Каталитическое гидрирование нитросоединений
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Ноября 2013 в 21:08, статья
Краткое описание
Целью данной работы является изучение реакций гидрирования n-хлорнитробензола на Pt катализаторах, нанесенных на оксид гадолиния и алюминия, последний взят в качестве катализатора сравнения. Особенностью данной реакции являются мягкие условия ее проведения: T= 25 °C и атмосферное давление.
Вложенные файлы: 1 файл
ГИДРИРОВАНИЕ n-ХЛОРНИТРОБЕНЗОЛА
НА ПЛАТИНОВЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ, НАНЕСЕННЫХ НА ОКСИДЫ
ГАДОЛИНИЯ И АЛЮМИНИЯ
Костенко Н. В., Гладких Б. П.
Научные руководители - Курунина Г.М., Зорина Г.И.
Волжский политехнический институт (филиал) ГОУ ВПО ВолгГТУ (www.volpi.ru)
Волжский, Россия
НYDROGENATION OF p-CHLORONITROBENZENE ON THE PLATINUM
CATALYSTS INFLICTED ON GADOLINIUM AND ALUMINIUM OXIDES
Kostenko N.V., Gladkich B.P., Zorinа G.I., Kurunina G.M.
Volzhsky Polytechnical Institute (branch of) State Educational Institution of Higher Professional
Education ‘Volgograd State Technical University’ (www.volpi.ru)
Volzhsky, Russia
Одним из наиболее перспективных методов синтеза ароматических аминов является
каталитическое гидрирование нитросоединений, однако в большинстве случаев процесс
протекает при довольно жестких условиях: повышенных температурах и давлении.
Целью данной работы является изучение реакций гидрирования n-хлорнитробензола
на Pt катализаторах, нанесенных на оксид гадолиния и алюминия, последний взят в качестве
катализатора сравнения. Особенностью данной реакции являются мягкие условия ее
проведения: T= 25 °C и атмосферное давление.
Кинетика реакции гидрирования п-хлорнитробензола на указанных катализаторах
изучалась на лабораторной установке [1], позволяющей по объему поглощенного водорода
определять скорость реакции. Катализаторы готовили методом пропитки оксида солью
платинохлорводородной кислоты с последующей сушкой и измельчением до фракции 0,01
мм. п-Хлорнитробензол является твердым веществом, поэтому предварительно необходимо
было подобрать среду для гидрирования. Результаты по изучению его растворимости в воде,
этиловом, изопропиловом и изоамиловом спиртах представлены в работе [2]. Для
гидрирования п-хлорнитробензола в качестве среды был взят этанол. Гидрирование
протекало по нитрогруппе, при этом бензольное кольцо не гидрировалось.
На рис. 1а представлены кинетические кривые гидрирования п-хлорнитробензола на
1% Pt/Gd
2
O
3
(1) и 1% Pt/Al
2
O
3
(2) катализаторах в координатах: «объем поглощенного
водорода - время». Анализируя ход кинетических кривых можно отметить, что гидрирование
п-хлорнитробензола на вышеуказанных катализаторах протекает с разной скоростью, так
превращение п-хлорнитробензола в п-хлораминобензол на
1%Pt/Gd
2
O
3
катализаторе
осуществляется за 25 минут, а на катализаторе сравнения 1%Pt/Аl
2
O
3
за 65 минут.
При гидрировании п-хлорнитробензола на обоих катализаторах наблюдалось
недопоглощение водорода.
Так теоретический объем водорода,
рассчитанный по
уравнению реакции, составляет 85,3 мл. При использовании 1%Pt/Gd
2
O
3
катализатора
поглощается 80 мл водорода, что составляет 94,1%,
а на 1%Pt/Al
2
O
3
катализаторе
поглощается 75 мл водорода, что соответствует 88,2 %. Наиболее наглядно это видно из
графика зависимости степени превращения от времени (рис.1б). Полученные данные
согласуются с
результатами гидрирования орто-замещенных нитробензолов на
катализаторах авторов [3]. Для реакции гидрирования п-хлорнитробензола классическим
методом подстановки был рассчитан порядок по гидрируемому веществу: реакция протекает
по уравнению первого порядка по п-хлорнитробензолу.
Литература
1. Бутов Г. М., Зорина Г. И., Курунина Г. М. Жидкофазное гидрирование бензальдегида
на 1% платиновых катализаторах, нанесенных на оксиды редкоземельных элементов //
Ж. Хим.пром.сегодня .- № 2, 2009. С.3-6.
2. Ушакова А. Ю., Калинова К. А., Курунина Г. М., Зорина Г. И., Бутов Г. М. Выбор
оптимальных условий реакции гидрирования n-хлорнитробензола
// Международный
журнал прикладных и фундаментальных исследований №1, 2012 С.185.
3. Абдулаев М. Г., Насибулин А. А., Клюев М. В. Гидрирование орто-замещенных
нитробензолов на палладийсодержащем анионите АВ-17-8 // Ж. Органической химии. –
Т.33. – Вып.11, 1997. С.1759 -1760.
Рисунок 1 – Зависимость объема поглощенного водорода гидрирования п-хлорнит-
робензола (а) и степени превращения (б) от времени на 1%Pt/Gd
2
O
3
(1) и 1%Pt/Al
2
O
3
(2)
катализаторах
V, мл Н
2
1
а)
2
τ, мин
б)
Х, %
2
1
τ, мин
Информация о работе Каталитическое гидрирование нитросоединений