PL223575B1 - Sposób otrzymywania szklano-polimerowego nośnika katalizatorów kompleksowych - Google Patents

Sposób otrzymywania szklano-polimerowego nośnika katalizatorów kompleksowych

Info

Publication number
PL223575B1
PL223575B1 PL405623A PL40562313A PL223575B1 PL 223575 B1 PL223575 B1 PL 223575B1 PL 405623 A PL405623 A PL 405623A PL 40562313 A PL40562313 A PL 40562313A PL 223575 B1 PL223575 B1 PL 223575B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
glass
obtaining
catalyst
carrier
polymer
Prior art date
Application number
PL405623A
Other languages
English (en)
Other versions
PL405623A1 (pl
Inventor
Natalia Bączek
Krzysztof Strzelec
Original Assignee
Politechnika Łódzka
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 Politechnika Łódzka filed Critical Politechnika Łódzka
Priority to PL405623A priority Critical patent/PL223575B1/pl
Publication of PL405623A1 publication Critical patent/PL405623A1/pl
Publication of PL223575B1 publication Critical patent/PL223575B1/pl

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania szklano-polimerowego nośnika katalizatorów kompleksowych. Część szklaną tego nośnika stanowią pierścienie Raschiga. Katalizatory heterogenizowane na tym nośniku mają zastosowanie w różnorodnych syntezach organicznych.
Z czasopisma ChemCatChem, 2012, 4, 698 znany jest katalizator irydowy w postaci nanocząstek osadzony na powierzchni krzemionki funkcjonalizowanej grupami aminowymi w celu zwiększenia oddziaływania metal-nośnik. Katalizator posiadał magnetyczny rdzeń (Fe3O4), dzięki któremu możliwe było odzyskanie katalizatora przy użyciu magnetycznej separacji.
W czasopiśmie Journal of American Chemical Society, 2012, 134, 17688 pokazano możliwość otrzymania katalizatorów metali takich jak: Pd, Pt, Ru, Rh w drodze enkapsulacji w zeolitach. Klastery metali umieszczono w porach zeolitów w wyniku bezpośredniej reakcji odpowiedniego zeolitu i metalu stabilizowanego amoniakiem. Zastosowano związki amoniowe, zabezpieczające przed rozkładem zeolitów i wytrąceniem się koloidalnych wodorotlenków w roztworze. Otrzymane katalizatory wykazały dużą aktywność w selektywnej reakcji uwodornienia i odwodornienia.
W czasopiśmie Journal of Chromatography A 2003, 1006, 241 ujawniono szklano-polimerowe nośniki katalizatorów, które umożliwiły budowę reaktorów przepływowych o wymaganych kształtach.
W czasopiśmie Synthesis 2007, 4, 583 ujawniono możliwość otrzymania katalizatorów w drodze immobilizacji kompleksu kobalt-salen na nośnikach polimerowo-szklanych, w których część szklaną stanowią pierścienie Raschiga. Katalizatory te wykorzystane do enancjoselektywnego otwierania pierścieni epoksydowych wykazywały dużą aktywność i selektywność, co potwierdziło możliwość zast osowania tych układów w procesach ciągłych.
Z czasopisma Journal of American Chemical Society, 2006, 128, 13261-13267 są znane szklano-polimerowe nośniki, w których część szklaną stanowią pierścienie Raschiga.
Katalizator rutenowy immobilizowany na tych nośnikach wykazał aktywność w wielu reakcjach metatezy.
Także w artykule w czasopiśmie Advanced Synthesis & Catalysis, 2008, 350, 717 ujawniono użycie kompozytu z żywicy jonowymiennej i szkła jako nośnika dla katalizatora palladowego.
Z opisu patentowego PL 205392 jest znany sposób utwardzania żywic epoksydowych polegający na zmieszaniu żywicy z utwardzaczem w postaci politiouretanu z dodatkiem aminy pierwszo-, drugo- lub trzeciorzędowej oraz ewentualnie ftalanu dioktylu oraz na poddaniu tej mieszaniny żelowaniu.
Sposób otrzymywania szklano-polimerowego nośnika dla katalizatorów kompleksowych, w drodze pokrywania szklanych pierścieni Raschiga polimerem, według wynalazku polega na tym, że pierścienie Raschiga w postaci szklanych rurek o wymiarach 5x5 mm, po wygrzaniu w temperaturze 323-353 K w czasie 1 godziny, umieszcza się w środowisku reakcji żelowania żywicy epoksydowej o wzorze 1
