ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА КАПИТАЛИЗАЦИИ ВИНИЛИРОВАНИЯ ФЕНОЛЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ

АННОТАЦИЯ

В данной работе исследовано гетерогенно-каталитическое винилирование м- и п -крезолов ацетиленом, и при этом установлено влияние таких факторов, как количество катализатора, температура и природа крезолов. В качестве катализатора использован гидроксид калия, нанесённый на носитель (активированный уголь).

ABSTRACT

In this work heterogenno-catalytical vinylation of m- and p- cresols with acetylene has been investigated and at this it was determined influence of such factors as quantity of catalyst, temperature and nature of cresols. KOH nunid on the beazer (activated coal) was used as catalyst.

Ключевые слова: Гетерогенно-каталитическое винилирование, ацетилен, виниловые эфиры, м- и п--крезолы.

Keywords: Heterogeneus-catalytical vinylation, aсetylene, vinyl ethers, m- and p- cresols.

Введение. Винилирование органических соединений, содержащих гидролитическую группу, в том числе фенол и его производные, исследовано некоторыми авторами [1-3].Проведение таких процессов в основном осуществляется, как правило, при высоком давлении [4-6] и при этом взривоопастность ацетилена более високих давлениях затрудняет их практическое осуществление.

 Каталитические реакции фенола и его производных с ацетиленом проводились преимущественно в гомогенных условиях и практически не исследованы [7-9].

Целью работы. В данной работе исследовано гетерогенно-каталитическое винилирование м- и п-крезолов ацетиленом и установлено влияние таких факторов, как количество катализатора, температура и природа крезолов. В качестве катализатора использовали КОН нанесённый на носитель (активированный уголь).

Полученные результаты и их обсуждене. Предварительные эксперименты показали, что при гетерогенном каталитическом винилировании м- и п -крезолов ацетиленом их виниловые эфиры образуются по следующей схеме.

где: радикал CH₃^* находится в m- или p- положениях в ароматическом кольце.

С целью определения влияния содержания КОН, нанесенного на активированный уголь, проводили реакцию и при его концентрации 5-35 масс. % от массы крезолов. Полученные при этом результатов (таблица 1) показали ,что с увеличением количества катализатора КОН до 30 масс. % от массы активированного угля выход виниловых эфиров увеличивался, а затем уменьшался при дальнейшем увеличении концентрации катализатора.. Например, с повышением количества катализатора КОН в интервале  5,0 до 30,0 масс. % выходы виниловых эфиров м- и п крезолов соответственно увеличивается от 20,0 до 58,2% и от 12,2 до 51,4 масс. % .

Таблица 1.

Влияние содержания КОН на носителе (активированный уголь) на выход виниловых эфиров м- и п -крезолов

Показано, что во всех случаях выход винилового эфира м-крезола был выше по сравнению с виниловым эфиром п-крезола. Это доказало, что в реакции каталитического винилирования ацетиленом м-крезол более активен, чем п -крезол.

Определенные оптимальные количества катализатора можно объяснить тем, что с увеличением его количества на носителе также увеличивается количество активных центров на поверхности носителя, оптимальное содержание КОН на носителе составляет 30 мас.%.

Также исследовано влияние температуры в интервале 200-300 С на выход виниловых эфиров крезолов, полученные при этом результаты представлены на рис.1.

Рисунок 1. Зависимость выходов виниловых эфиров: м-крезолов (а) и п-крезолов (б) от температуры 1-м-крезол,2-п-крезол

Показано, что с повышением температуры выходы виниловых эфиров крезолов также возрастали и при этом выход виниловых эфиров м-крезола был выше по сравнении с п- крезола. Например, с увеличением температуры  в интервале 200-280°С выход винилового эфира м-крезола возрастает от 16,5 до 58,0 масс. %, а в случае п- крезола от 12,0 до 51,3 масс. %. Дальнейшее повышение температуры приводит к снижению выхода образующихся продуктов: при 300 ^оС выход полученных эфиров составляют 56,4 и 50,4 масс. % соответственно

Для оптимизации каталитического винилирования м- и п –крезолов бқло исследовано его математическое моделирования реакции гомогенно-каталитическое винилирования м +крезола с ацетиленом. Показано, что при этом образуются соответствующие виниловые эфиры, и во всех случаях выход винилового эфира м-крезола больше, чем винилового эфира п-крезола.

