catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2023-4-33catal-958Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYЭкологически безопасная конденсация Кнёвенагеля замещенных бензальдегидов с этилцианоацетатом на катализаторе Ru/бентонитRu-bentonite catalyzed green Knoevenagel condensation of substituted benzaldehydes with ethyl cyanoacetateBorahDebasisBorahDebasisctls@kalvis.ruBrahmaDeepmoniBrahmaDeepmonictls@kalvis.ruBasakDipanwitaBasakDipanwitactls@kalvis.ruSaikiaHemaprobhaSaikiaHemaprobhactls@kalvis.ruDepartment of Chemistry, Bodoland University, Kokrajhar, BTR, AssamИндияDepartment of Chemistry, Bodoland University, Kokrajhar, BTR, AssamIndia2023080920232343333Copyright © LLC "KALVIS", 20232023LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/958

Полностью статья будет опубликована в английской версии журнала «Catalysis in Industry» № 1, 2024 г.

Чтобы разработать модифицированную рутением бентонитовую глину для использования при конденсации Кнёвенагеля в качестве гетерогенного основного катализатора, представляющего собой альтернативу опасным для окружающей среды основным катализаторам, таким как пиридин, пиперидин и т.п., мы очищаем природную бентонитовую глину и вводим катион Ru3+ в ее промежуточные слои, что позволяет улучшить пористость и увеличить удельную поверхность этого материала. Очищенный бентонит и Ru/бентонит охарактеризованы с использованием инфракрасной Фурье-спектроскопии (FTIR), порошковой рентгеновской дифракции (PXRD), просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (HRTEM), сканирующей электронной микроскопии (SEM), энергорассеивающей рентгеновской спектроскопии (EDS), термогравиметрического анализа (TGA), а также определена удельная поверхность методом Брунауэра – Эмметта – Теллера (BET). Проведена активация этих глин в основной среде и предпринято сравнительное исследование их в роли пригодных для повторного использования гетерогенных катализаторов конденсации Кнёвенагеля в присутствии воды в качестве растворителя для химического превращения 2,4-дихлорбензальдегида и 4-гидроксибензальдегида с этилцианоацетатом в соответствующие им α,β-ненасыщенные кислоты. Продукты реакции охарактеризованы методами FTIR и ядерного магнитного резонанса (1H NMR и 13C NMR). К ключевым особенностям этой реакции относятся мягкие условия протекания, отсутствие опасных химических веществ, используемых при классической конденсации Кнёвенагеля, возможность повторного использования катализатора и высокие значения выхода продуктов.

The full-text of the article will be published in the English version of the journal "Catalysis in Industry" No. 1, 2024.

To develop Ru-incorporated bentonite clay as a heterogeneous base catalyst for use in Knoevenagel condensation as an alternative to hazardous base catalysts like pyridine, piperidine, etc., we purify the naturally occurring bentonite clay and Ru3+ cation incorporated into its interlayers of bentonite clay to improve its porosity and to increase the surface area of bentonite clay. Purified bentonite and Ru-bentonite were characterized by FTIR, PXRD, HRTEM, SEM & EDS, BET surface area analysis, and TGA. Base activation was done to these clays and a comparative study of these clays as recyclable heterogeneous catalysts for Knoevenagel Condensation was undertaken in water as a solvent for the chemical transformation of 2,4-dichlorobenzaldehyde and 4-hydroxybenzaldehyde with ethyl cyanoacetate into their corresponding α,β-unsaturated acids. The products were characterized by FTIR, 1H NMR, and 13C NMR analyses. The essential key points of this reaction are mild reaction conditions, absence of hazardous chemicals as used in classical Knoevenagel condensation, reusability of the catalyst, and high yield percentage of the products.

