PL209882B1 - Heterogenizowany katalizator platynowy oraz sposób jego otrzymywania - Google Patents

Heterogenizowany katalizator platynowy oraz sposób jego otrzymywania

Info

Publication number
PL209882B1
PL209882B1 PL380735A PL38073506A PL209882B1 PL 209882 B1 PL209882 B1 PL 209882B1 PL 380735 A PL380735 A PL 380735A PL 38073506 A PL38073506 A PL 38073506A PL 209882 B1 PL209882 B1 PL 209882B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
carbon atoms
ionic liquid
platinum
platinum complex
heterogenized
Prior art date
Application number
PL380735A
Other languages
English (en)
Other versions
PL380735A1 (pl
Inventor
Hieronim Maciejewski
Bogdan Marciniec
Karol Szubert
Juliusz Pernak
Original Assignee
Fundacja Univ U Im Adama Mickiewicza
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fundacja Univ U Im Adama Mickiewicza filed Critical Fundacja Univ U Im Adama Mickiewicza
Priority to PL380735A priority Critical patent/PL209882B1/pl
Publication of PL380735A1 publication Critical patent/PL380735A1/pl
Publication of PL209882B1 publication Critical patent/PL209882B1/pl

Links

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest nowy heterogenizowany katalizator platynowy oraz sposób jego otrzymywania, przeznaczonego zwłaszcza do procesów hydrosililowania.
Procesy hydrosililowania to reakcje addycji wodorosilanów i wodorosiloksanów do wiązań wielokrotnych typu C=C, CC, C=O, C=N, itp. Najbardziej rozpowszechnionymi katalizatorami procesów hydrosililowania są katalizatory homogeniczne, głównie kwas heksachloroplatynowy H2PtCl6 [Comprehensive Handbook on Hydrosilylation (B.Marciniec ed) Pergamon Press, Oxford, 1992]. Najczęściej stosuje się go po roztworzeniu w izopropanolu lub wyższych alkoholach alifatycznych lub aromatycznych (J.L. Speier, Adv. Organometal. Chem. 17, 407, 1979), w związkach zawierających połączenia karbonylowe, np. w cykloheksanonie (opis patentowy francuski nr 1385096), w tetrahydrofuranie (opis patentowy europejski nr 260103) a także w diwinylosiloksanach (opis patentowy USA nr 3775452) i w szeregu innych pochodnych organicznych. Pomimo dużej aktywności katalitycznej katalizatorów homogenicznych i ich selektywności, trudności w ich usuwaniu z układu poreakcyjnego a także najczęściej rozkład po jednym cyklu reakcyjnym (niemożność wielokrotnego użycia) skłaniają do poszukiwania innych. Stosowane są więc katalizatory heterogenizowane, w których kompleks metalu związany jest ze stałym podłożem organicznym (polimery i kopolimery, polichlorek winylu, polipropylen, polistyren, polialkohole) lub nieorganicznym (SiO2, y-A12O3, szkło, sita molekularne). [Z. Michalska, D.E. Webster, Wiad. Chem., 29, 747 1975]. Zakotwiczenie kompleksu metalu na powierzchni nośnika możliwe jest dzięki obecności grup o własnościach silnie koordynujących, zawierających atomy P, S, N, O. W większości przypadków kompleksy metali przejściowych zostają związane z podłożem za pomocą grup fosfinowych. Wśród heterogenizowanych kompleksów metali dość znaczną grupę katalizatorów reakcji hydrosililowania stanowią kompleksy platyny naniesione na podłoże różnego typu [Z.M. Michalska, B. Ostaszewski, J. Zientarska, React. Polym., 16, 213, 1992]. Do immobilizacji kompleksów platyny zastosowano także ciecze jonowe bazujące na pochodnych imidazoliowych, które zastosowano jako katalizatory hydrosililowania alkinów [J. Van den Broeke, F. Winter, B.J. Deelman, G. Van Koten, Org. Lett. 4, (2002), 3851].
