catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2020-1-50-60catal-672Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYПолучение гидроперекисей этилбензола и изопропилбензола в гомогенной каталитической системе N-гидроксифталимид-Fe(III) и применение растворов в эпоксидировании олефиновSynthesis of ethylbenzene and isopropylbenzene hydroperoxides in a homogeneous catalytic system N-hydroxyphthalimide-Fe(III) and application of the solutions in epoxidation of olefinsКармадоноваИ. Е.KarmadonovaI. E.ctls@kalvis.ruЗудинВ. Н.ZudinV. N.ctls@kalvis.ruКузнецоваН. И.KuznetsovaN. I.ctls@kalvis.ruКузнецоваЛ. И.KuznetsovaL. I.ctls@kalvis.ruБальжинимаевБ. С.Bal’zhinimaevB. S.ctls@kalvis.ruИнститут катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, НовосибирскBoreskov Institute of Catalysis SB RAS, Novosibirsk2020220120202015060Copyright © LLC "KALVIS", 20202020LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/672

Каталитическая система N-гидроксифталимид – соль Fe(III) впервые применена в аэробном окислении алкилбензолов до соответствующих гидроперекисей. Показано, что микроколичества Fe(асас)3 или Fe(benz)3 увеличивают эффективность радикального катализатора N-гидроксифталимида, в результате чего гидропероксидирование этилбензола и изопропилбензола проходит при температуре 90–100 и 60 °С соответственно вместо типичного для некаталитического синтеза интервала температур 150–120 °С. При конверсии субстратов 10–20 % селективность по гидроперекисям сохраняется на уровне 90–95 %. Проведенные далее успешные испытания полученных растворов в катализируемом MoO3/SiO2 эпоксидировании олефинов без предварительного удаления компонентов каталитической системы показывают перспективность применения данного низкотемпературного синтеза гидроперекисей как начальной стадии эпоксидирования олефинов.

The catalytic system N-hydroxyphthalimide – Fe(III) salt was used for the first time in aerobic oxidation of alkylbenzenes to the corresponding hydroperoxides. Microquantities of Fe(асас)3 or Fe(benz)3 were shown to enhance the efficiency of N-hydroxyphthalimide as the radical catalyst; as a result, hydroperoxidation of ethylbenzene and isopropylbenzene occurs at a temperature of 90–100 and 60 °С, respectively, instead of 150–120 °С, which is a typical temperature range of noncatalytic synthesis. When conversion of the substrates is 10–20 %, selectivity to hydroperoxides is retained at a level of 90–95 %. A further successful testing of the obtained solutions in the MoO3/SiO2-catalyzed epoxidation of olefins without a preliminary removal of the catalytic system components demonstrates that such low-temperature synthesis of hydroperoxides is promising as the initial step in epoxidation of olefins.

гидроперекись этилбензолаN-гидроксифталимидFe(асас)3кислородолефиныэпоксидированиеethylbenzene hydroperoxideN-hydroxyphthalimideFe(асас)3oxygenolefinsepoxidationReferencesТолстиков Г.А. Реакции гидроперекисного окисления. Изд. «Наука», 1976.200 c.Толстиков Г.А. Реакции гидроперекисного окисления. Изд. «Наука», 1976.200 c.Sheldon R.A. // J. Molec. Catal. 1980. V. 7. P. 107–126.Sheldon R.A. // J. Molec. Catal. 1980. V. 7. P. 107–126.US Patent 3351635, 1967.US Patent 3351635, 1967.Паушкин Я.М., Адельсон С.В., Вишнякова Т.П. Технология нефтехимического синтеза. Ч. 1. М.: Химия, 1973. 