catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2021-6-398-405catal-787Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYСинтез глицеринкарбоната из глицерина и диметилкарбоната в присутствии сильнооснóвных анионообменных стирол-дивинилбензольных анионитов DowexThe Synthesis of Glycerol Carbonate from Glycerol and Dimethyl Carbonate in the Presence of Strongly Basic Anion-Exchange Styrene-Divinylbenzene Anionites DowexШвыдкоА. В.ShvydkoA. V.ctls@kalvis.ruПриходькоС. А.Prikhod’koS. A.ctls@kalvis.ruТимофееваМ. Н.TimofeevaM. N.ctls@kalvis.ruИнститут катализа им .Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск; Новосибирский государственный технический университет (НГТУ)РоссияBoreskov Institute of Catalysis SB RAS, Novosibirsk; Novosibirsk State Technical UniversityRussian FederationИнститут катализа им .Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), НовосибирскРоссияBoreskov Institute of Catalysis SB RAS, NovosibirskRussian Federation202125112021216398405Copyright © LLC "KALVIS", 20212021LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/787

Изучена реакция синтеза глицеринкарбоната из глицерина и диметилкарбоната в присутствии сильнооснóвных стирол-дивинилбензольных анионитов Dowex 1×2, Dowex 1×4 и Dowex 1×8 в –ОН-форме с разной степенью сшивки полистирольной матрицы (содержание дивинилбензола 2; 4 и 8 мас.%) при 90–105 °С и мольном отношении диметилкарбонат : глицерин, равном 2. Показано, что выход глицеринкарбоната зависит от степени сшивки анионообменной смолы. Он снижается с ее увеличением. Максимальные конверсия глицерина (95 %) и селективность по глицеринкарбонату (45,5 %) наблюдались в присутствии Dowex 1×2 при 105 °С за 5 ч реакции. Продемонстрированы преимущества изученных систем по сравнению анионообменными и катионообменными смолами, предложенными в литературе.

The synthesis of glycerol carbonate from glycerol and dimethyl carbonate in the presence of strongly basic styrene-divinylbenzene anionites Dowex 1×2, Dowex 1×4 and Dowex 1×8 in the –OH form with different cross-linking degree of polystyrene matrix (the divinylbenzene content of 2, 4 and 8 wt.%) at 90–105 °C and a dimethyl carbonate/glycerol molar ratio equal to 2 was studied. The yield of glycerol carbonate was shown to decrease with an increase in the cross-linking degree of the anion-exchange resin. The maximum conversion of glycerol (95 %) and selectivity to glycerol carbonate (45.5 %) were observed in the presence of Dowex 1×2 at 105 °C after 5 h of the reaction. Advantages of the studied systems were demonstrated in comparison with the anion-exchange and cationexchange resins proposed in the literature.