Znane są także heterogeniczne kompleksy platyny, w których platyna metaliczna związana jest z różnego rodzaju podłożem, głównie: węgiel aktywny, azbest, krzemionka, y-A12O3, CaCO3 [opis patentu europejskiego nr 1070720 A2 opis patentowy USA nr 2002/0008011 A1, opis patentowy USA nr 2637738, opis patentowy niemiecki nr 2012229, opis patentowy niemiecki nr 2815316; opis patentowy USA nr 6177585, opis patentowy USA nr 5177236]. Najbardziej popularnym i stosowanym na skalę przemysłową katalizatorem heterogenicznym jest platyna naniesiona na węgiel aktywny Pt/C [opis patentowy USA nr 6242630 B1 oraz nr 2002/0008011A2].
Do immobilizacji kompleksów platyny zastosowano także ciecze jonowe bazujące na pochodnych imidazoliowych, które zastosowano jako katalizatory hydrosililowania alkinów [J. Van den Broeke, F. Winter, B.J. Deelman, G. Van Koten, Org. Lett. 4, (2002), 3851.
Istotą wynalazku jest heterogenizowany katalizator, w którym kompleks platyny w postaci kwasu heksachloroplatynowego roztworzonego w izopropanolu lub cykloheksanonie lub w postaci katalizatora Karstedta, jest według wynalazku immobilizowany w cieczy jonowej, którą jest fosfoniowa sól jonowa o ogólnym wzorze 1, złożona z kationu w którym R1, R2, R3 oznaczają identyczne lub różne, liniowe lub rozgałęzione grupy alkilowe zawierające od 1 do 20 atomów węgla, korzystnie 6 atomów, R4 oznacza grupę liniową alkilową o zawartości od 1 do 20 atomów węgla, korzystnie 14 atomów węgla, lub grupę eterową o ogólnym wzorze 2, gdzie R5 oznacza liniową grupą alkilową o zawartości od 3 do 20 atomów węgla, połączonego z anionem A-, którym jest grupa tetrafluoroboranowa BF4-, lub dicyjanoamidowa (CN)2N-, lub bis(trifluorometylosulfonylo)imidowa (CF3SO2)2N-, lub acesulfamianowa Ace-, sacharynianowa Sac- lub azotanowa NO3- lub metylosiarczanowa ((CH3)SO3-.
Sposób otrzymywania katalizatora według wynalazku polega na tym, że kompleks platyny w postaci kwasu heksachloroplatynowego roztworzonego w izopropanolu lub cykloheksanonie lub w postaci katalizatora Karstedta rozpuszcza się w cieczy jonowej, którą jest sól fosfoniowa o ogólnym wzorze 1, w którym R1, R2, R3, R4 i A- mają wyżej podane znaczenie, przy czym stosunek substratów wynosi od 10-5 do 10-4 mola kompleksu platyny na 100 g cieczy jonowej, poprzez zmieszanie i ogrzanie obu składników w zakresie temperatur od 298 do 373 K przez 0,5 do 1,0 godzinę.
PL 209 882 B1
Zastosowana w wynalazku ciecz jonowa jest kombinacją jednego z powyższych kationów i anionów, w wyniku której powstał a ciecz jonowa nie rozpuszcza się w fazie produktu natomiast katalizator jest w niej rozpuszczalny i utrzymywany w jej objętości.
Heterogenizowany katalizator według wynalazku otrzymywany jest w prosty sposób poprzez immobilizację odpowiedniego kompleksu platyny w fosfoniowej cieczy jonowej. Uzyskany katalizator w przeciwieństwie do katalizatorów homogenicznych oraz znanych katalizatorów heterogenizowanych (kompleksy na nośnikach stałych) ma dużą stabilność, czyli nie traci aktywności katalitycznej nawet po kilkukrotnym użyciu, a zarazem utrzymuje wysoką aktywność i selektywność - co jest charakterystyczną cechą katalizatorów homogenicznych, łatwo można go oddzielić od mieszaniny poreakcyjnej i użyć ponownie. Katalizator po rozpuszczeniu w cieczy jonowej ulega zawieszeniu w całej jej objętości, wytwarzając jedną fazę nierozpuszczalną z drugą fazą surowców i produktu reakcji do której jest stosowany, dzię ki czemu reakcja przebiega w układzie dwufazowym, a po jej zakończeniu produkt można oddzielić poprzez dekantację lub filtrację. Wydzielony układ katalityczny można zastosować ponownie a jego aktywność katalityczna nie zmniejsza się nawet po kilkukrotnym użyciu.
