Каталог / ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ / Нефтехимия и углехимия
скачать файл:
- Название:
- Ма Гоцзюнь Алкилирование ароматических соединений алкенами в присутствии катализаторов на основе мезопористых материалов
- Альтернативное название:
- Ма Гоцзюнь Алкілювання ароматичних сполук алкенами у присутності каталізаторів на основі мезопористих матеріалів Ma Guojun Alkylation of aromatic compounds with alkenes in the presence of catalysts based on mesoporous materials
- ВУЗ:
- Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
- Краткое описание:
- ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Химический факультет
На правах рукописи
МаГоцзюнь
Алкилирование ароматических соединений алкенами в присутствии катализаторов на основе мезопористых материалов
02.00.13 - нефтехимия
Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук
Научный руководитель: доктор химических наук профессор Анисимов А.В.
Москва - 2019
Содержание
1. Введение.............................................................................................. 5
2. Литературный обзор....................................................................... 10
2.1. Реакция алкилирования................................................................................. 10
2.2. Механизм и катализаторы алкилирования.................................................. 11
2.3. Алкилирующие агенты................................................................................... 14
2.3.1. Спирты................................................................................................... 14
2.3.2. Галогенпроизводные............................................................................ 16
2.3.3. Олефины................................................................................................ 16
2.4. Катализаторы алкилирования ароматических соединений...................... 18
2.4.1 Неорганические соли.............................................................................. 19
2.4.2. Оксидные катализаторы..................................................................... 20
2.4.3. Катализаторы на основе глин............................................................. 21
2.4.4. Катализаторы на основе цеолитов .................................................... 21
2.4.5. Катионообменные смолы в качестве катализаторов
алкилирования.......................................................................................................... 25
2.4.6. Ионные жидкости в качестве катализаторов алкилирования....... 25
2.5. Мезопористые материалы в качестве катализаторов алкилирования
ароматических соединений ............................................................................................. 30
2.5.1. Классификация мезопористых материалов...................................... 30
2.5.2. Применение мезопористых материалов в катализе......................... 32
2.5.3. Мезопористые углеродные материалы.............................................. 33
2.5.4. Модификация мезопористых углеродных катализаторов.............. 37
2.6. Металлорганические каркасы MOF............................................................. 41
2.7. Применение акилфенолов .............................................................................. 45
3. Экспериментальная часть.............................................................. 49
3.1. Характеристики исходных веществ и материалов..................................... 49
3.2. Физико-химические методы исследования материалов и катализаторов
.............................................................................................................................................. 50
3.2.1. Низкотемпературная адсорбция-десорбция азота........................... 50
3.2.2. Просвечивающая электронная микроскопия................................... 51
3.2.3. ИК-спектроскопия ............................................................................... 51
3.2.4. Газо-жидкостная хромато графия................................................................................................. 51
3.2.5. Хромато-масс-спектрометрический анализ........................................................................... 52
3.2.6. Твердотельная ЯМР спектроскопия на ядрах С.............................. 52
3.3. Методики синтеза упорядоченных мезопористых носителей и
катализаторов на их основе............................................................................................. 53
3.3.1. Синтез мезопористого ароматического материала PAF................. 53
3.3.2. Синтез мезопористого фенолформальдегидного полимера MPF .53
3.3.3. Синтез сульфированного полимера PAF-SO3H................................. 54
3.3.4. Синтез сульфированного мезопористого фенолформальдегидного
полимера МPF-SO3H.................................................................................................. 55
3.3.5. Синтез хлорметилированного мезопористого