w którym n<7, politiouretanem o wzorze 2, 3 lub 4
PL 223 575 B1
zawierającym 35-55 części wagowych żywicy, 20-40 części wagowych politiouretanu oraz 5-10 części wagowych acetonu na 100 części wagowych pierścieni Raschiga i proces żelowania prowadzi się w temperaturze 303-329 K w czasie od 5 minut do 3 godzin, po czym pozostawia się pierścienie w mieszaninie reakcyjnej do ostygnięcia, oddziela od mieszaniny i pozostawia do usieciowania warstwy polimerowej na czas 5 godzin w temperaturze 297 K.
Szklano-polimerowe nośniki, w których część szklaną stanowią pierścienie Raschiga, otrzym ane sposobem według wynalazku charakteryzują się wysoce porowatą powierzchnią, która umożliwia utworzenie wielu miejsc koordynacji o wysokim stopniu aktywności katalitycznej. Osadzenie katalizatora na nośniku według wynalazku zwiększa powierzchnię jego kontaktu przy zachowaniu tej samej masy katalizatora. Dzięki zastosowaniu żywicy epoksydowej możliwe jest również modelowanie właściwości katalitycznych dla potrzeb konkretnych procesów chemicznych na etapie syntezy matrycy polimerowej, bez konieczności dodatkowej funkcjonalizacji. Ponadto niski jest koszt otrzymania szk lano-polimerowych nośników. Stosowane w sposobie według wynalazku sieciowane politiouretanami żywice epoksydowe przyczyniają się do odporności termicznej i chemicznej nośników. Nadto niski jest koszt otrzymania nośników według wynalazku. Katalizatory osadzone na nośniku według wynalazku znajdują zastosowanie w reaktorach o zróżnicowanych konstrukcjach, pracujących w warunkach wysokich obciążeń i dają się prosto oddzielić od produktów reakcji oraz regenerować, co pozwala na szybkie użycie ich w kolejnych procesach.
Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady.
P r z y k ł a d I.
Przygotowanie nośnika g szklanych pierścieni Raschiga ogrzewano w cieplarce do temperatury 353 K w czasie 1 godziny. Natychmiast po wygrzaniu umieszczono je w przygotowanej wcześniej mieszaninie o temperaturze 329 K sporządzonej z 0,5 g acetonu, 2,75 g żywicy epoksydowej Epidian 5 i 1,1 g politiouretanu o wzorze 2 i utrzymywano w tej mieszaninie w czasie 1 godziny. Po ostudzeniu mieszaniny w czasie 30 minut, oddzielono pierścienie od mieszaniny i pozostawiono do całkowitego usieciowania warstwy wierzchniej w temperaturze 297 K w czasie 5 godzin.
Osadzenie katalizatora na przygotowanym nośniku i testy katalityczne
W 10 cm toluenu rozpuszczono 0,05 g kompleksu palladu o wzorze 5 [PdCl2(PhCN)2], po czym przy ciągłym mieszaniu dodano 0,5 g otrzymanego szklano-polimerowego nośnika. Nie przerywając mieszania prowadzono proces równoważenia w temperaturze pokojowej w temperaturze 298 K w ciągu 12 godzin. Katalizator osadzony na nośniku, po odsączeniu, przemyto kilkakrotnie toluenem, następnie poddano ekstrakcji toluenem w celu usunięcia niezwiązanego chemicznie z nośnikiem kompleksu palladu i suszono próżniowo w temperaturze 297 K.
Tak przygotowany katalizator wykorzystano w reakcji Hecka jodobenzenu z akrylanem metylu, prowadzonej w środowisku trimetyloaminy, N-metylopirolidynonu i toluenu, w temperaturze 353 K. Katalizator wykazywał wysoką aktywność pozwalającą na uzyskanie stopnia przereagowania 98%
PL 223 575 B1 w czasie 1,5 godziny, zachowując wysoką stabilność - podczas kolejnych 8 cykli reakcyjnych stopień przereagowania był nie mniejszy niż 90%.
Przygotowany katalizator wykorzystano również w reakcji uwodornienia aldehydu cynamonowego pod ciśnieniem 4000000 Pa w temperaturze 353 K w reaktorze firmy PARR ser. 4842. W wyniku użycia tego katalizatora uzyskano stopień konwersji do 3-fenylo-1-propanolu na poziomie 97% i wysoką selektywność konwersji.