Wszystkie zastosowane w wynalazku ciecze jonowe zawierają anion o właściwościach słabo koordynujących dzięki czemu, po rozpuszczeniu kompleksu platyny w cieczy jonowej następuje koordynacja anionu (cieczy jonowej) do centrum metalu i tym samym poprzez wytworzenie wiązana utrzymywanie kompleksu metalu w cieczy jonowej. Fosfoniowe ciecze jonowe zastosowane do immobilizacji kompleksu platyny pozwalają uzyskać aktywne katalizatory hydrosilililowania, jednakże doboru cieczy jonowej (odpowiedni kation) dokonuje się pod kątem nieropuszczalności z produktami reakcji.
Nowe katalizatory według wynalazku znajdują zastosowanie w procesach hydrosililowania olefin o ogólnym wzorze RCH=CH2: gdzie R = grupa alkilowa o zawartości C2-C16, grupa epoksydowa, grupa metakrylowa, za pomocą trialkoksysilanów o wzorze HSi(OR)3, gdzie R = CH3 lub C2H5.
Wynalazek ilustrują poniższe przykłady, w których przedstawiono sposoby otrzymywania katalizatorów według wynalazku, a także przykład ich zastosowania w reakcji hydrosililowania.
P r z y k ł a d y I - IX. (Tabela 1)
W kolbie o pojemnoś ci 50 cm3 zaopatrzonej w termometr, chł odnicę zwrotną i mieszadł o magnetyczne umieszczono 10 g cieczy jonowej a następnie dodano 10-5 mola odpowiedniego kompleksu metalu (Tabela 1). Całość ogrzewano pod refluksem przez 0,5 godziny w temperaturze 298 - 373 K. Po ochłodzeniu mieszaniny, katalizator zastosowano w reakcjach hydrosililowania.
T a b e l a 1
Przy- kład Ciecz jonowa Kompleks Temp. [K]
I [(C6Hi3)3P+CH2OC8Hi7]CH3OSO3- metylosiarczan(oktylo- ksymetylo)triheksylofosfoniowy H2PtCl6 w cykloheksanonie 373
II [(C6H13)3P+CH2OC3H7]Ace- acesulfamian (propoksymetylo)triheksylofosfoniowy H2PtCl6 w izopropanolu 323
III [(C6H13)3P+CH2OC3H7]Sac- sacharynian (propoksymetylo)triheksylofosfoniowy H2PtCl6 w winylosiloksanach 298
IV [(C6H13)3P+C14H29](CN)2N- dicyjanoamid tetradecylotriheksylofosfoniowy H2PtCl6 w cykloheksanonie 353
V [(C6Hi3)3P+CH2OC5Hii]NO3- azotan (pentyloksymetylo)triheksylofosfoniowy H2PtCl6 w winylosiloksanach 313
VI [(C6Hi3)3P+Ci4H29](CF3SO2)2N- bis(trifluorometylosulfonylo)imid tetradecylotriheksylofosfoniowy H2PtCl6 w cykloheksanonie 273
VII [(C6Hi3)3P+CH2OCiiH23]BF4- tetrafluoroboran (undecyloksymetylo)triheksylofosfoniowy H2PtCl6 w cykloheksanonie 323
P r z y k ł a d y IX - XIX (Tabela 2)
Powyższe układy katalityczne zastosowano w procesach hydrosililowania eteru allilowo-glicydylowego lub heptenu-1 za pomocą trietoksysilanu. Do mieszaniny substratów (w stosunku 1:1)
PL 209 882 B1 dodano układ katalityczny otrzymany w przykładach I-IX (w stosunku 20 g cieczy jonowej z katalizatorem na 1 mol SiH) i całość ogrzewano w temperaturze 363 K przez 1 godzinę, mieszając za pomocą mieszadła magnetycznego. Po ochłodzeniu mieszaniny reakcyjnej następowało rozdzielenie dwóch faz (produkt i układ katalityczny). Produkt dekantowano, a układ katalityczny zawracano i wykorzystywano w kolejnej reakcji. W większości przypadków nie obserwowano utraty aktywności katalitycznej nawet po pięciokrotnym użyciu.
T a b e l a 2
Przykład Układ katalityczny z przykładu Wydajność produktu hydrosililowania [%]
eteru allilowo-glicydylowego heptenu-1
VIII I 90 97
IX II 79 82
X III 93 90
XI IV 88 75
XII V 69 70
XIII VI 68 72
XIV VII 69 85
Zastrzeżenia patentowe

