

Окисление органических субстратов в двухфазных жидких системах в присутствии пероксокомплексов вольфрама с получением карбоновых кислот
Аннотация
Представлен краткий обзор результатов, полученных авторами в Институте катализа СО РАН, касающийся исследований в области процессов окисления различных органических соединений пероксидом водорода. Рассмотрены основные каталитические системы для получения карбоновых кислот – востребованных продуктов для различных областей промышленности, а также тонкого органического синтеза – в условиях межфазного катализа. Показано, что использование предварительно синтезированных каталитических комплексов общей формулы Q3{PO4[WO(O2)2]4} позволяет улучшить показатели процесса, например повысить выход продукта, сократить время реакции, понизить концентрации катализатора и т.п. по сравнению с процессами, в которых предшественники катализатора вносятся в реакционную среду одновременно с другими реагентами и активный комплекс образуется в условиях in situ.
Об авторах
Н. В. СеливановаРоссия
П. В. Бердникова
Россия
З. П. Пай
Россия
Список литературы
1. Solmi M.V., Schmitz M., Leitner W. // Stud. Surf. Sci. Catal. 2019. V. 178. P. 105—124. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-64127-4.00006-9
2. Patil B.N., Sathe P.A., Parade B.S., Vadagaonkar K.S, Chaskar A.C. // Teterhedron Lett. 2018. V. 59. № 49. P. 4340—4343. https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2018.10.061
3. Tachikawa Yu., Cui L., Matsusaki Yo., Tada N., Miura Ts., Itoh A. // Tertahedron Lett. 2013. V. 54. № 46. P. 6218—6221. http://dx.doi.org/10.1016/j.tetlet.2013.09.015
4. Sirajuddin M., Ali S., Shahnawaz A., Perveen F., Andleeb S., Ali Sh. // J. Mol. Struct. 2020. V. 1207. 127809. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2020.127809
5. Juliá-Hernández F., Moragas T., Cornella J., Martin R. // Nature. 2017. V. 545. P. 84—88. https://doi.org/10.1038/nature22316
6. Korovchenko P., Donze C., Gallezot P., Besson M. // Catal. Today. 2007. V. 121. № 1—2. P. 13—21. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2006.11.007
7. Sheldon R.A., Arends I.W.C.E., Dijksman A. // Catal. Today. 2000. V. 57. № 1—2. P. 157—166. https://doi.org/10.1016/S0920-5861(99)00317-X
8. Литвтнцев И.Ю. // Соросовский образовательный журнал. 2004. Т. 8. № 1. С. 24—31.
9. ГОСТ 12.2.052—81 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Оборудование, работающее с газообразным кислородом. Общие требования безопасности (с Изменениями № 1, 2).
10. Wojtowicz-Mlochowska H. // Arkivoc. 2017. Part ii. P. 12—58. http://dx.doi.org/10.3998/ark.5550190.p009.578
11. Sheldon R.A. // Top. Curr. Chem. 1993. V. 164. P. 21—43. http:// dx.doi.org/10.1007/3-540-56252-4_23
12. Sanderson W.F. // Pure Appl. Chem. 2000. V. 72. № 7. P. 1289-1304. http://dx.doi.org/10.1351/pac200072071289
13. Gharah N., Chakraborty S., Mukherjee A.K., Bhattacharyya R. // Inorg. Chimica Acta. 2009. V. 362. P. 1089—1100. https://doi.org/10.1016/j.ica.2008.05.017