фенолформальдегидного полимера MPF-CH2C1................................................... 55
3.3.6. Синтез модифицированного имидазолом мезопористого
фенолформальдегидного полимера MPF-CH2IM................................................... 56
3.3.7. Синтез кислотного катализатора MPF-CH2IMSO4H...................................................................... 56
3.3.8. Синтез модифицированы^ хлоридами железа и алюминия
мезопористых ароматических материалов PAF/FeC13 и PAF/AlCl3.................... 56
3.4. Методика проведения каталитических экспериментов.............................. 57
4. Обсуждение результатов................................................................. 62
4.1. Мезопористые полиароматические каркасы РАF....................................... 62
4.2. Модифицирование сульфогруппами мезопористых полиароматических
каркасов РАF...................................................................................................................... 65
4.3. Мезопористые полиароматические каркасы PAF/FeC13 PAF/A1C13 .......................................... 67
4.4. Мезопористые фенолформальдегидные полимеры MPF............................ 70
4.5. Мезопористые фенолформальдегидные полимеры MPF,
модифицированные ионной жидкостью IMSO4H ....................................................... 72
4.6. Модифицирование сульфогруппами фенолформальдегидных полимеров MPF 76
4.7. Алкилирование фенола в присутствии сульфированных мезопористых
ароматических каркасов PAF-SO3H............................................................................... 77
4.7.1. Алкилирование фенола октеном-1..................................................... 77
4.7.2. Алкилирование крезолов октеном-1 в присутствии катализатора
PAF-1-SO3H................................................................................................................. 83
4.8. Алкилирование ароматических соединений октеном-1 в присутствии
катализатора MPF-CH2IMSO4H...................................................................................... 85
4.8.1. Алкилирование фенола октеном-1 в присутствии катализатора
MPF-CH2IMSO4H...................................................................................................... 85
4.8.2. Алкилирование замещенных бензола и фенола октеном-1 в
присутствии катализатора MPF-CH2IMSO4H........................................................ 87
4.9. Алкилирование фенола октеном-1 в присутствии катализаторов
PAF/AICI3 и PAF/FeCl3...................................................................................................... 88
4.10. Алкилирование фенола октеном-1 в присутствии сульфированных
катализаторов MPF-SO3H................................................................................................. 92
4.11. Сравнение действия различных кислотных катализаторов в
алкилировании фенола октеном-1................................................................................... 93
4.12. Изомеризация фенилгептилового эфира.................................................... 95
5.
- Список литературы:
- 5. Выводы
1. Разработаны методы алкилирования фенолов и некоторых ароматических соединений алкенами-1 в присутствии мезопористых катализаторов, полученных модификацией полимерных каркасов PAF и MPF.
2. Осуществлен синтез мезопористых ароматических каркасов PAF и проведена их модификация сульфогруппами. Полученные материалы PAF-SO3H охарактеризованы методами низкотемпературной адсорбции-десорбции азота, просвечивающей электронной спектроскопии, ИК-спектроскопии, твердотельной ЯМР спектроскопии.
3. Синтезированы мезопористые органические фенолформальдегидные полимеры MPF и осуществлена их модификация кислотными сульфогруппами. Полученные матеиалы MPF-SO3H охарактеризованы методами низкотемпературной адсорбции-десорбции азота, твердотельной ЯМР C спектроскопии, просвечивающей электронной спектроскопии, ИК-спектроскопии.
3. Установлено, что при алкилировании фенола и некоторых ароматических субстратов алкенами-1 в присутствии катализаторов PAF-SO3H и MPF-SO3H образуются как алкилфенолы (С-алкилаты), так и алкилфениловые эфиры (О-алкилаты), общий выход достигает 80-90%, селективность по С-алкилатам зависит от кислотности катализатора и достигает 90% в случае использования PAF-1-SO3H.
4. Установлено, что при использовании катализатора на основе мезопористого фенолформальдегидного полимера, модифицированного ионной жидкостью, MPFCH2IMSO4H в алкилировании некоторых фенолов (фенол, мета-крезол,
пара-аминофенол) октеном-1 октилфенолы (С-алкилаты) образуются с выходами до 60%, и селективностью до 87%.
5. Установлено, что при алкилировании фенола октеном-1 в присутствии катализаторов PAF/AlCl3 и PAF/FeCl3, полученных модификацией PAF действием хлоридов металлов, селективность реакции С-алкилирования достигает 72 % при конверсии октенов более 85 %.
Установлено, что синтезированные катализаторы PAF/AICI3 и PAF/FeCl3 могут быть использованы в течение 3 циклов без значительной потери активности.
- Стоимость доставки:
- 230.00 руб