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe
1. Heterogenizowany katalizator platynowy, składający się z kompleksu platyny immobilizowanego w cieczy jonowej, znamienny tym, że kompleks platyny w postaci kwasu heksachloroplatynowego roztworzonego w izopropanolu lub cykloheksanonie lub w postaci katalizatora Karstedta jest immobilizowany w cieczy jonowej, którą jest fosfoniowa sól jonowa o ogólnym wzorze 1, złożona z kationu w którym R1, R2, R3 oznaczają identyczne lub różne, liniowe lub rozgałęzione grupy alkilowe zawierające od 1 do 20 atomów węgla, korzystnie 6 atomów, R4 oznacza grupę liniową alkilową o zawartości od 1 do 20 atomów wę gla, korzystnie 14 atomów węgla, lub grupę eterową o ogólnym 5 wzorze 2, gdzie R5 oznacza liniową grupą alkilową o zawartości od 3 do 20 atomów węgla, połączonego z anionem A-, którym jest grupa tetrafluoroboranowa BF4-, lub dicyjanoamidowa (CN)2N-, lub bis(trifluorometylosulfonylo)imidowa (CF3SO2)2N- lub acesulfamianowa Ace-, sacharynianowa Sac- lub azotanowa NO3- lub metylosiarczanowa ((CH3)SO3-.
2. Sposób otrzymywania heterogenizowanego katalizatora platynowego, w którym kompleks platyny immobilizuje się w cieczy jonowej, znamienny tym, że kompleks platyny w postaci kwasu heksachloroplatynowego roztworzonego w izopropanolu lub cykloheksanonie lub w postaci katalizatora Karstedta rozpuszcza się w fosfoniowej cieczy jonowej, którą jest fosfoniowa sól jonowa o ogólnym wzorze I, złożonej z kationu w którym R1, R2, R3 oznaczają identyczne lub różne, liniowe lub rozgałęzione grupy alkilowe zawierające od 1 do 20 atomów węgła, korzystnie 6 atomów, R4 oznacza grupę liniową alkilową o zawartości od 1 do 20 atomów węgla, korzystnie 14 atomów węgla, lub grupę eterową o ogólnym wzorze 2, gdzie R5 oznacza liniową grupą alkilową o zawartości od 3 do 20 atomów węgla, połączonego z anionem A-, którym jest grupa tetrafluoroboranowa BF4-, lub dicyjanoamidowa (CN)2N-, lub bis(trifluorometylosulfonylo)imidowa (CF3SO2)2N-, lub acesulfamianowa Ace-, sacharynianowa Sac- lub azotanowa NO3- lub metylosiarczanowa ((CH3)SO3-, poprzez zmieszanie i ogrzanie obu składników w zakresie temperatur od 298 do 373 K przez 0,5 do 1,0 godzinę, przy czym stosunek substratów wynosi od 10-5 do 10-4 mola kompleksu platyny na 100 g cieczy jonowej.
PL380735A 2006-09-10 2006-09-10 Heterogenizowany katalizator platynowy oraz sposób jego otrzymywania PL209882B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL380735A PL209882B1 (pl) 2006-09-10 2006-09-10 Heterogenizowany katalizator platynowy oraz sposób jego otrzymywania

