Preview

Тонкие химические технологии

Расширенный поиск

Изучение закономерностей синтеза пропиленкарбоната взаимодействием пропиленгликоля с карбамидом

https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-15-1-55-61

Полный текст:

Аннотация

Цели. Циклические карбонаты являются важными продуктами органического синтеза, которые находят широкое применение в качестве растворителей, катализаторов и реагентов для получения ряда соединений, в частности, уретансодержащих полимеров неизоцианатным методом. Одним из перспективных методов их синтеза является процесс алкоголиза карбамида многоосновными спиртами. Цель данной работы – определение условий реакции взаимодействия пропиленгликоля с карбамидом в присутствии ацетата цинка в качестве катализатора.

Методы. Экспериментальное исследование процесса синтеза пропиленкарбоната на лабораторной установке периодического действия. Анализ исходных реагентов и полученных продуктов с использованием газожидкостной хроматографии.

Результаты. Изучены закономерности получения пропиленкарбоната алкоголизом карбамида пропиленгликолем в присутствии катализатора (ацетата цинка) при варьировании основных параметров процесса в следующих диапазонах: начальное молярное соотношение реагентов пропиленгликоль/карбамид составляло (0.5–5):1, температура синтеза 130–190 °С, время пребывания реагентов в реакторе 0.5–4 ч, содержание катализатора в реакционной смеси 0–1.5 масс. %.

Выводы. Рекомендованы технологические параметры синтеза пропиленкарбоната, протекающего в реакторе периодического действия. Показано, что осуществление процесса при начальном молярном соотношении пропиленгликоля и карбамида 3:1, при температуре 170 °С и времени пребывания 2 ч позволяет получать пропиленкарбонат с достаточно высоким выходом – 80%.

Об авторах

А. В. Сулимов
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
Россия

Сулимов Александр Владимирович, доктор технических наук, профессор кафедры «Химические и пищевые технологии». Scopus Author ID 56497239500, ResearcherID K-5437-2015

606000, Россия, Нижегородская обл., г. Дзержинск, ул. Гайдара, д. 49



А. В. Овчарова
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
Россия

Овчарова Анна Владимировна, кандидат химических наук, доцент кафедры «Химические и пищевые технологии». Scopus Author ID 55263080200

606000, Россия, Нижегородская обл., г. Дзержинск, ул. Гайдара, д. 49



Г. М. Кравченко
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
Россия

Кравченко Григорий Михайлович, магистрант кафедры «Химические и пищевые технологии».

606000, Россия, Нижегородская обл., г. Дзержинск, ул. Гайдара, д. 49



Ю. К. Сулимова
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
Россия

Сулимова Юлия Константиновна, магистрант кафедры «Химические и пищевые технологии».

606000, Россия, Нижегородская обл., г. Дзержинск, ул. Гайдара, д. 49



Список литературы

1. Shaikh A.G., Sivaram S. Organic Carbonates. Chem. Rev. 1996;96(3):951-976. https://doi.org/10.1021/cr950067i

2. Debotton N., Dahan A. Applications of Polymers as Pharmaceutical Excipients in Solid Oral Dosage Forms. Med. Res. Rev. 2017;37(1):52-97. https://doi.org/10.1002/med.21403

3. Zhou J., Dongfang W., Zhang B., Guo Y. Synthesis of propylene carbonate from urea and 1,2-propylene glycol over metal carbonates. Chem. Ind. Chem. Eng. Q. 2011;17(3):323-331. https://doi.org/10.2298/CICEQ101123018Z

4. Suib S.L. (Ed.) New and Future Developments in Catalysis. Elsevier: Amsterdam; 2013. 478 p. ISBN 978-0-444-53882-6

5. Darensbourg D.J., Holtcamp M.W. Catalysts for the reactions of epoxides and carbon dioxide. Coord. Chemi. Rev. 1996;153:155-174. https://doi.org/10.1016/0010-8545(95)01232-X