14. Sheldon R.A., Kochi J.K. Metal Catalyzed Oxidations of Organic Compounds. New York: Academic Press, 1981. 484 pp.
15. Kamata K., Yamaguchi K., Mizuno N. // Chem. Eur. J. 2004. V. 10. P. 4728—4734. https://doi.org/10.1002/chem.200400352
16. Tse M.K., Dobler C., Bhor S., Klawonn M., Magerilein W., Hugl H., Beller M. // Angew. Chem., Int. Ed. 2004. V. 43. № 39. P. 5255—5260. https://doi.org/10.1002/anie.200460528
17. Carreiro E.P., Burke A.J., Curto M.J.M., Teixeira A.J.R. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2004. V. 217. № 1—2. P. 69—72. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2004.03.036
18. Rebelo S.L.H., Simöes M.M.Q., Neves M.G.P.M.S., Silva A.M.S., Cavaleiro J.A.S. // Chem. Commun. 2004. № 5. P. 608—609. https://doi.org/10.1039/B313683C
19. Hill C.L., Kholdeeva O.A. Selective Liquid Phase Oxidations In The Presence Of Supported Polyoxometalates. In: Liquid Phase Oxidation via Heterogeneous Catalysis: Organic Synthesis and Industrial Applications (Eds. M.G. Clerici, O.A. Kholdeeva). Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2013. P. 263-319. https://doi.org/10.1002/9781118356760.ch6
20. Chen J., Hua L., Chen Ch., Guo L., Zhang R., Chen A., Xiu Yu., Liu X., Hou Zh. // Chem. Plus Chem. 2015. V. 80. P. 1029—1037. https://doi.org/10.1002/cplu.201402456
21. Das N., Chowdhury Sh., Purkayastha R.N.D. // J. Chin. Chem. Soc. 2017. V. 64. P. 43—54. https://doi.org/10.1002/jccs.201600192
22. Antonelli E., D’Aloisio R., Fiorani T., Venturello C. // J. Org. Chem. 1998. V. 63. P. 7190-7206.
23. Ishii Y., Yamawaki K., Ura T., Yamada H., Yoshida T., Ogawa M. // J. Org. Chem. 1988. V. 53. P. 3587—3593.
24. Noyori R., Aoki M., Sato K. // Chem. Commun. 2003. № 16. P. 1977—1986. https://doi.org/10.1039/B303160H
25. Pai Z.P., Kochubey D.I., Berdnikova P.V., Kanazhevskiy V.V., Prikhod’ko I.Yu., Chesalov Yu.A. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2010. V. 332. P 122—127. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2010.09.007
26. Pai Z.P., Selivanova N.V., Oleneva P.V., Berdnikova P.V., Beskopyl’nyi A.M. // Catal. Comunn. 2017. V. 88. P. 45—49. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2016.09.019
27. Пай З.П., Толстиков А.Г., Бердникова П.В., Кустова Г.Н., Хлебникова Т.Б., Селиванова Н.В., Шангина А.Б., Костровский В.Г. // Известия Акад. наук Сер. хим. 2005. Т. 54. № 8. С. 1794—1801 (Pai Z.P., Tolstikov A.G., Berdnikova P.V., Kustova G.N., Khlebnikova T.B., Selivanova N.V., Shangina A.B., Kostrovskii V.G. // Russ. Chem. Bull., Int. Ed. 2005. V. 54. № 8. P. 1—8).
28. Kochubey D.I., Berdnikova P.V., Pai Z.P., Chesalov Yu.A., Kanazhevskiy V.V., Khlebnikova T.B. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2013. V. 366. P. 341—346. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2012.10.013
29. Salles L., Aubry C., Thouvenot R., Robert F., Doremieux-Morin C., Chottard G., Ledon H., Jeannin Y., Bregeault J.-M. // J. Inorg. Chem. 1994. V. 33. P. 871—878. https://doi.org/10.1021/ic00083a008
30. Mahha Y., Salles L., Piquemal J.-Y., Briot E., Atlamsani A., Bregeault J.-M. // J. Catal. 2007. V. 249. P. 338—348. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2007.05.001
31. Salles L., Thouvenot R., Bregeault J.-M. // Dalton Trans. 2004. P. 904—907 https://doi.org/10.1039/B315879A
32. Venturello C., D’Aloisio R., Bart J.C.J., Ricci M. // J. Mol. Catal. 1985. V. 32. P. 107—110. https://doi.org/10.1016/0304-5102(85)85037-9
33. Ларичев Ю.В., Селиванова Н.В., Бердникова П.В., Тузиков Ф.В., Пай З.П. // Журнал структурной химии. 2020. Т. 61. № 10. (в печати).