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL380735A PL209882B1 (pl) 2006-09-10 2006-09-10 Heterogenizowany katalizator platynowy oraz sposób jego otrzymywania

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL380735A1 PL380735A1 (pl) 2008-03-17
PL209882B1 true PL209882B1 (pl) 2011-11-30

Family

ID=43034082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL380735A PL209882B1 (pl) 2006-09-10 2006-09-10 Heterogenizowany katalizator platynowy oraz sposób jego otrzymywania

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL209882B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL380735A1 (pl) 2008-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zamboulis et al. Hybrid materials: versatile matrices for supporting homogeneous catalysts
AU2009268240B2 (en) Process for preparing higher hydridosilanes
KR100595948B1 (ko) 수소화규소첨가 반응용 촉매
JP5864447B2 (ja) 多面体オリゴマーシルセスキオキサン(poss)結合リガンド
CN1042102C (zh) 羰基化催化剂体系
Bhattacharyya et al. Palladium (II) and platinum (II) complexes of the heterodifunctional ligand Ph2PNHP (O) Ph2
JP7010822B2 (ja) キラルなホスホルアミドイミデートおよびその誘導体
ES2272711T3 (es) Organopolisiloxanos que contienen grupos fosfonicos, procedimientos para la produccion y uso de los mismos.
Weber et al. Monomeric ferrocene bis-imidazoline bis-palladacycles: Variation of pd–pd distances by an interplay of metallophilic, dispersive, and coulombic interactions
JP5532434B2 (ja) 有機無機複合材料およびその利用
CN101405325A (zh) 取代的有机聚硅氧烷及其用途
Lipke et al. Hypercoordinate Ketone Adducts of Electrophilic η3-H2SiRR′ Ligands on Ruthenium as Key Intermediates for Efficient and Robust Catalytic Hydrosilation
Zhu et al. Synthesis, Characterization, Selective Catalytic Activity, and Reactivity of Rare Earth Metal Amides with Different Metal− Nitrogen Bonds
Pfeiffer et al. Transition Metal Silyl Complexes. 62.1 Platinum Dimethyl Complexes with Hemilabile P, N-Chelating Ligands: Synthesis, Structure, and Reactions with Iodotrimethylsilane and 1, 2-Bis (dimethylsilyl) benzene
Jankowska-Wajda et al. Platinum and rhodium complexes ligated by imidazolium-substituted phosphine as efficient and recyclable catalysts for hydrosilylation
EP1479439A1 (en) Coordination complex system comprising building blocks and use thereof as a catalyst
KR20020011979A (ko) 이온성 액체, 및 이의 제조방법 및 용도
Aspinall et al. Defining effective chiral binding sites at lanthanides—highly enantioselective reagents and catalysts from binaphtholate and pybox ligands
US20040014925A1 (en) Process for preparing organomodified polysiloxanes using ionic liquids
Marciniec et al. Modification of (poly) siloxanes via hydrosilylation catalyzed by rhodium complex in ionic liquids
JP4706108B2 (ja) 主として分枝状二量体へのプロピレンの選択的二量化方法
Vicente et al. New Palladacycles Containing Terdentate [C, N, O] n−(n= 0, 1, 2) or Tetradentate [N, C, O, N′] n−(n= 1, 2) Ligands. The First 1, 2-Dihydroquinazoline-4-yl Complexes
PL209882B1 (pl) Heterogenizowany katalizator platynowy oraz sposób jego otrzymywania
KR19990063262A (ko) 비수성 이온성 리간드 액체, 이의 제조방법 및 촉매 성분으로서 이의 용도
KR101095796B1 (ko) 담지용 에틸렌 사량체화 촉매계 및 이를 이용한 에틸렌 사량체화 방법

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20120910