448 c.Паушкин Я.М., Адельсон С.В., Вишнякова Т.П. Технология нефтехимического синтеза. Ч. 1. М.: Химия, 1973. 448 c.Buijink J.K.F., Lange J.-P., Bos A.N.R., Horton A.D., Niele F.G.M. Propylene Epoxidation Via Shell's Smpo Process: 30 Years of Research and Operation (Book Chapter). Mechanisms in Homogeneous and Heterogeneous Epoxidation Catalysis, 2008, 355 ‒ 371.Buijink J.K.F., Lange J.-P., Bos A.N.R., Horton A.D., Niele F.G.M. Propylene Epoxidation Via Shell's Smpo Process: 30 Years of Research and Operation (Book Chapter). Mechanisms in Homogeneous and Heterogeneous Epoxidation Catalysis, 2008, 355 ‒ 371.Toribio P.P., Gimeno-Gargallo A., Capel-Sanchez M.C., de Frutos M.P. // Appl. Catal. A Gen. 2009. V. 363. P. 32‒39.Toribio P.P., Gimeno-Gargallo A., Capel-Sanchez M.C., de Frutos M.P. // Appl. Catal. A Gen. 2009. V. 363. P. 32‒39.Курганова Е.А. Селективное аэробное окисление алкиларенов до гидропероксидов в присутствии фталимидных катализаторов: Дис. … док. хим. наук: 05.17.04 / Е.А. Курганова. Ярославский гос. технич. ун-т. Ярославль, 2017. 318 c.Курганова Е.А. Селективное аэробное окисление алкиларенов до гидропероксидов в присутствии фталимидных катализаторов: Дис. … док. хим. наук: 05.17.04 / Е.А. Курганова. Ярославский гос. технич. ун-т. Ярославль, 2017. 318 c.Carrara N., Badano J.M., Betti C., Lederhos C., Busto M., Vera C., Quiroga M. New Strategies for Obtaining Inorganic-Organic Composite Catalysts for Selective Hydrogenation. 2017. DOI: 10.5772/65959.Carrara N., Badano J.M., Betti C., Lederhos C., Busto M., Vera C., Quiroga M. New Strategies for Obtaining Inorganic-Organic Composite Catalysts for Selective Hydrogenation. 2017. DOI: 10.5772/65959.Sheldon R.A., Arends I.W.C.E. // J. Molec. Catal. A: Chem. 2006. V. 251. P. 200–214.Sheldon R.A., Arends I.W.C.E. // J. Molec. Catal. A: Chem. 2006. V. 251. P. 200–214.Цысковский В.К., Прокофьев Б.К., Пыльников В.И., Щеглова Ц.Н., Копалкина Л.Н. // Журн. прикл. химии. 1974. Т. 47. № 5. С. 1112‒1117.Цысковский В.К., Прокофьев Б.К., Пыльников В.И., Щеглова Ц.Н., Копалкина Л.Н. // Журн. прикл. химии. 1974. Т. 47. № 5. С. 1112‒1117.Харлампиди Х.Э., Нуруллина Н.М., Батыршин Н.Н., Усманова Ю.Х. // Кинетика и катализ. 2018. Т. 59. № 3. С. 335‒339.Харлампиди Х.Э., Нуруллина Н.М., Батыршин Н.Н., Усманова Ю.Х. // Кинетика и катализ. 2018. Т. 59. № 3. С. 335‒339.Ishii Y., Sakaguchi S. // Catal. Today. 2006. V. 117. P. 105 – 113.Ishii Y., Sakaguchi S. // Catal. Today. 2006. V. 117. P. 105 – 113.Курганова Е.А., Кошель Г.Н. // Российский химич. журнал. 2014. Т. 58. № 3–4. С. 91‒102.Курганова Е.А., Кошель Г.Н. // Российский химич. журнал. 2014. Т. 58. № 3–4. С. 91‒102.Курганова Е.А., Дахнави Э.М., Кошель Г.Н. // Нефтехимия. 2017. Т. 57. № 2. С. 204‒208.Курганова Е.А., Дахнави Э.М., Кошель Г.Н. // Нефтехимия. 2017. Т. 57. № 2. С. 204‒208.Sapunov V.N., Kurganova E.A., Koshel G.N. // Int. J. Chem. Kin. 2018. V. 50. № 1. P. 3–14Sapunov V.N., Kurganova E.A., Koshel G.N. // Int. J. Chem. Kin. 2018. V. 50. № 1. P. 3–14Kuznetsova N.I., Kuznetsova L.I., Yakovina O.A., Karmadonova I.E., Bal’zhinimaev B.S. // Catalysis Letters. 2019. DOI: 10.1007/s 10562-019-02999-x.Kuznetsova N.I., Kuznetsova L.I., Yakovina O.A., Karmadonova I.E., Bal’zhinimaev B.S. // Catalysis Letters. 