Preview

Тонкие химические технологии

Расширенный поиск

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ЖИДКОФАЗНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНА

https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-4-50-57

Полный текст:

Аннотация

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.

Об авторах

А. С. Фролов
Ярославский государственный технический университет
Россия

кандидат химических наук, старший преподаватель кафедры «Общая и физическая химия»

150023, Россия, Ярославль, Московский проспект, д. 88

ResearсherID I-8533-2018



Е. А. Курганова
Ярославский государственный технический университет
Россия

доктор химических наук, профессор кафедры «Общая и физическая химия»

150023, Россия, Ярославль, Московский проспект, д. 88

ResearherID B-4021-2018



Е. М. Яркина
Ярославский государственный технический университет
Россия

магистрант 2 года обучения

150023, Россия, Ярославль, Московский проспект, д. 88



Н. В. Лебедева
Ярославский государственный технический университет
Россия

кандидат химических наук, доцент кафедры «Общая и физическая химия»

150023, Россия, Ярославль, Московский проспект, д. 88 



Г. Н. Кошель
Ярославский государственный технический университет
Россия

доктор химических наук, профессор кафедры «Общая и физическая химия»

150023, Россия, Ярославль, Московский проспект, д. 88

ResearherID I-7782-2017



А. С. Каленова
Ярославский государственный технический университет
Россия

студентка 5 курса

150023, Россия, Ярославль, Московский проспект, д. 88



Список литературы

1. Фурман М.С., Гольдман А.М. Производство циклогексанона и адипиновой кислоты окислением циклогексана. М.: Химия, 1967. 240 с.

2. Химическая энциклопедия: В 5 т.: т. 5. Три-Ятр / Редколл.: Зефиров Н.С. (гл. ред.) и др. М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. 783 с.

3. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия, 1988. 522 с.

4. Tong J., Li Zh., Xia Ch. Highly efficient catalysts of chitosan-Schiff base Co(II) and Pd(II) complexes for aerobic oxidation of cyclohexane in the absence of reductants and solvents II // J. Mol. Catal. A: Chem. 2005. V. 231. P. 197-203.

5. Джемилев У.М., Хуснутдинов Р.И., Щаднева Н.А., Мухаметшина Л.Ф. Способ получения циклогексанола: пат. 2420506 Рос. Федерация. № 2009138786/04; заявл. 20.10.2009; опубл. 10.06.2011, Бюл. № 16. 10 с.

6. Faraj M., Hile C.L. Sustained catalytic homogenous oxo-transfer oxidation of alkanes. Interaction of alkyl hydroperoxides with transition metal-substituted polyoxometalates // J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1987. № 9. P. 1487-1489.

7. Alfa Aesar Research Chemical Metals and Materials. A Johnson Matthey Company, 2008. 2741 p.

8. Тарасевич Б.Н. ИК-спектры основных классов органических соединений. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2012. 55 с.

9. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений: практическое руководство / Пер. Куплетской Н.Б. и Эпштейн Л.М. М.: Мир, 1985. 216 с.

10. Ishii Y., Sakaguchhi S., Iwahama T. Innovation of hydrocarbon oxidation with molecular oxygen and related reactions // Adv. Synth. Catal. 2001. V. 343. № 5. P. 393-427.

11. Курганова Е.А., Сапунов В.Н., Кошель Г.Н., Фролов А.С. Селективное аэробное окисление циклогексил- и втор-алкиларенов до гидропероксидов в присутствии N-гидроксифталимида // Изв. академии наук. Сер. химическая. 2016. № 9. С. 2115-2128.

12. Frolov А.S., Кurganova Е.А., Коshel G.N., Sapunov V.N. Preparation of dimethyl-substituted cumene hydroperoxides // Chimica Oggi - Chemistry Today. 2015. V. 33. № 6. P. 54-61.

13. Соловьев М.Е., Курганова Е.А., Румянцева Ю.Б., Кошель Г.Н., Фролов А.С. Анализ термодинамики реакции окисления этил- и изопропилбензола в присутствии N-гидроксифтилимида с помощью квантово-химических расчетов // Известия ВУЗов. Химия и хим. технология. 2013. Т. 56. Вып. 11. C. 35-37.

14. Shul'pin G.B. Metal-catalyzed hydrocarbon oxidations // C. R. Chimie. 2003. V. 6. P. 163-178.

15. Опейда И.А., Плехов А.Л., Кущ О.В., Матвиенко А.Г. Комплексы N-гидроксифталимида и ацетата кобальта(II) в реакциях окисления алкиларенов молекулярным кислородом // Журн. физ. химии. 2011. Т. 85. № 7. С. 1223-1228.

16. Suresh A.K., Sharma M.M., Sridhar T. Engineering aspects of industrial liquid-phase air oxidation of hydrocarbons // Ind. Eng. Chem. Res. 2000. V. 39. P. 3958-3997.


Для цитирования:


Фролов А.С., Курганова Е.А., Яркина Е.М., Лебедева Н.В., Кошель Г.Н., Каленова А.С. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ЖИДКОФАЗНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНА. Тонкие химические технологии. 2018;13(4):50-57. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-4-50-57

For citation:


Frolov A.S., Kurganova E.A., Yarkina E.M., Lebedeva N.V., Koshel G.N., Kalenova A.S. INTENSIFICATION OF THE CYCLOHEXANE LIQUID PHASE OXIDATION PROCESS. Fine Chemical Technologies. 2018;13(4):50-57. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-4-50-57

Просмотров: 183


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


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