бентонитмодифицированный бентонитконденсация Кнёвенагеляbentonitemodified bentoniteKnoevenagel condensationReferencesChristidis G.E., Huff W.D. Geological aspects and genesis of bentonites // Elements. 2009. Vol. 5. P. 93–98.Christidis G.E., Huff W.D. Geological aspects and genesis of bentonites // Elements. 2009. Vol. 5. P. 93–98.Masindi V. // Journal of Water Reuse and Desalination. 2017. Vol. 7, № 3. P. 338–352.Masindi V. // Journal of Water Reuse and Desalination. 2017. Vol. 7, № 3. P. 338–352.Paluszkiewicz C., Holtzer M.,Bobrowski A. // Journal of molecular structure. 2008. Vol. 880, № 1-3. P. 109–114.Paluszkiewicz C., Holtzer M.,Bobrowski A. // Journal of molecular structure. 2008. Vol. 880, № 1-3. P. 109–114.Menezes R.R., Marques L.N., Campos L.A., Ferreira H.S., Santana L.N.L., Neves G.A. // Applied Clay Science. 2010. Vol. 49. P. 13–20.Menezes R.R., Marques L.N., Campos L.A., Ferreira H.S., Santana L.N.L., Neves G.A. // Applied Clay Science. 2010. Vol. 49. P. 13–20.Boyes R.G.H. // Proceedings of the Institution of Civil Engineers. 1972. Vol. 52, № 1. P. 25–37.Boyes R.G.H. // Proceedings of the Institution of Civil Engineers. 1972. Vol. 52, № 1. P. 25–37.Sulistiyanto B., Sumarsih S. Characteristics of immuno-organ development of native chickens fed rations containing hatchery wastes processed with different level of bentonite // 1st International Conference of Animal Science and Technology (ICAST). Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 247. 012034Sulistiyanto B., Sumarsih S. Characteristics of immuno-organ development of native chickens fed rations containing hatchery wastes processed with different level of bentonite // 1st International Conference of Animal Science and Technology (ICAST). Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 247. 012034Syafalni S., Ismail Abustan, Siti Nor Farhana Zakaria, Mohd Hafiz Zawawi, Rafini Abd Rahim // Water Science and Technology: Water Supply. 2012. Vol. 12, № 4. P. 480–488.Syafalni S., Ismail Abustan, Siti Nor Farhana Zakaria, Mohd Hafiz Zawawi, Rafini Abd Rahim // Water Science and Technology: Water Supply. 2012. Vol. 12, № 4. P. 480–488.Pusch R. // Canadian Geotechnical Journal. 1982. Vol. 19, № 3. P. 381–387.Pusch R. // Canadian Geotechnical Journal. 1982. Vol. 19, № 3. P. 381–387.Hebbar R.S., Isloor A.M., Ismail A.F. // RSC Advances. 2014. Vol. 4. P. 47240–47248.Hebbar R.S., Isloor A.M., Ismail A.F. // RSC Advances. 2014. Vol. 4. P. 47240–47248.Pusch R. // Clay Minerals. 1992. Vol. 27. P. 353–361.Pusch R. // Clay Minerals. 1992. Vol. 27. P. 353–361.Qurat Ul Ain, Hanbing Zhang, Muhammad Yaseen, Usman Rasheed, Kun Liu, Sidra Subhan, Zhangfa Tong // Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 247. Article 119088.Qurat Ul Ain, Hanbing Zhang, Muhammad Yaseen, Usman Rasheed, Kun Liu, Sidra Subhan, Zhangfa Tong // Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 247. Article 119088.Wardencki W., Curyło J., Namieśnik J. // Polish Journal of Environmental Studies. 2005. Vol. 14, № 4. P. 389–395.Wardencki W., Curyło J., Namieśnik J. // Polish Journal of Environmental Studies. 2005. Vol. 14, № 4. P. 389–395.Chaturvedi A.K., Yadava K.P., Pathak K.C., Singh V.N. // Water, Air & Soil Pollution. 1990 .Vol. 49, P. 51–61.Chaturvedi A.K., Yadava K.P., Pathak K.C., Singh V.N. // Water, Air & Soil Pollution. 1990 .Vol. 49, P. 51–61.Brady N. Soil Colloids: Their Nature and Practical Significance // The Nature and Properties of Soils. 