Предлагаемый способ получения виниловых эфиров крезолов на основе ацетилена отличается сложностью стехиометрии и феноменальным теплообменом. Для проведения математического моделирования в качестве целевой функции был выбран выход виниловых эфиров м-крезола. Результаты по зависимости выхода продуктов от температуры и продолжительности реакции, которые использовались в качестве рабочих функций, представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Результаты проведения экспериментов по винилированию м-крезола

Температурная и временная зависимость выхода винилового эфира м-крезола проявляется чрезмерным характером, что существенно влияет на правильность экспериментов. Результаты моделирования на рис. 2.

Рисунок 2. Иконаграмма математического моделирования винилирования м-крезола

Список литературы:

1. Parmanov B,А, .Nurmonov S.E, .Djumagulov Sh,.IsomiddonovJ. Synthesis of divinyl ester of adipic acid // European Journal of Molecular & Clinical Medicine. ISSN: 2515-8260. Vol. 07, Iss. 07, 2020. P. 909-920.
2. Парманов А.Б., Нурмонов С.Э., Атамуродова С.И., Ибрагимов Т. Гомогенно – каталитическое винилирование 2-гидрокси-2-фенилэтановой кислоты. // Зол-гел 2018. Меж. конф. Санкт-Петербург, Россия-2018. 26-29 август. С. 244-246.
3. Парманов А.Б., Нурмонов С.Э. Колесинско, Хамдамов Б.Н. Синтез виниловых эфиров карбоновых кислот с участием 2-хлор-4,6-диметокси-1,3,5-триазина// Молодежь-как движущая сила развития науки. Меж. конф. Чимкент, Казахстан-2019.3-мая.Ст. 183-185.
4. Parmanov A.B,.Nurmanov S.E, .Kolesinsko , T.Maniecki, .Ziyadullayev O.E. Homogeneousvinylationof 2-hydroxy-2-phenylethanicalacid // Azerbaijanchemicaljournal. –Azerbaijan, -2019, № 4. P. 32-34. (Springer).
5. Mавлоний М.И., Нурманов С.Э., Парманов А.Б. Ингибиторы биокоррозии нефтепромыслового оборудования. ДАН РУз, 2014, №4, С.63-65.
6. Tirkasheva S.I,.Ziyadullaev O.E.Muzalevskiy V.M, .Parmanov.A.B 8,13-Dimethylicosa-9,11-diyne-8,13-diol // Molbank 2022, 2022, M1484. https://doi.org/10.3390/M1484.
7. Парманов А.Б.,Нурмонов С.Э., Колесинска Б, Хандамов Б.Н. Синтез виниловых эфиров ароматических карбоновых кислот // XXI Менделеевский съезд по общей и прикладной химии.Меж. конф. Петербург, Россия-2019. 9-13 сентября. С. 259
8. Парманов А.Б., Нурмонов С.Э., Т.Маниески, Атамуродова С.И. Глутар кислотани гомоген усулда виниллаш реакцияси // Композиционный материаллар журнали. Тошкент, -2018. -№4, 20-22 б.
9. Парманов А.Б., Нурманов С.Э., Мавлоний М.И., Махкамов С.Винил эфирларини нефтни парчаловчи микроорганизмларга қарши биологик фаоллиги // Рес. конф. Кимё ва тиббиёт: назариядан амалиётгача.Бухоро давлат тиббиёт институти. 2022 йил 7-8 октябр. –Б. 145-147.