ОСОБЕННОСТИ ГИДРОГЕНИЗАЦИИ 2-ХЛОР-4-НИТРОАНИЛИНА НА НАНЕСЕННЫХ ПАЛЛАДИЕВОМ И ПЛАТИНОВОМ КАТАЛИЗАТОРАХ В 2-ПРОПАНОЛЕ И ЭТИЛАЦЕТАТЕ
Аннотация
Статья посвящена исследованию влияния природы растворителя и катализатора на кинетические закономерности протекания гидрогенизации 2-хлор-4-нитроанилина на нанесенных палладиевых и платиновых катализаторах в водном растворе 2-пропанола азеотропного состава и этилацетате. Известно, что восстановление галогензамещенных нитробензолов может сопровождаться побочной стадией гидрогенолиза. В связи с этим, разработка объективных представлений о методах селективного управления стадийности превращений изучаемой реакции представляет чрезвычайно важную задачу. В работе обсуждены влияние природы растворителя и катализатора на выход хлорзамещенного амина. Следует отметить, что вид кинетических кривых по водороду при гидрировании в этилацетате и 2-пропаноле свидетельствует о значительном влиянии природы растворителя и сложной взаимосвязи структура катализатора – растворитель. Установлено, что побочным процессом, снижающим селективность реакции по отношению к 2-хлор-1,4-фенилендиамину, является его дегалогенирование. В случае использования в качестве растворителя этилацетата отмечено отсутствие в гидрогенизате продукта дегалогенирования 2-хлор-1,4-фенилендиамина при реализации процесса как на палладиевом, так и на платиновом катализаторах. Установлено, что скорости поглощения водорода в этилацетате на палладиевом катализаторе в восемь раз выше, чем на платиновом. Данный эффект может быть связан с меньшим вкладом диффузионного торможения по водороду на палладиевом катализаторе. Очевидно, что подобные эффекты могут быть обусловлены структурой носителей. Вероятно, платина при нанесении на подложку распределена на внутренней поверхности глубоких пор носителя, тогда как распределение фазы палладия скорее отвечает корочковому распределению. Данное предположение также объясняет и факт более высокой активности палладиевого катализатора, что сопровождается высокими степенями дегалогенирования в 2-пропаноле.
Литература
Marchenko G.N., Altynbaeva E.R. Prospects for the use of new fuels and the development of renewable energy sources. Vestn. Kazan. Gos. Energet. Un-ta. 2010. N 4 (7). P. 6-13 (in Russian).
Sazhin V.B., Kozlyakov V.V., Kochetov L.M. Prospects for the use of non-conventional energy sources for the implementation of the concept of sustainable development. Usp. Khim. Khim. Tekhnol. 2011. N 4 (120). P. 76-93 (in Russian).
Nekozyreva T.N., Shalamberidze O.V. Chemistry of oil and gas. Tyumen: Tyumen. Gos. Neftegaz. Un-t. 2013. 76 p. (in Russian).
Koifman O.I. Theory and practice of the substituted nitrobenzenes liquid phase hydrogenation processes. M.: KRASAND. 2015. 519 p. (in Russian).
Budanov V.V., Lomova T.N., Rybkin V.V. Chemical kinetics: study guide. SPb.: Lan. 2014. 288 p. (in Russian).
Li Xiao Nian, Xiang Yi Zhi. A novel liquid system of catalytic hydrogenation. Sci. China Ser. B: Chem. 2007. V. 50. N 6. P. 746-753.
Kratky V., Kralik M. Reaction pathways and the role of solvent in the hydrogenation of chloronitrobenzenes. Collect. Czech. Chem. Commun. 2003. V. 68. P. 1819-1831.
Ferrier G.G., King F.A. New Platinum Catalyst for the Catalyst platinum/Сarbon Hydrogenation of Halonitroaromatics. Platinum Metals Rev. 1983. V. 27 (2). P. 72-77.
Haihui Jiang, Ligang Gai, Yan Tian. Altervalent cation-doped MCM-41 supported palladium catalysts and their catalytic properties. J. Serb. Chem. Soc. 2011. V. 76 (6). P. 923-932.
Xiaodong Wang, Noemie Perret. Reducible Support Effects in the Gas Phase Hydrogenation of р-Chloronitrobenzene over Gold. J. Phys. Chem. 2013. V. 117. P. 994-1005.
Xiangchun Meng, Haiyang Cheng. Selective hydrogenation of chloronitrobenzene to chloroaniline in supercritical carbon dioxide over Ni/TiO2: Significance of molecular interactions. J. Catal. 2010. V. 269. P. 131-139.
Chunhua Liang, Jianguo Han, Kaihua Shen. Palladium nanoparticle microemulsions: Formation and use in catalytic hydrogénation of o-chloro-nitrobenzene. Chem. Eng. J. 2010. V. 165. P. 709-713.
Studer М. Modulating the hydroxylamine accumulation in the hydrogenation of substituted nitroarenes using vanadium-promoted RNi catalysts. Top. Catal. 2000. V. 13. N 3. P. 205-212.
Latypova A.R., Krasnov A.I., Sharonov N.Yu. Hydrogenation kinetics of 2-chloro-4-nitroaniline on supported platinum and palladium catalysts in an aqueous solution of 2-propanol. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2018. V. 61. N 1. P. 4-8 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.20186101.5643.
Klimushin D.M., Krasnov A.I., Filippov D.V. Sharonov N. Yu. Effect of hydrogen pressure, nature of solvent and catalyst on the regularities of hydrogenation of 2-chloro-4-nitroaniline. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2018. V. 61. N 9-10. P. 30-35 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt20186109-10.5758.
Cherdantsev Yu.P., Chernov I.P., Tyurin Yu.I. Methods of research systems metal-hydrogen. Tomsk: Izd-vo Tomsk. Politekh. Un-ta. 2008. 286 p. (in Russian).
Pismen M.K. Hydrogen production in the refining industry. M.: Khimiya. 1976. 208 p. (in Russian).
Solodova N.L., Minigulov R.R., Yemelyanycheva E.A. Hydrogen as a promising energy carrier. Modern methods of producing hydrogen. Vestn. Kazan. Tekhnol. Un-ta. 2015. N 3. P. 137-140 (in Russian).
Eremenko N.K., Obraztsova I.I., Simenyuk G.Yu. Palladium catalysts for the hydrogenation of aromatic nitro com-pounds. Vestn. Kuzbas. Gos. Tekhnich. Un-ta. 2013. N 5. P. 43-48 (in Russian).
Pakhomov N.A. Scientific basis for the preparation of catalysts. Novosibirsk: Institut Kataliza im. G.K. Boreskova. 2007. 278 p. (in Russian).
