Синтез гликолей может быть более экологичным

Металлорганический комплекс, инкапсулированный в наноразмерные поры кристаллического носителя, позволяет с высоким выходом конвертировать эпоксиды в диолы в мягких условиях и без избытка реагентов.

Новый катализатор создан химиками из Даляньского института химической физики (Китай). В случае промышленного внедрения открытие поможет снизить стоимость и сократить энергозатраты при производстве этиленгликоля и его производных. Подробнее о создании катализатора можно узнать из статьи, опубликованной в журнале Angewandte Chemie.

Этиленгликоль, как и другие диолы, часто является одним из ключевых компонентов при производстве полиэстеров, антифризов, косметических продуктов, лекарств и многого другого. Самый распространённый промышленный метод синтеза гликолей заключается в гидратации эпоксидов в присутствии активирующего катализатора (оксирановое кольцо открывается быстрее и проще с такими катализаторами, как льюисовы кислоты — электрондефицитные металлические ионы с высоким сродством к кислороду, а также протон).

 


Слева — схема селективной гидратации эпоксидов; справа — структура трёхвалетного комплекса с органическим лигандом Salen. (Иллюстрация Wiley-VCH.)

Сам же этиленгликоль получают в промышленности реакцией оксида этилена и воды при высоких температурах (катализатор — 0,5% серной кислоты) в присутствии 20-кратного избытка воды. Итоговый продукт представляет собой всего лишь 10-процентный по весу раствор этиленгликоля в воде (выход составляет до 90% в смеси с триэтиленгликолем и небольшим количеством высших олигомеров), откуда желаемый компонент добывают энергозатратным методом дистилляции (температура кипения этиленгликоля — 197 ?C). Поиски альтернативных синтетических условий ведутся давно, но всякий раз учёным приходилось констатировать, что процесс открытия оксиранового кольца становится неселективным, если отношение воды к оксиду этилена меньше, чем 10:1 (образуется большое количество высших полимергомологов этиленгликоля, что делает процесс неэкономичным).

И вот китайцы заявляют, что им удалось разработать катализатор, позволяющий селективно конвертировать оксид этилена в этиленгликоль с выходом более 98% в очень мягких условиях (40 ?C) при менее чем двукратном избытке воды. Похожие результаты, по словам учёных, были достигнуты и для некоторых других эпоксидов.

Новый катализатор был получен инкапсулированием комплекса трёхвалентного кобальта (Co3+) с органическим лигандом Salen (классическое четырёхдентатное основание Шиффа; см. иллюстрацию) в наноразмерные поры оксида кремния FDU-12 (мезопористый силикагель). При этом удалось показать, что плотная упаковка нескольких молекул катализатора в каждой отдельно взятой поре субстрата позволяет резко повысить каталитическую активность материала. Для предотвращения выхода катализатора из пор в реакционную среду была проведена дополнительная реакция силилирования, позволившая сузить ширину исходных пор.

Подготовлено по материалам Chemical & Engineering News.

 

 

 

 


Роман Иванов, Компьюлента

Коды для вставки в блог\форум




Интересные новости
Марсоход NASA «Настойчивость» отправился искать жизнь на Красной планетеМарсоход NASA «Настойчивость» отправился искать жизнь на Красной планете
На пути к Марсу: Tianwen-1 показал фото Земли и ЛуныНа пути к Марсу: Tianwen-1 показал фото Земли и Луны
Crew Dragon отстыковался от МКС для возвращения на Землю
SpaceX успешно вернула корабль Crew Dragon с космонавтами на борту на ЗемлюSpaceX успешно вернула корабль Crew Dragon с космонавтами на борту на Землю
"Очень большой телескоп" сделал фото "космической бабочки""Очень большой телескоп" сделал фото "космической бабочки"
Блок рекламы


Похожие новости

Дноуглубление Припяти может привести к распространению радиации по всему Днепру, - Национальный экологический совет УкраиныДноуглубление Припяти может привести к распространению радиации по всему Днепру, - Национальный экологический совет Украины
Искусство киригами поможет создать роботов нового поколенияИскусство киригами поможет создать роботов нового поколения
Переход к «зеленой» энергетике может усилить неравенствоПереход к «зеленой» энергетике может усилить неравенство
Новый свиной грипп опасен и может вызвать еще одну пандемиюНовый свиной грипп опасен и может вызвать еще одну пандемию
Жизнь на планетах может быть подо льдомЖизнь на планетах может быть подо льдом
Виды живых существ намного более схожи, чем считалось ранееВиды живых существ намного более схожи, чем считалось ранее
В следующие десять лет в Европе роботы займут более 50 млн рабочих местВ следующие десять лет в Европе роботы займут более 50 млн рабочих мест
4D-печать может создавать трансформирующиеся объекты: видео4D-печать может создавать трансформирующиеся объекты: видео
Болезнь Шагаса может распространиться в ЕвропеБолезнь Шагаса может распространиться в Европе
Рак может иметь совсем иную природу, чем до сих пор считалосьРак может иметь совсем иную природу, чем до сих пор считалось
Последние новости

Подгружаем последние новости