P r z y k ł a d II.
Przygotowanie nośnika g szklanych pierścieni Raschiga ogrzewano w cieplarce do temperatury 353 K w czasie 1 godziny. Pierścienie natychmiast po wygrzaniu umieszcza się w przygotowanej wcześniej mieszaninie o temperaturze 329 K sporządzonej z 0,5 g acetonu, 2,75 g żywicy epoksydowej Epidian 5 i 1,1 g politiouretanu o wzorze 3 i utrzymywano w tej mieszaninie w czasie 1 godziny. Po ostudzeniu mieszaniny w czasie 30 minut, pierścienie oddzielono od mieszaniny i pozostawiono do całkowitego usieci owania warstwy wierzchniej w temperaturze 297 K na czas 5 godzin.
Osadzenie katalizatora na przygotowanym nośniku i testy katalityczne
W 10 cm toluenu rozpuszczono 0,05 g kompleksu platyny o wzorze 6 [PtCl2(PhCN)2], po czym przy ciągłym mieszaniu dodano 0,5 g szklano-polimerowego nośnika. Nie przerywając mieszania proces równoważenia prowadzono w temperaturze pokojowej w ciągu 12 godzin. Katalizator osadzony na nośniku, po odsączeniu, przemyto kilkakrotnie toluenem, następnie poddano ekstrakcji toluenem w celu usunięcia niezwiązanego chemicznie z nośnikiem kompleksu palladu i suszono próżniowo w temperaturze 297 K.
Tak przygotowany katalizator wykorzystano w reakcji Hecka jodobenzenu z akrylanem metylu, prowadzonej w środowisku trimetyloaminy i N-metylopirolidynonu i toluenu w temperaturze 353 K. Katalizator wykazywał wysoką aktywność pozwalającą na uzyskanie stopnia przereagowania 97% w czasie 1,5 godziny, zachowując wysoką stabilność - podczas kolejnych 8 cykli reakcyjnych stopień przereagowania był nie mniejszy niż 93%.
Przygotowany katalizator wykorzystano również w reakcji uwodornienia aldehydu cynamonowego pod ciśnieniem 4000000 Pa w temperaturze 353 K w reaktorze firmy PARR ser. 4842. W wyniku użycia tego katalizatora uzyskano stopień konwersji do 3-fenylo-1-propanolu na poziomie 96% i wysoką selektywność konwersji.
P r z y k ł a d III.
Przygotowanie nośnika 5 g szklanych pierścieni Raschiga ogrzewano w cieplarce do temperatury 353 K w czasie 1 godziny. Natychmiast po wygrzaniu pierścienie umieszczono w przygotowanej wcześniej mieszaninie o temperaturze 329 K sporządzonej z 0,5 g acetonu, 2,75 g żywicy epoksydowej Epidian 5 i 1,1 g politiouretanu o wzorze 4 na czas 1 godziny. Następnie pierścienie, po studzeniu w czasie 30 minut, oddzielono od mieszaniny i pozostawiono do całkowitego usieciowania warstwy wierzchniej w temperaturze 297 K na czas 5 godzin.
Osadzenie katalizatora na przygotowanym nośniku i testy katalityczne 3
W 10 cm toluenu rozpuszczono 0,05 g kompleksu palladu o wzorze 5 [PdCl2(PhCN)2], po czym przy ciągłym mieszaniu dodano 0,5 g szklano-polimerowego nośnika. Nie przerywając mieszania proces równoważenia prowadzono w temperaturze pokojowej w ciągu 24 godzin. Katalizator osadzony na nośniku, po odsączeniu, przemyto kilkakrotnie toluenem, następnie poddano ekstrakcji toluenem w celu usunięcia niezwiązanego chemicznie z nośnikiem kompleksu palladu i suszono próżniowo w temperaturze 297 K.
Tak przygotowany katalizator wykorzystano w reakcji Hecka jodobenzenu z akrylanem metylu, prowadzonej w środowisku trimetyloaminy i N-metylopirolidynonu i toluenu w temperaturze 353 K. Katalizator wykazywał wysoką aktywność pozwalającą na uzyskanie stopnia przereagowania 98% w czasie 1,5 godziny, zachowując wysoką stabilność - podczas kolejnych 8 cykli reakcyjnych stopień przereagowania był nie mniejszy niż 92%.
Tak przygotowany katalizator wykorzystano także w reakcji uwodornienia aldehydu cynamonowego pod ciśnieniem 4000000 Pa w temperaturze 353 K w reaktorze firmy PARR ser. 4842. W wyniku użycia tego katalizatora uzyskano stopień konwersji do 3-fenylo-1-propanolu na poziomie 98% i wysoką selektywność konwersji.