10th edition. New York : Macmillan Publishing Co., 1990. P. 177–212.Brady N. Soil Colloids: Their Nature and Practical Significance // The Nature and Properties of Soils. 10th edition. New York : Macmillan Publishing Co., 1990. P. 177–212.Fillmore Freeman // Chemical Reviews. 1980. Vol. 80, № 4. P. 329–350.Fillmore Freeman // Chemical Reviews. 1980. Vol. 80, № 4. P. 329–350.Tietze L.F., Rackelmann N. // Pure & Applied Chemistry. 2004. Vol. 76, № 11. P. 1967–1983.Tietze L.F., Rackelmann N. // Pure & Applied Chemistry. 2004. Vol. 76, № 11. P. 1967–1983.Fan Ouyang, Yan Zhou, Zhang-Min Li, Na Hu, Duan-Jian Tao // Korean Journal of Chemical Engineering. 2014. Vol. 31. P. 1377–1383.Fan Ouyang, Yan Zhou, Zhang-Min Li, Na Hu, Duan-Jian Tao // Korean Journal of Chemical Engineering. 2014. Vol. 31. P. 1377–1383.Catarino S., Madeira M., Monteiro F., Rocha F., Curvelo-Garcia A.S., Bruno de Sousa R. // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2008. Vol. 56, № 1. P. 158–165.Catarino S., Madeira M., Monteiro F., Rocha F., Curvelo-Garcia A.S., Bruno de Sousa R. // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2008. Vol. 56, № 1. P. 158–165.Gül A., Sirkeci A.A., Boylu F., Güldan G., Burat F. // Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2015. Vol. 51, № 1. P. 23–36.Gül A., Sirkeci A.A., Boylu F., Güldan G., Burat F. // Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2015. Vol. 51, № 1. P. 23–36.Carretero M.I. // Applied Clay Science. 2002. Vol. 21, № 3-4. P. 155–163.Carretero M.I. // Applied Clay Science. 2002. Vol. 21, № 3-4. P. 155–163.Farmer V.C., Russell J.D. // Spectrochimica Acta. 1964. Vol. 20. P. 1149–1173.Farmer V.C., Russell J.D. // Spectrochimica Acta. 1964. Vol. 20. P. 1149–1173.Gupta A., Amitabh V., Kumari B., Mishra B. // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2013. Vol. 4. P. 360–369.Gupta A., Amitabh V., Kumari B., Mishra B. // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2013. Vol. 4. P. 360–369.Munawar Khalil, Badrrul Mohamed Jan, Abdul Aziz Abdul Rahman // Engineering and Technology. 2011. Vol. 4. P. 53.Munawar Khalil, Badrrul Mohamed Jan, Abdul Aziz Abdul Rahman // Engineering and Technology. 2011. Vol. 4. P. 53.Vlasova M., Dominguez-Patiño G., Kakazey N., Dominguez-Patiño M., Juarez-Romero D., Enriquez Méndez Y. // Science of Sintering. 2003. Vol. 35. P. 155–166.Vlasova M., Dominguez-Patiño G., Kakazey N., Dominguez-Patiño M., Juarez-Romero D., Enriquez Méndez Y. // Science of Sintering. 2003. Vol. 35. P. 155–166.Li G., Peacor D.R., Coombs D.S. // Clays and Clay Minerals. 1997. Vol. 45. P. 54–67.Li G., Peacor D.R., Coombs D.S. // Clays and Clay Minerals. 1997. Vol. 45. P. 54–67.Muhammad Naswir, Susila Arita, Marsi, and Salni // Journal of Clean Energy Technologies. 2013. Vol. 1, № 4. P. 313–317.Muhammad Naswir, Susila Arita, Marsi, and Salni // Journal of Clean Energy Technologies. 2013. Vol. 1, № 4. P. 313–317.Brunauer S., Deming L.S., Deming W.E., Teller E. // Journal of American Chemical Society. 1940. Vol. 62. P. 1723–1732.Brunauer S., Deming L.S., Deming W.E., Teller E. // Journal of American Chemical Society. 1940. Vol. 62. P. 1723–1732.Sarikaya Y., Önal M., Baran B., Alemdaroğlu T. // Clays and Clay Minerals. 2000. Vol. 48, № 5. P. 557–562.Sarikaya Y., Önal M., Baran B., Alemdaroğlu T. // Clays and Clay Minerals. 2000. Vol. 48, № 5. P. 557–562.

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