Химики РУДН предложили способ в 3 раза снизить температуру для окисления алканов

Химики РУДН предложили способ в 3 раза снизить температуру для окисления алканов

Химики из РУДН и Российской академии наук предложили новые катализаторы, которые позволяют в три раза — со 150 до 50 градусов — снизить температуру реакции окисления алканов — компонентов нефти. Это значительно снижает стоимость синтеза спиртов, альдегидов и других соединений, необходимых, в частности, для производства нейлона и капрона.

До сих пор реакцию каталитического окисления алканов до спиртов, альдегидов, кетонов, карбоновых кислот удавалось проводить только при высоких температурах — от 150 градусов Цельсия и выше. Снижение температуры процесса упростит синтез и заметно уменьшит стоимость конечных продуктов. Но для этого необходимы новые катализаторы.

Химики Георгий Шульпин и Алексей Биляченко из РУДН совместно с коллегами из Российской академии наук синтезировали два новых элементоорганических соединений, имеющих каркасную структуру, которые позволяют значительно снизить температуру окисления алканов — со 150 до 50 градусов Цельсия.

В основе этих катализаторов лежат силсесквиоксаны — полимерные соединения с общей формулой [RSiO3/2]n, (sesqui про латыни — «полтора»). Для их синтеза используют простую двухстадийную схему. Первая структура образуется в тетрагидрофуране и содержит Cu4Na4, вторая — в диметилформамиде и содержит Cu5. Химики РУДН выяснили молекулярное строение полученных соединений, а также строение супрамолекулярных структур, образуемых ими в кристаллах.

Исследователи проверили каталитическую активность этих соединений, используя их в качестве катализаторов реакции окисления циклогексана до циклогексанола и циклогексанона под действием перекиси водорода в ацетонитриле при 50 градусах. Конверсия — отношение количества полученного продукта к теоретически возможному — составила в этой реакции около 25%, что сопоставимо с показателями традиционного высокотемпературного метода. Кроме того, химики использовали эти катализаторы при реакции окисления циклогексанола до циклогексанона и 1-фенилэтанола до ацетофенона при действии трет-бутилгидропероксида при той же температуре. Конверсия в случае с циклогексанолом составила около 40%, а с окислением 1-фенилэтанола до ацетофенона была почти полной. Таким образом, химики сделали важный шаг к упрощению технологии синтеза ряда важных для промышленности соединений.

Химики подчеркивают, что получение циклогексанона из циклогексана имеет важное значение, поскольку из циклогексанона получают адипиновую кислоту — сырье для производства нейлона-6,6, и капролактам — сырье для производства капрона (нейлона-6). Сейчас в промышленности процесс синтеза циклогексанона из циклогексана проводят при температуре около 150 градусов, новый метод позволит снизить температуру до 50 градусов.

Статья в журнале Catalysts.

Новости
Все новости
Наука
30 июля
Химик РУДН нашел способ сделать производство биотполива в 4-10 раз эффективнее с помощью кремниевой матрицы и гетерополикислот

Химик РУДН создал кремниевый молекулярный каркас для получения эфиров из отходов сельского хозяйства, древесной и бумажной промышленности. Он в 4-10 раз повышает эффективность получения эфиров, которые можно использовать как биотопливо. Это позволит снизить энергозатраты и сделает производство биотоплива дешевле. 

Наука
28 июля
Химики РУДН разработали новый путь синтеза веществ для фармацевтики

Химики РУДН предложили универсальный способ синтеза производных тиеноиндолизинов. Свойства этих веществ позволяют использовать их для создания антибактериальных и противораковых препаратов, а также в производстве новых материалов для оптоэлектроники.

Наука
26 июля
Химики РУДН разработали домино-реакцию для получения противоопухолевых препаратов

Химики РУДН предложили новую реакцию для получения сложных органических веществ в одном сосуде. Продукты синтеза оказались эффективными против клеток раковых опухолей, в том числе — устойчивых к известным препаратам.