Введение к работе
Акту^льюсть_темы. Ароматические амины и их производные, этилбензо.: и стирол являются важнейшими продуктами основного и тонкого органического синтеза и находят широкое применение в производстве различного рода красителей гербицидов, лекарственных препаратов, полимеров, кино-фотопленок и др.
Основным источником получения аминов является каталитическое восстановление соответствующих нитросоединений с использованием катализаторов на основе- металлов VIII группы в виде черней сплавов или на носителях.
Значительному прогрессу в катализе гидрогенизационных процессов способствовало создание катализаторов на основе переходных металлов и полимеров. Исследования в этой области начали развиваться сравнительно недавно. Это катализаторы нового поколения с повшекной активностью, селективностью и сроком службы. В этом плане представляется перспективным использование катализаторов на основа ионитов, которые позволяют в широких пределах изменять и регулировать каталитическую активность ионитных комплексов, снизить температуру реакции, повысить селективность и стабильность катализаторов благодаря наличию различных функциональных групп,, позволяющих изменять лигандное окружение иона металла и подвижной полимерной матрице.
К преимуществам катализаторов на основе ионитов относится и возможность их многократного использования в периодических и длительного применения непрерывных процессах, простота регенерации и меньшая подверженность действию каталитических ядов. Из имеющегося обзора литературы можно заключить, что из большого класса переходных металлов палладий является одним из перспективных для создания металлокомплексных катализаторов гидрогенизационных процессов. Механизм действия ионитов на каталитические и адсорбционные свойства металлокомплексных катализаторов изучен далеко недостаточно.
Представляет несомненный интерес изучение общих закономер-.ностей и механизма гидрирования непредельных соединений в зависимости от природы анионита, природы и состава растворителя, температуры, давления водорода, присутствия
поверхностно-активных веществ и т.д.
Поэтому разработка перспективных и экономически выгодных катализаторов является актуальной задачей.
№ль_работы заключалась 3 разработке активных, стабильных и недорогих палладяеЕЫХ катализаторов на основе анионитов различной основности-ЛН-1, АН-2ФН, ЭДЭ-ЮП, АН-ЗІ, AB-I7-8, АВ-І6ГС. Исследование основных кинетических закономерностей гидрирования нитробензола к фенила це тиле на в жидкой фазе, при нормальном и повышенном давлении водорода в присутствии этих катализаторов.
В связи с этим в работе поставлены следующие задачи:
исследование активности, стабильности и селективности Pd-аншнитных катализаторов при гидрировании нитробензола и фенилацетилена
изучение влияния природы анионита, состава растворителя, давления водорода, концентрации компонентов реакции, . температуры и добавки ПАВ.
установление на основе проведенных исследований оптимального состава катализатора и условий проведения процесса с использованием кинетического, шгенциометрического, хроматогра-фического, ЖС и химического методов анализа катализаторов и состава реакционной смеси.
В задачу диссертанта не входило исследование изменения состояния яшюнитов под влиянием условия эксперимента.
Работа_шполнялась_го_др_оз]амме Министерства науки и новых технологии РК Договор г9-Э4Г1 от II.04.1994 г. "Научные основы переработки органического и неорганического сырья Казахстана".
- Впервые установлены кинетические закономерности и
направление процессов гидрирования нитробензола и фенилацетиле
на на палладий-анионитных катализаторах в растворителях.
- Определено влияние функциональных групп и основности
анионитов на активность катализаторов.
Впервые изучено восстановление нитробензола и фенилацати- лена под давлениэм водорода в присутствии Pd-анионитшх катализатов.
- Установлены основные закономерности влияния давления на
процесс жидаофазного восстановления нитробензола и фенилацети-лена.
Предложен и обоснован механизм гидрирования фенллацети-лена при нормальном и повышенном давлении водорода.
Установлен ряд активности Pd-анионитных катализаторов при восстановлении нитробензола.
Практическая_значимость_работц. Разработан нетрудоешшй способ приготовления Pd-анжжигных катализаторов, го активности и стабильности в 4-5 раз превосходящие Рб..
Экспериментально показана возможность использования анионита заданного состава при восстановлении нитросоединений.
4пробаиия_2боты. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на юбилейной конференции, посвященной 60-летию КазГУ им.Аль-Фарабк
Публикации. По материалам диссертации опубликовано три статьи.
Щяш_ввтоШ- Основные результаты, изложенные в диссертации, получены автором лично. Работы под давлением водорода выполнены при его непосредственном участии.
Стру_кту_ра_и_обьем_работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, выводов и списка использованной литературы, включающего 131 источников из них 13-инострашшх. Работа изложена на стр.Ц2 машинописного текста, включает 7 таблиц и 24 рисунков.
Первая глава состоит из трех разделов. В первом разделе обобщены имеющиеся в литературе сведения по применению полимерметаллических . комплексов в различных каталитических процессах, особое внимание уделено процессу гидрогенизации,
Во втором и третьем разделах рассмотрены некоторые закономерности и механизм гидрирования нитробензола и фенилзцетилена в основном на Рй содержащих катализаторах.
Рассматривается влияние природа катализатора, растворителя, заместителей и давленая водорода на скорость и направление реакции.
Во второй главе диссертации описаны объекты исследования, аппаратура и метода эксперимента, методика приготовления катализаторов, чистота использованных реактивов, данные
физико-химических исследований катализаторов
В третьей главе излагаются и обсуждаются результаты исследований по восстановлению нитробензола и фенилацетилена при широком варьировании условий эксперимента. Приводятся даннне гидрирования нитробензола и фенилацетилена под давлением водорода.