Claims (1)

  1. Sposób otrzymywania szklano-polimerowego nośnika dla katalizatorów kompleksowych, w drodze pokrywania szklanych pierścieni Raschiga polimerem, znamienny tym, że pierścienie Raschiga w postaci szklanych rurek o wymiarach 5x5 mm, po wygrzaniu do temperatury 323-353 K w czasie 1 godziny, umieszcza się środowisku reakcji żelowania żywicy epoksydowej o wzorze 1 zawierającym 35-55 części wagowych żywicy, 20-40 części wagowych politiouretanu oraz 5-10 części wagowych acetonu na 100 części wagowych pierścieni Raschiga i proces żelowania prowadzi się w temperaturze 303-329 K w czasie od 5 minut do 3 godzin, po czym pozostawia się pierścienie w mieszaninie reakcyjnej do ostygnięcia, oddziela od mieszaniny i pozostawia do usieciowania warstwy polimerowej w temperaturze 297 K na czas 5 godzin.
PL405623A 2013-10-14 2013-10-14 Sposób otrzymywania szklano-polimerowego nośnika katalizatorów kompleksowych PL223575B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL405623A PL223575B1 (pl) 2013-10-14 2013-10-14 Sposób otrzymywania szklano-polimerowego nośnika katalizatorów kompleksowych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL405623A PL223575B1 (pl) 2013-10-14 2013-10-14 Sposób otrzymywania szklano-polimerowego nośnika katalizatorów kompleksowych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL405623A1 PL405623A1 (pl) 2015-04-27
PL223575B1 true PL223575B1 (pl) 2016-10-31

Family

ID=52987724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL405623A PL223575B1 (pl) 2013-10-14 2013-10-14 Sposób otrzymywania szklano-polimerowego nośnika katalizatorów kompleksowych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL223575B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL405623A1 (pl) 2015-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kwon et al. One-pot synthesis of imines and secondary amines by Pd-catalyzed coupling of benzyl alcohols and primary amines
El Kadib et al. Functionalized inorganic monolithic microreactors for high productivity in fine chemicals catalytic synthesis
Ding et al. Palladium/Phosphorus‐Doped Porous Organic Polymer as Recyclable Chemoselective and Efficient Hydrogenation Catalyst under Ambient Conditions
Wei et al. Cobalt encapsulated in N-doped graphene layers: an efficient and stable catalyst for hydrogenation of quinoline compounds
Zhou et al. A versatile cobalt catalyst for the reductive amination of carbonyl compounds with nitro compounds by transfer hydrogenation
Li et al. General and chemoselective copper oxide catalysts for hydrogenation reactions
Bhattacharjee et al. Zeolitic imidazolate frameworks: synthesis, functionalization, and catalytic/adsorption applications
Djakovitch et al. Heck reaction catalyzed by Pd-modified zeolites
Chen et al. Solvent-driven selectivity control to either anilines or dicyclohexylamines in hydrogenation of nitroarenes over a bifunctional Pd/MIL-101 catalyst
Alamgholiloo et al. Stepwise post‐modification immobilization of palladium Schiff‐base complex on to the OMS‐Cu (BDC) metal–organic framework for Mizoroki‐Heck cross‐coupling reaction
CN112569965B (zh) 一种双过渡金属多级孔催化剂及其制备方法和应用
JP7003274B2 (ja) 高選択性の転化が可能な炭素ベースの貴金属-遷移金属触媒及びその製造方法。
Ćwiek et al. Synthesis of tunable diamine ligands with spiro indane-2, 2′-pyrrolidine backbone and their applications in enantioselective Henry reaction
Qi et al. Design and Synthesis of an Au@ MIL‐53 (NH2) Catalyst for a One‐Pot Aerobic Oxidation/Knoevenagel Condensation Reaction
Almáši et al. Efficient and reusable Pb (II) metal–organic framework for Knoevenagel condensation
Yang et al. Encapsulation of metal clusters within porous organic materials: from synthesis to catalysis applications
Li et al. One‐Pot Multistep Cascade Reactions over Multifunctional Nanocomposites with Pd Nanoparticles Supported on Amine‐Modified Mesoporous Silica
JP2023153810A (ja) 炭素ベースの貴金属-遷移金属複合触媒及びこれの製造方法
Lu et al. Palladium nanoparticles immobilized on a resorcin [4] arene-based metal–organic framework for hydrogenation of nitroarenes
Steingruber et al. A green nanopalladium-supported catalyst for the microwave-assisted direct synthesis of xanthones
Djakovitch et al. First heterogeneously palladium catalysed α-arylation of diethyl malonate
Lakshminarayana et al. Switching of support materials for the hydrogenation of nitroarenes: A review
Titova et al. Metal oxides and silica as efficient catalysts for the preparative organic chemistry
Wu et al. Preparation of silicalite-1@ Pt/alumina core–shell catalyst for shape-selective hydrogenation of xylene isomers
PL223575B1 (pl) Sposób otrzymywania szklano-polimerowego nośnika katalizatorów kompleksowych