кандидат химических наук, старший преподаватель кафедры «Общая и физическая химия»
150023, Россия, Ярославль, Московский проспект, д. 88
ResearсherID I-8533-2018
Ph.D. (Chem.), Senior Lecturer, General and Physical Chemistry Chai
88, Moskovskiy Pr., Yaroslavl 150023, Russia
ResearherID I-8533-2018
доктор химических наук, профессор кафедры «Общая и физическая химия»
150023, Россия, Ярославль, Московский проспект, д. 88
ResearherID B-4021-2018
D.Sc. (Chem.), Professor, General and Physical Chemistry Chair
88, Moskovskiy Pr., Yaroslavl 150023, Russia
ResearherID B-4021-2018
магистрант 2 года обучения
150023, Россия, Ярославль, Московский проспект, д. 88
Student
88, Moskovskiy Pr., Yaroslavl 150023, Russia
кандидат химических наук, доцент кафедры «Общая и физическая химия»
150023, Россия, Ярославль, Московский проспект, д. 88
Ph.D. (Chem.), Associated Professor, General and Physical Chemistry Chair
88, Moskovskiy Pr., Yaroslavl 150023, Russia
доктор химических наук, профессор кафедры «Общая и физическая химия»
150023, Россия, Ярославль, Московский проспект, д. 88
ResearherID I-7782-2017
D.Sc. (Chem.), Professor, General and Physical Chemistry Chair
88, Moskovskiy Pr., Yaroslavl 150023, Russia
ResearherID I-7782-2017
студентка 5 курса
150023, Россия, Ярославль, Московский проспект, д. 88
Student
88, Moskovskiy Pr., Yaroslavl 150023, Russia
Liquid-phase oxidation of cyclohexane to cyclohexanol and cyclohexanone was studied in the absence of solvents under an air pressure of 0.5-5 MPa, in the temperature range 115-150 °C, catalyzed by N-hydroxyphthalimide (N-HPI). It was established for the first time that the use of N-HPI as a catalyst in place of the conventionally used metal salts of variable valence allowed a 2-3-fold increase in the conversion of the initial hydrocarbon and selectivity from 70-75 to 90%. The combined use of N-HPI with cobalt(II) acetate results in an additional increase in the conversion of cyclohexane by 30-40%, the selectivity of cyclohexanol and cyclohexanone formation to 94-97%, which seems to be due to the synergistic effect between the two components of the catalyst. The mechanism of catalytic oxidation of cyclohexane to cyclohexanol and cyclohexanone is discussed. It has been suggested that N-HPI plays a dual role in the oxidation of cyclohexane: it catalyzes the conversion of cyclohexane to cyclohexanol and cyclohexanone and, on the other hand, promotes the conversion of cyclohexanol to cyclohexanone, thereby substantially reducing the formation of adipic acid and its esters, by-products of the reaction, and increases selectivity of oxidation. This also explains the unusually high (1.3-1.5 : 1) ketone: alcohol ratio in the oxidation products of cyclohexane in the presence of N-HPI. The high selectivity of the formation of the desired products, the conversion of cyclohexane, the moderate temperature, the available catalyst, suggest that this method of oxidizing cyclohexane to cyclohexanol and cyclohexanone may be of interest for further practical use.
Изучено жидкофазное окисление циклогексана в циклогексанол и циклогексанон в отсутствие растворителей, под давлением воздуха 0.5-5 МПа, в интервале температур 115-150 °С, катализируемое N-гидроксифталимидом (N-ГФИ). Впервые установлено, что использование в качестве катализатора N-ГФИ вместо традиционно используемых солей металлов переменной валентности позволяет в 2-3 раза повысить конверсию исходного углеводорода, а селективность - с 70-75 до 90%. Совместное применение N-ГФИ с ацетатом кобальта(II) приводит к дополнительному повышению конверсии циклогексана на 30-40%, селективности образования циклогексанола и циклогексанона - до 94-97%, что, по-видимому, связано с синергетическим эффектом между двумя компонентами катализатора. Обсужден механизм каталитического окисления циклогексана до циклогексанола и циклогексанона. Высказано предположение, что N-ГФИ в процессе окисления циклогексана выполняет двоякую роль - катализирует превращение циклогексана в циклогексанол и циклогексанон и, с другой стороны, способствует превращению циклогексанола в циклогексанон, тем самым существенно снижая образование адипиновой кислоты и ее эфиров - побочных продуктов реакции и повышает селективность окисления. Это также объясняет необычно высокое (1.3-1.5 : 1) соотношение кетон : спирт в продуктах окисления циклогексана в присутствии N-ГФИ. Высокая селективность образования целевых продуктов, конверсия циклогексана, умеренная температура, доступный катализатор дают основание считать, что данный метод окисления циклогексана в циклогексанол и циклогексанон может представлять интерес для дальнейшего практического использования.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.