CC BY
38
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №10/2015 ISSN 2410-700Х_
УДК 544.4+544.47
Быков Алексей Владимирович
канд. хим. наук, доцент ФГБОУ ВПО ТвГТУ
г. Тверь, РФ E-mail: BykovAV@yandex.ru Демиденко Галина Николаевна канд. хим. наук, доцент ФГБОУ ВПО ТвГТУ
г. Тверь, РФ E-mail: xt345@mail.ru Самойлова Галина Владимировна магистрант ФГБОУ ВПО ТвГТУ г. Тверь, РФ E-mail: stepanova_92@inbox.ru
ПОЛИМЕРСТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ РУТЕНИЕВЫЙ КАТАЛИЗАТОР
ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО N-АЛКИЛИРОВАНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОВ
Аннотация
В работе изучен процесс жидкофазного синтеза монометиланилина реакцией восстановительного N-алкилирования анилина формальдегидом в среде этилового спирта с применением полимерстабилизированной рутениевой каталитической системы.
Показано, что каталитическая система на основе рутения в реакции восстановительного N-алкилирования позволяет достичь высокого соотношения ^монометиланилин/К^-диметиланилин и максимальной селективностью процесса 91.3%.
Ключевые слова
N-алкилирование. Рутенийсодержащий катализатор. N-монометиланилин.
Алкилирование по атому азота является наиболее распространенным случаем алкилирования в технологии синтетических лекарственных веществ, витаминов, в органическом синтезе, а также, позволяет получать один из ценных промышленных продуктов - монометиланилин, применяющийся в качестве высокоэффективной октаноповышающей добавки к бензину, в синтезе ускорителей вулканизации, фунгицидов, ингибиторов коррозии, бактерицидных препаратов, присадок к смазочным маслам и служащий сырьем в других органических синтезах [1, с. 981].
В связи с этим возрастает необходимость создания эффективной и селективной каталитической системы синтеза N-метиланилина в жидкой фазе.
В реакции восстановительного N-алкилирования анилина формальдегидом в присутствии водорода протестирован рутенийсодержащий полимерстабилизированный катализатор, содержащий 3 массовых процента рутения. В качестве полимерной матрицы использовали измельченный промышленный сорбент MN-100 производства Purolite Inc. Состав реакционной смеси исследовали методом газовой хроматомасс -спектрометрии.
В ходе исследования изучались влияние концентрации катализатора, давления водорода и температуры на активность и селективность процесса.
Для установления влияния концентрации катализатора на активность и селективность процесса была проведена серия экспериментов с различными концентрациями активной фазы катализатора, при температуре 1000С и равными концентрациями анилина и формальдегида (5.4*10-2 моль/л). При этом, максимальная селективность в 63.2% при 40%-ой конверсии в серии экспериментов достигнута для концентрации рутения 3.10* 10-4 моль/л.
Как следует из полученных данных, увеличение содержания катализатора приводит к ускорению
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №10/2015 ISSN 2410-700Х_
процесса восстановительного N-алкилирования анилина формальдегидом, что отражается в ускорении накопления конечных продуктов реакции. Однако, вне зависимости от концентрации катализатора с увеличением конверсии метиленанилина (МА) наблюдается снижение соотношения N-монометиланилина (ММА) к N^-диметиланилину (ДМА), т.е. селективность процесса уменьшается с увеличением конверсии.
Для установления влияния давления водорода на скорость и селективность восстановительного N-алкилирования анилина формальдегидом была проведена серия экспериментов с давлением водорода от 0.8 до 5.0 МПа.
Установлено, что скорость накопления целевого продукта от давления зависит не линейно. Наблюдается рост скорости накопления ММА с увеличением давления от 0.8 до 3.0 МПа и спад скорости накопления с 3.0 МПа и далее. Максимум селективности в 62.7% при 40%-ой конверсии, как и максимум скорости накопления ММА наблюдается при 3.0 МПа:
Для установления влияния температуры на скорость и селективность восстановительного N -алкилирования анилина формальдегидом была проведена серия экспериментов с варьированием температуры от 900С до 1400С при оптимальных концентрации рутения и температуре.
Установлено, что скорость накопления ММА от температуры зависит не линейно. Наблюдается рост скорости накопления ММА от 900С до 1200С, а при дальнейшем увеличении температуры происходит уменьшение скорости накопления этого вещества.
Максимум селективности зарегистрирован при температуре 1300С и составляет 91.3 % при 40 % конверсии метиленаилина.
Максимум селективности процесса с использованием 3% рутениевого катализатора, стабилизированного в сверхсшитом полистироле MN-100, в среде этанола достигается при следующих условиях: концентрация катализатора - 3.10* 10-4 моль/л; давление 3.0 МПа.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (Грант №15-08-01678).
Список использованной литературы:
1. Carey F.A., Sundberg R.J. Advanced Organic Chemistry. New York: Kluwer Academic/Plemum Publishers, 2001. Part B, 981 р.
© А.В. Быков, Г.Н. Демиденко, Г.В. Самойлова, 2015
УДК 544.723:622.357.5
Кондрашова Анжела Владимировна
кандидат химических наук, доцент СГАУ
г. Саратов, РФ E-mail: angela70-03@mail.ru
КИНЕТИКА ИОННОГО ОБМЕНА НА ДИСПЕРСНОМ КРЕМНЕЗЁМЕ - ОПОКЕ
Аннотация
Экспериментально исследована кинетика ионного обмена ионов Cu2+, Co2+ на Na-форме дисперсного кремнезёма - опоки в зависимости от концентрации исходного раствора и размера зерна сорбента.
Ключевые слова
кинетика, сорбция, ионный обмен, дисперсный кремнезём - опока, зерно сорбента.