2019. DOI: 10.1007/s 10562-019-02999-x.Melone L., Punta C. // Beilstein J. Org. Chem. 2013. V. 9. P. 1296‒1310.Melone L., Punta C. // Beilstein J. Org. Chem. 2013. V. 9. P. 1296‒1310.Arends I.W.C.E., Sasidharan M., Kühnle A., Duda M., Jost C., Sheldon R.A. // Tetrahedron. 2002. V. 58. P. 9055‒9061.Arends I.W.C.E., Sasidharan M., Kühnle A., Duda M., Jost C., Sheldon R.A. // Tetrahedron. 2002. V. 58. P. 9055‒9061.Orlińska B., Zawadiak J. // React. Kinet. Mech. Catal. 2013. V. 110. P. 15‒30.Orlińska B., Zawadiak J. // React. Kinet. Mech. Catal. 2013. V. 110. P. 15‒30.Dobras G., Orlińska B. // Appl. Catal. A: Gen. 2018. V. 561. P. 59‒67.Dobras G., Orlińska B. // Appl. Catal. A: Gen. 2018. V. 561. P. 59‒67.Melone L., Franchi P., Lucarini M., Punta C. // Adv. Synth. Catal. 2013. V. 355. P. 3210‒3220.Melone L., Franchi P., Lucarini M., Punta C. // Adv. Synth. Catal. 2013. V. 355. P. 3210‒3220.Елиманова Г.Г., Батыршин Н.Н., Харлампиди Х.Э. // Кинетика и катализ. 2017. Т. 58. № 1. С. 49 ̶ 54.Елиманова Г.Г., Батыршин Н.Н., Харлампиди Х.Э. // Кинетика и катализ. 2017. Т. 58. № 1. С. 49 ̶ 54.Shen K., Liu X., Lu G., Miao Y., Guo Y., Wang Y., Guo Y. // J. Mol. Catal. A: Chemical. 2013. V. 373. P. 78 ̶ 84.Shen K., Liu X., Lu G., Miao Y., Guo Y., Wang Y., Guo Y. // J. Mol. Catal. A: Chemical. 2013. V. 373. P. 78 ̶ 84.Farzaneh F., Zamanifar E., Williams C.D. // J. Molec. Catal. A: Chemical. 2004. V. 218. P. 203 ̶ 209.Farzaneh F., Zamanifar E., Williams C.D. // J. Molec. Catal. A: Chemical. 2004. V. 218. P. 203 ̶ 209.Lin K., Pescarmona P.P., Houthoofd K., Liang D., Tendeloo G., Jacobs P.A. // J. Catal. 2009. V. 263. P. 75 ̶ 82.Lin K., Pescarmona P.P., Houthoofd K., Liang D., Tendeloo G., Jacobs P.A. // J. Catal. 2009. V. 263. P. 75 ̶ 82.Rekkab-Hammoumraoui I., Khaldi I., Choukchou-Braham A., Bachir R. // Res. J. Pharm. Biol. Chem. Sci. 2013. V. 4. P. 935 ̶ 946.Rekkab-Hammoumraoui I., Khaldi I., Choukchou-Braham A., Bachir R. // Res. J. Pharm. Biol. Chem. Sci. 2013. V. 4. P. 935 ̶ 946.Khare S., Shrivastava S. // J. Molec. Catal. A: Chemical. 2004. V. 217. P. 51 ̶ 58.Khare S., Shrivastava S. // J. Molec. Catal. A: Chemical. 2004. V. 217. P. 51 ̶ 58.Zhang X., Huang Y., Guo Y., Yuan X., Jiao F. // Microporous Mesoporous Mater. 2018. V. 262. P. 251–257.Zhang X., Huang Y., Guo Y., Yuan X., Jiao F. // Microporous Mesoporous Mater. 2018. V. 262. P. 251–257.Liu J., Fang S., Jian R., Wu F., Jian P. // Powder Technol. 2018. V. 329. P. 19–24.Liu J., Fang S., Jian R., Wu F., Jian P. // Powder Technol. 2018. V. 329. P. 19–24.Miao Y., Lu G., Liu X., Guo Y., Wang Y., Guo Y. // J. Ind. Eng. Chem. 2010. V. 16. P. 45 ̶ 50.Miao Y., Lu G., Liu X., Guo Y., Wang Y., Guo Y. // J. Ind. Eng. Chem. 2010. V. 16. P. 45 ̶ 50.Li K.T., Lin C.C., Lin P.H. Propylene Epoxidation with Ethylbenzene Hydroperoxide Over Ti-Containing Catalysts Prepared by Chemical Vapor Deposition // Mechanisms in Homogeneous and Heterogeneous Epoxidation Catalysis / Ed. S.T. Oyama. Elsevier Scince, 2008. P. 373 ̶ 386.Li K.T., Lin C.C., Lin P.H. Propylene Epoxidation with Ethylbenzene Hydroperoxide Over Ti-Containing Catalysts Prepared by Chemical Vapor Deposition // Mechanisms in Homogeneous and Heterogeneous Epoxidation Catalysis / Ed. S.T. Oyama. Elsevier Scince, 2008. P. 373 ̶ 386.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.