Медные катализаторы с активной фазой в виде наночастиц для оксигенирования С6 – С8 алканов

(51) 01 31/28 (2009.01) 01 32/00 (2009.01) 07 11/107 (2009.01) 07 29/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Жармагамбетова Алима Кайнекеевна Ауезханова Асемгуль Сейтхановна(73) Акционерное общество Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского(56) Предварительный патент РК 18977, кл. 01 23/24, 2007(54) МЕДНЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ С АКТИВНОЙ ФАЗОЙ В ВИДЕ НАНОЧАСТИЦ ДЛЯ ОКСИГЕНИРОВАНИЯ С 6-С 8 АЛКАНОВ(57) Изобретение относится к катализаторам с активной фазой в виде наночастиц для оксигенирования 6-С 8 алканов. Изобретение относится к катализаторам органического синтеза, для процессов получения насыщенных спиртов путем каталитического оксигенирования 6-8 алканов. Известен катализатор для получения насыщенных спиртов 6-8, представляющий собой комплекс марганца 223(6)22 (где 1,4,7-триметил-1,4,7-триазациклононан), который проявляет активность в реакциях окисления пероксидом водорода для получения соответствующих кислородсодержащих продуктов в мягких условиях.К.,.,В., .,.,.,,. . . 1988, .110, .7398-7411. При окислении н-октана на катализаторе вышеприведенного состава (0,510-4 моль/л), при температуре 23 С, концентрации окислителя (Н 2 О 2) 0,5 моль/л, н-октана (818) 0,62 моль/л,органической добавки (СН 3 СООН) 0,25 моль/л конверсия октана за 2 часа составляет 12,4. Основные продукты - гидропероксиды, спирты,кетоны, изомерные по положению функциональной группы. Селективность по октанолу-2 - 5,1., - .,2001, .170, .17-34. Известный катализатор, содержащий соединение марганца, и дополнительно ферроцианид калия,имеет сложный состав и не позволяет получать спирты с высокой конверсией. Благодаря тому, что предложенный состав катализатора содержит в качестве активной фазы один вид металла-хлорид меди , полимер - полигексаметиленгуанидин и носитель - оксид кремния, при следующем соотношении компонентов, мас. двухводный хлорид меди - 19,35 полигексаметиленгуанидин 16,01 оксид кремния - 64,64, удается получить катализатор с простым составом и достаточно высокой каталитической активностью. Недостатком известного катализатора является низкая селективность в процессе окисления налканов до соответствующих 6-8 спиртов, а также сложность отделения продуктов, так как известный катализатор используют в гомогенном каталитическом процессе. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является катализатор для получения насыщенных спиртов 68, представляющий собой соединение марганца, дополнительно содержащего ферроцианид калия, полимер - полигексаметиленгуанидин(ПГМГ) или поливинилпирролидон (ПВПД) и носитель - алюмосиликат, при последующем соотношении компонентов, мас. сернокислый марганец - 2,62-2,65 ферроцианид калия - 13,5913,76 полигексаметиленгуанидин или поливинилпирролидон - 4,84-6,07 алюмосиликат(-40, содержащий 40 2) - остальное Предпат. 18977 РК, Катализатор для получения насыщенных спиртов 6-8 / Жармагамбетова А.К.,Сафаров Р.З., Селенова Б.С. опубл. 18.12.07,бюл.12. При окислении н-октана с использованием вышеуказанного катализатора при температуре 40 С,концентрации окислителя (Н 2 О 2) 0,9 мл 30-го раствора, что соответствует объемному соотношению субстратокислитель 11 в пересчете на 100-ную перекись, конверсия н-октана за 6 часов составляет 16,1. Селективность по октанолу - 2 составил 54,6. Недостатком известного катализатора является сложный состав (биметаллический катализатор) и низкая конверсия в процессе окисления н-октана до соответствующих 6-С 8 спиртов. Технической задачей настоящего изобретения является упрощение состава катализаторов для синтеза С 6-С 8 спиртов, а также повышение конверсии субстрата. Поставленная техническая задача достигается предлагаемым составом катализатора для оксигенирования октана, включающим двухводный хлорид меди(ПВПД) и носитель оксид кремния, при следующем соотношении компонентов, масс. хлорид меди- 19,35-21,29 полигексаметиленгуанидин,полиэтиленгликоль, поливинилпирролидон - 7,1916,01 оксид кремния - остальное. Преимущество заявляемого изобретения состоит в том,что использование предложенного катализатора упрощенного состава в процессе оксигенирования н-октана позволяет увеличить конверсию субстрата до 22,5. Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Катализатор готовят в ходе перемешивания магнитной мешалкой при комнатной температуре. 1 г твердого носителя (2) заливают 5 мл дистиллированной воды, добавляют по каплям 5 мл водного раствора, содержащего 0,2465 г полимера(ПГМГ), и получившуюся смесь перемешивают 2 часа. Затем по каплям добавляют 5 мл водного раствора хлорида меди, содержащего 0,2980 г соли и перемешивают в течение 3-х часов. Полученный катализатор выдерживают в маточном растворе 24 часа, затем осадок промывают дистиллированной водой до прозрачного цвета, после чего осадок сливают в чашку Петри и просушивают при комнатной температуре. Полученный катализатор для оксигенирования С 6-8 алканов содержит, мас. двухводный хлорид меди- 19,35 ПГМГ - 16,01 оксид кремния 64,64. Окисление С 6-С 8 н-алканов до спиртов проводят в стеклянном термостатированном реакторе в атмосфере воздуха. При окислении н-гексана с использованием катализатора,приготовленного предложенным вышеуказанным способом (0,03 г), при температуре 40 С, концентрации окислителя (Н 2 О 2) 0,9 мл 30 го раствора (что соответствует объемному соотношению субстратокислитель 11 в пересчете на 100-ную перекись), субстрата 0,3 мл (1,23 моль/л), конверсия субстрата за 6 часов составляет 5,0. Селективность по гексанолу -1-99,9. При окислении н-гептана, в тех же условиях,конверсия составляет 12,1. Селективность по гептанолу - 86. При окислении н-октана, в тех же условиях,конверсия достигает 22,5. С елективность по октанолу - 2-67. Идентификацию продуктов реакции проводили методом газожидкостной хроматографии. Пример 2. Катализатор готовят по вышеуказанному примеру 1. В качестве полимера берут полиэтиленгликоль (ПЭГ) в количестве 0,1066 г. В результате получают катализатор, содержащий,мас. СС 22 Н 2 О - 21,29 ПЭГ - 7,19 оксид кремния- 71,52. При окислении н-гексана (при условиях примера 1) конверсия субстрата за 6 часов составляет 8,2,селективность по гексанолу -1 - 99,9. При окислении н-гептана (при условиях примера 1) конверсия субстрата за 6 часов составляет 10,3,селективность по гексанолу -1 - 99,9. При окислении н-октана (в условиях примера 1) конверсия составляет 19,2, селективность по октанолу - 2 - 99,9. Идентификацию продуктов реакции проводили методом газожидкостной хроматографии. Пример 3. Катализатор готовят аналогично примеру 1, а в качестве полимера берут поливинилпирролидон(ПВПД) в количестве 0,1942 г. В результате получают катализатор,содержащий,мас. СС 22 Н 2 О - 20,00 ПЭГ - 13,03 оксид кремния 66,97. При окислении н-гексана (при условиях примера 1) конверсия гексана за 6 часов составляет 6,9,селективность по гексанолу -1 - 99,9. При окислении н-гептана (при условиях примера 1) конверсия гептана за 6 часов составляет 9,2,селективность по гексанолу -1 - 99,9. При окислении н-октана (в условиях примера 1) конверсия составляет 17,3, селективность по октанолу - 2 - 99,9. Идентификацию продуктов реакции проводили методом газожидкостной хроматографии. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Катализатор с активной фазой в виде наночастиц для оксигенирования С 6-С 8 алканов,отличающийся тем, что активная фаза состоит из одного вида металла, в качестве соединения соли металла используют хлорид меди , полимер полигексаметиленгуанидин и носитель - оксид кремния,при следующем соотношении компонентов, мас. двухводный хлорид меди - 19,35 полигексаметиленгуанидин - 16,01 оксид кремния - 64,64.