Введение к работе
Актуальность проблеми. Ароматические и гетероароматичевкие соединения являются важнейшей продукцией основного органпчеекого синтеза. Особую ценном» среди последних представляют имидааопы и пираэины, нашедшие применение в винтезо лекарственных препаратов и > изготовлении прецивионных изделий электронной и электротехнической промышленности. Для получения указанных соединении бодьиое распространение в последнее время получили геторогвнио-каталити-чоские методы. Наибольший интерес представляют одноотпдийные как наиболее простые и экономичные, позволяющие избежать потерь ив-за выделения промежуточных продуктов и ооновэнныо на использовании доступного и относительно дешевого сырья. Поэтому разработка новых и усовершенствование существующих одностадийных каталитических процессов для получения таких саговых соединении как алкилбензолы, имида-голы и пиразины является не только актуальной научной, но и важной технической задачей.
Эффективным сродством уменьшения числа стадий является использование бифункциональных катализаторов, сочетающих кислотно-основные и окислительно-восстановительные овоаотва и позволяющих в одном процессе объединить две или более последовательно прстеїсающих реакций в одну технологическую стадию. Исследование роли функций таких катализаtojiob^b многостадийных процессах и их механизма позволило бы осуществить/Ііодоор активных и селективных контактоз для разнообразных процессов ароматизации, что также является важной и актуально» научной и технической задачей.
Цолью настояздого исследования является:
росрабоїія научных основ одностадийных процесоов получения ароматических углеводородов, имидазолов и пирязинов о использованием такого доступного и относительно дєшєеого сырья как малоутилизи-руеыне продукты пиролиза бензинов (пиперилен и другие диены), оин-тез-газ, этилендиаиин, карболовые кислоты).
на основе изучения закономерностей и механизма образования соответствующих ароматических соединений создание новых или усовершенствование известных каталитических систем с целью практической реализации указанных выше процессов.
Научна і ноьизна. Открыто превращение пиперилена в азулен и нафталин, найдены катализаторы одиостадипнс;* гчдроизоморизации пиперилена я изоэмклены. Впервые осуществлена upoua низания пичериле-;;а и дианов состава Cg-Cga присутствии СВК-цеолитоз. У с тс нов--
г.
лев міхавиїм ароматизации дивної на этих катализаторах, включающий фрагментацию молекулы диена и последующее образования аренов иа ахих фрагиевхов. При исследовании механизма аршаїиаации винтвз--га» присутствии Fe-о одержачих СВК-цеолихов установлено, чхо образование алифэхнчеоких углеводородов происходи! путем гомоло-грвации (последовательного присоединения) СН2—фрагивнта, а ароыа-хячаоких углеводородов - путем еоединения образовавшихся "блоков" С?-С4 . Впервые покавано, чхо катализатор гидрирования диенов до олэфннов- NlS/k\^Q - посла выоокохемперахурного окис я вин я вовду-хш приобрехаех гидроиаомери8ующие свойства. Установлено, чю изомер кзующа я функция связана образованием при окислении воздухом еульфаха никеля, а гидрирование прохекаех на металлической никеле, обрааующемая под деивтвивм реакционной среды. При ивоявдовании ка-млитичеокого оинхвза С-алкинимндазолов us диаминов и карбонових ямелох в прнсухотвии бифункциональных катализаторов впервые изучено влияние кислотной и дегидрирующем функции кахадиаахора ва оум-ыарное протекание процесса. Установлено, чхо медвенмои ехадией яв-аявхоя дегидрирование промежуточно образующегося ииндазояива, и поэтому катализатор для селективного еинтева нмидазолов должен обладать умеренной кислотной и повышенной дегидрирующей функцией. Впервые доказано, чхо при синтезе ыехидпиравина из этилевдиамияа и окиси пропилена (череа аддухх Л/-у9-(оксипрошіл)зїиленднамин) процеое идах по пухи последовательного дегидрирования, а но черев внутримолекулярное анивирование е образованием пипераэинового цикла. Б соответствии этим активными для данного процесса оказались катализаторы дегидрирующего типа.
Практическая ценность, Раарабохан процесс и предложен катализатор одностадийного синтеза а лкилимидаэолов из диаминов и карбонових кислот. Способ получения 2-матилимидазода из эхилендиамина и уксусной кислоты реализован на Опытном заводе НПО "Леннефтохиы" (установка мощностью 5 х продукта в год), Россошанском завода мин-удобрений (20 s/год) и Северодонецком ПО "Иихэ" (20 т/год) . Продукт использовался для получении партии лекарственного препарата метроиидааола, а хакає в качестве ускорителя отверждения эпоксидных смол в производстве электронных схем и полупроводниковых приборов. Разработан способ и предложен катализатор для получения ме -хивпиразина из эхилендиамина и окиси пропилена. Способ прошел проверку на опытно-промышленной установке НПО "Ленаефтехим", наработано 50 кг чистого продукта, из которого в НПО "Витамин" получена
\
8.
опытная партия противотуберкулезного препарата - пиравинаыида. Результаты исследования ароматизации синтез-газа, особенно в добавками легких олефинов, открывают путь для переработки в жидкое топливо СО- и Hg- содержащих абгазов различных нефтехимических производств.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывалиеь на Всесоюзной конференции по механизму каталитичеоких реакций (Иое-ква, 1978 г.), на ХП Менделеевском въезде по общей и прикладной химии (Баку, 1981 г.), на I, Ш и У Нефтехимических симпозиумах воц-отран (Баку, 1979 г.; Уарианок» Лавни, 1982 г.; Бургас, 1986 г.), на 7 международном симпозиуме по гетерогенному катализу ( Варна, 1983 г.), на междунвродной конференции "Структура и каталитические свойства модифицированных цеолитов" (Прага, 1984 г.), на Всесоюзной конференции "Катализ и каталитические процессы химфэрыпроизвод-ств" (Ташкент, 1989 г.), на 1 Симпозиуме по химии гетероциклических соединений (Кошице, 1990 г.), на Совещании "Катализ в химии гетеро-цикличеоких соединений" (Рига, 1993 г.), на конкурсах на лучшую работу ИОХ в 1981^. 1984, 1993 и 1994 г.
Публикации . По результатам рвботы имеется 42 публикации, в том числе б авторских свидетельств СССР и патентов РФ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 298страницах машинописного текета, содержит 43 таблицы И 55 рисунков и список цитируемой литературы, включающий 251 ссылку.
Похожие диссертации на Одностадийные каталитические синтезы ароматических структур из низкомолекулярных диенов, диаминов или синтез-газа