глицеринкарбонатглицериндиметилкарбонатанионообменные смолыDowexGlycerol carbonateglyceroldimethyl carbonateanion-exchange resinsDowexReferencesOchoa-Gómez J.R., Gómez-Jiménez-Aberasturi O., Ramírez-López C., Belsué M. // Org. Process Res. Dev. 2012. V. 16. P. 389—399.Ochoa-Gómez J.R., Gómez-Jiménez-Aberasturi O., Ramírez-López C., Belsué M. // Org. Process Res. Dev. 2012. V. 16. P. 389—399.Transparency market research. https://www. transparencymarketresearch.com/glycerol-carbonate-market.htmlTransparency market research. https://www. transparencymarketresearch.com/glycerol-carbonate-market.htmlMeng X., Wan J., Liu Y., Wang X., Zhang J., Wang F., Zhang J., Zheng F., Kan J., Wu G. // Chemical Industry and Engineering Progress. 2020. V. 39. P. 3739—3749.Meng X., Wan J., Liu Y., Wang X., Zhang J., Wang F., Zhang J., Zheng F., Kan J., Wu G. // Chemical Industry and Engineering Progress. 2020. V. 39. P. 3739—3749.Teng W.K., Ngoh G.C., Yusoff R., Aroua M.K. // Energy Conversion and Management. 2014. V. 88. P. 484—497.Teng W.K., Ngoh G.C., Yusoff R., Aroua M.K. // Energy Conversion and Management. 2014. V. 88. P. 484—497.Wang X., Zhang P., Cui P., Cheng W., Zhang S. // Chinese Journal of Chemical Engineering. 2017. V. 25. P. 1182—1186.Wang X., Zhang P., Cui P., Cheng W., Zhang S. // Chinese Journal of Chemical Engineering. 2017. V. 25. P. 1182—1186.Nogueira D.O., de Souza S P., Leão R.A.C., Miranda L.S.M., de Souza R.O.M.A. // RSC Advances. 2015. V. 5. P. 20945—20950.Nogueira D.O., de Souza S P., Leão R.A.C., Miranda L.S.M., de Souza R.O.M.A. // RSC Advances. 2015. V. 5. P. 20945—20950.Ochoa-Gómez J.R., Gómez-Jiménez-Aberasturi O., Maestro-Madurga B., Pesquera-Rodríguez A., Ramírez-López C., Lorenzo-Ibarreta L., Torrecilla-Soria J., Villarán-Velasco M.C. //Appl. Catal. A: Gen. 2009. V. 366. P. 315—324.Ochoa-Gómez J.R., Gómez-Jiménez-Aberasturi O., Maestro-Madurga B., Pesquera-Rodríguez A., Ramírez-López C., Lorenzo-Ibarreta L., Torrecilla-Soria J., Villarán-Velasco M.C. //Appl. Catal. A: Gen. 2009. V. 366. P. 315—324.Bai R., Wang Y., Wang S., Mei F., Li T., Li G. // Fuel Processing Technology. 2013. V. 106. P. 209—214.Bai R., Wang Y., Wang S., Mei F., Li T., Li G. // Fuel Processing Technology. 2013. V. 106. P. 209—214.Rokicki G., Rakoczy P., Parzuchowski P., Sobiecki M. Hyperbranched aliphatic polyethers obtained from environmentally benign monomer: glycerol carbonate // Green Chemistry. 2005. V. 7. P. 529-539.Rokicki G., Rakoczy P., Parzuchowski P., Sobiecki M. Hyperbranched aliphatic polyethers obtained from environmentally benign monomer: glycerol carbonate // Green Chemistry. 2005. V. 7. P. 529-539.Li J., Wang T. // J. Chem. Thermodyn. 2011. V. 43. P. 731—736.Li J., Wang T. // J. Chem. Thermodyn. 2011. V. 43. P. 731—736.Malyaadri M., Jagadeeswaraiah K., Sai Prasad P.S., Lingaiah N. // Appl. Catal. A Gen. 2011. V. 401. P. 153—157.Malyaadri M., Jagadeeswaraiah K., Sai Prasad P.S., Lingaiah N. // Appl. Catal. A Gen. 2011. V. 401. P. 153—157.Algoufi Y.T., Akpan U.G., Kabir G., Asif M., Hameed B.H. // Energy Convers. Manage. 2017, V. 138. P. 183—1929.Algoufi Y.T., Akpan U.G., Kabir G., Asif M., Hameed B.H. // Energy Convers. Manage. 2017, V. 138. P. 183—1929.Kumar A., Iwatani K., Nishimura S., Takagaki A., Ebitani K. // Catal. Today. 2012. V. 185. P. 241—246.Kumar A., Iwatani K., Nishimura S., Takagaki A., Ebitani K. // Catal. Today. 2012. V. 185. P. 241—246.Takagaki A., Iwatani K., Nishimura S., Ebitani K. // Green Chem. 2010. V. 12. P. 578—581.Takagaki A., Iwatani K., Nishimura S., Ebitani K. // Green Chem. 2010. V. 12. P. 578—581.Bai R., Wang S., Mei F., Li T., Li G. // J. Ind. Eng. Chem. 2011. V. 17. P. 777—781.Bai R., Wang S., Mei F., Li T., Li G. // J. Ind. Eng. Chem. 2011. V. 17. P. 777—781.Jarvis I., Totland M.M., Jarvis K.E. // Analyst. 1997. V. 122. P. 19—26.Jarvis I., Totland M.M., Jarvis K.E. // Analyst. 1997. V. 122. P. 19—26.Kaya A., Kud H., Shrahashi J., Suzuki S. // Journal of Nuclear Science and Technology. 1967. V. 4. P. 289—292.Kaya A., Kud H., Shrahashi J., Suzuki S. // Journal of Nuclear Science and Technology. 1967. V. 4. P. 289—292.Stoliker D.L., Kaviani N., Kent D.B., Davis J.A. // Geochemical Transactions. 2013. V. 14. P. 1—9.Stoliker D.L., Kaviani N., Kent D.B., Davis J.A. // Geochemical Transactions. 2013. V. 14. P. 1—9.Hatch J.A., Dillon H.B. // Ind.&Eng. Chem., Process Design and Development. 1963. V. 2. P. 253—263.Hatch J.A., Dillon H.B. // Ind.&Eng. Chem., Process Design and Development. 1963. V. 2. P. 253—263.Suh J., Park C. // Bull. Korean Chem. Soc. 1991. V. 12. P. 113—115.Suh J., Park C. // Bull. Korean Chem. Soc. 1991. V. 12. P. 113—115.Marrodan C.M., Beboraerti D., Liguoria F., Barbaro P. // Catal. Sci. Technol. 2012. V. 2. P. 2279—2290.Marrodan C.M., Beboraerti D., Liguoria F., Barbaro P. // Catal. Sci. Technol. 2012. V. 2. P. 2279—2290.DOWEX™ Fine Mesh Spherical Ion Exchange Resins [Электронный ресурс]. Режим доступа:https://www.lenntech.com/Data-sheets/Dowex-1x8-100-200-L.pdf. Загл. с экрана.DOWEX™ Fine Mesh Spherical Ion Exchange Resins [Электронный ресурс]. Режим доступа:https://www.lenntech.com/Data-sheets/Dowex-1x8-100-200-L.pdf. Загл. с экрана.Нестеров Ю.В. Иониты и ионообмен. Сорбционная технология при добыче урана и других металлов методом подземного выщелачивания. Внешторгиздат, М.: 2007. С. 1—480.Нестеров Ю.В. Иониты и ионообмен. Сорбционная технология при добыче урана и других металлов методом подземного выщелачивания. Внешторгиздат, М.: 2007. С. 1—480.Абдуллаев М.Г. // Вестник Дагестанского гос. ун-та. Серия 1. Естественные науки. 2017. Т. 32. Вып. 1. С. 54—60.Абдуллаев М.Г. // Вестник Дагестанского гос. ун-та. Серия 1. Естественные науки. 2017. Т. 32. Вып. 1. С. 54—60.Tsuru T., Sasaki A., Kanezashi M., Yoshioka T. // AIChE Journal. 2011. V. 57. P. 2079—2089.Tsuru T., Sasaki A., Kanezashi M., Yoshioka T. // AIChE Journal. 2011. V. 57. P. 2079—2089.Ngai K.L., Lunkenheimer P., Loidl A. // Physical Chemistry Chemical Physics. 2020. V. 22. P. 507—511.Ngai K.L., Lunkenheimer P., Loidl A. // Physical Chemistry Chemical Physics. 2020. V. 22. P. 507—511.

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