34. Пай З.П., Бердникова П.В., Толстиков А.Г., Хлебникова Т.Б., Селиванова Н.В. // Кат. в пром. 2006. № 5. С. 12—23.
35. Bellussi G., Perego C. // CATTECH. 2000. V. 4. № 1. P. 4—16. https://doi.org/10.1023/A:1011905009608
36. Schaub T. // Science. V. 366. № 6472. P. 1447. https://doi.org/10.1126/science.aaz6459
37. Degnan T. // Focus on Catalysts. 2020. V. 2020. № 6. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.focat.2020.05.001
38. US Patent 4227021, 1980.
39. US Patent 271067, 1955.
40. US Patent 2557282, 1951.
41. WO Patent 2018/128960, 2018.
42. US Patent 4227021, 1980.
43. US Patent 2019194112, 2019.
44. Jin P.,Wei D., Wen Y., Luo M., Wang X., Tang M. // J. Mol. Catal. Struct. 2011. V. 992. P. 19—26. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2011.02.023
45. Кузнецов В.А. Синтез циклических сложных эфиров и биоабсорбируемых полимеров на их основе: Автореф. дис. … канд. хим. наук по специальности 02.00.03 — Органическая химия. Екатеринбург. 2014. 24 с.
46. Turnwald S.E., Lorier M.A. // J. Materials Sci. Lett. 1998. V. 17. P. 1305—1307. https://doi.org/10.1023/A:1006532314593
47. Guo M.-L. // Green Chem. 2004. V. 6. P. 271—273. https://doi.org/10.1039/B400618F
48. ГОСТ 6413—77. Кислота бензойная техническая.
49. Пат. РФ 2 647 584, 2018.
50. Клещевников Л.И., Логинова И.В., Харина М.В., Емельянов В.М. // Вестник технологич. ун-та. 2015. Т. 18. № 19. С. 95—101.
51. Пономаренко Р.И., Бадовская Л.А., Латашко В.М. // Химия гетероциклических соединений. 2002. № 9. С. 1204—1206.
52. Пономаренко Р.И. Реакции в системе фурфурол — пероксид водорода при регулируемых значениях pH: Дис. …канд. хим. наук по специальности 02.00.03 — Органическая химия. Краснодар. 2003. 115 с.
53. Бадовская Л.А., Посконин В.В. // Кинетика и катализ. 2015. Т. 56. № 2. С. 172—181. https://doi.org/10.7868/S045388111502001X (Badovskaya L.A., Poskonin V.V. // Kinetics and Catalysis. 2015. Т. 56. № 2. С. 164—172).
54. Nguyen B.T., Wiskur Sh.L., Ansliyn E.V. // Org. Lett. 2004. V. 6. № 15. P. 2499—2501. https://doi.org/10.1021/ol0493599
55. Kassaian J.-M. Tartaric Acid // Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. 2002. https://doi.org/10.1002/14356007.a26_163
56. ГОСТ 21205—83 Кислота винная пищевая.
57. Большая российская энциклопедия [Электронный ресурс]; URL: https://bigenc.ru/chemistry/text/1914990 (дата обращения: 26.06.2020).
Рецензия
Для цитирования:
Селиванова Н.В., Бердникова П.В., Пай З.П. Окисление органических субстратов в двухфазных жидких системах в присутствии пероксокомплексов вольфрама с получением карбоновых кислот. Катализ в промышленности. 2020;20(5):344-351. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2020-5-344-351
For citation:
Selivanova N.V., Berdnikova P.V., Pai Z.P. Oxidation of Organic Substrates in Two-рhase Liquid Systems in the Presence of Tungsten Peroxo Complexes to Obtain Carboxylic Acids. Kataliz v promyshlennosti. 2020;20(5):344-351. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2020-5-344-351