6. Shukla K., Srivastava V.C. Synthesis of organic carbonates from alcoholysis of urea: A review. Catal. Rev. 2017;59(1)1-43. https://doi.org/10.1080/01614940.2016.1263088

7. Aresta M., Dibenedetto A. Utilisation of CO<sub>2</sub> as a chemical feedstock: opportunities and challenges. Dalton Transactions. 2007;28:2975-2992. https://doi.org/10.1039/B700658F

8. Mikkelsen M., Jorgensen M., Krebs F.C. The teraton challenge. A review of fixation and transformation of carbon dioxide. Energ. Environ. Sci. 2010;3(1)43-81. https://doi.org/10.1039/B912904A

9. Dasari M.A., Kiatsimku P.-P., Sutterlin W.R., Suppes G.J. Low-pressure hydrogenolysis of glycerol to propylene glycol. Appl. Catal. A-G. 2005;281(1):225-231. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2004.11.033

10. Maris E.P., Davis R.J. Hydrogenolysis of glycerol over carbon-supported Ru and Pt catalysts. J. Catal. 2007;249(2):328-337. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2007.05.008

11. Xiu Z.-L., Zeng A.-P. Present state and perspective of downstream processing of biologically produced 1,3-propanediol and 2,3-butanediol. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2008;78(6):917-926. https://doi.org/10.1007/s00253-008-1387-4

12. Sulimov A.V., Ovcharova A.V., Ovcharov A.A., Ryabova T.A., Kravchenko G.M., Lysanov S.A. Synthesizing cyclic carbonates from olefin oxides and carbon dioxide. I: Catalysis with ionic liquids. Catalysis in Industry. 2016;8(4):300-309. https://doi.org/10.1134/s2070050416040103

13. Decortes A., Castilla A.M., Kleij A.W. SalenComplex-Mediated Formation of Cyclic Carbonates by Cycloaddition of CO<sub>2</sub> to Epoxides. Angew. Chem. Int. Ed. 2010;49(51):9822-9837. https://doi.org/10.1002/anie.201002087

14. Sheng, X., Guo H., Qin Y., Wang X., Wang F. A novel metalloporphyrin-based conjugated microporous polymer for capture and conversion of CO<sub>2</sub> . RSC Advances. 2015;5(40):31664-31669. https://doi.org/10.1039/C4RA16675B

15. Li Q., Zhao N., Wei W., Sun Y. Catalytic performance of metal oxides for the synthesis of propylene carbonate from urea and 1,2-propanediol. J. Mol. Catal. A-Chem. 2007;270(1):44-49. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2007.01.018

16. Zhao X., Sun N., Wang S., Li F. Synthesis of Propylene Carbonate from Carbon Dioxide and 1,2-Propylene Glycol over Zinc Acetate Catalyst. Ind. Eng. Chem. Res. 2008;47(5):1365-1369. https://doi.org/10.1021/ie070789n

17. Gurvich L.V., Veyts I.V., Medvedev V.A. Thermodynamic properties of individual substances. Vol. 1, part 1. New York, United States: 1989. 551 p.


Дополнительные файлы

1. Описан синтез пропиленкарбоната из пропиленгликоля и карбамида (мочевины). Эффективность синтеза зависит от начального соотношения реагентов, температуры, времени и концентрации катализатора. Ацетат цинка использован как катализатор синтеза.
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (636KB)    
Метаданные

Для цитирования:


Сулимов А.В., Овчарова А.В., Кравченко Г.М., Сулимова Ю.К. Изучение закономерностей синтеза пропиленкарбоната взаимодействием пропиленгликоля с карбамидом. Тонкие химические технологии. 2020;15(1):55-61. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-15-1-55-61

For citation:


Sulimov A.V., Ovcharova A.V., Kravchenko G.M., Sulimova Y.K. Investigation of propylene carbonate synthesis regularities by the interaction of propylene glycol with carbamide. Fine Chemical Technologies. 2020;15(1):55-61. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-15-1-55-61

Просмотров: 89


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2410-6593 (Print)
ISSN 2686-7575 (Online)