Научный журнал
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ.
СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Главная » Архив » 2022 » issue #2 Июнь 2022 » ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ СПИРТОВ

ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН. 2022; 2: 47-55

 

http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2022-2-47-55

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ СПИРТОВ

Шубина Е.Н., Кашпарова В.П., Мишуров В.И., Жукова И.Ю.

Шубина Елена Николаевна* – ст. преподаватель, кафедра «Химические технологии нефтегазового комплекса», elenapapina1995@mail.ru

Кашпарова Вера Павловна – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Химические технологии», kashparova2013@mail.ru

Мишуров Владимир Игоревич – канд. хим. наук, доцент, кафедра «Химические технологии нефтегазового комплекса», vimishurov@gmail.com

Жукова Ирина Юрьевна – д-р техн. наук, профессор, кафедра «Химические технологии нефтегазового комплекса», iyuzh@mail.ru

 

Аннотация

Усовершенствован метод непрямого электрохимического окисления спиртов до карбонильных соединений с использованием двухмедиаторной каталитической системы «нитроксильный радикал ряда ТЕМРО/йодид калия» в двухфазной среде дихлорметан/водный раствор NaHCO3. Для эффективной реализации синтеза и с целью адаптации разработанного метода окисления спиртов к условиям малотоннажного серийного производства предложены технологические решения по ускорению процесса окисления и снижению материальных и энергозатрат: промотирующая добавка – пиридин, бездиафрагменный электролизер, доступные и дешевые электродные материалы – стеклоуглерод и никель. Синтетический потенциал разработанного метода позволил превратить спирты разных классов в соответствующие карбонильные соединения с высоким выходом по веществу (80–100 %) и току (70–90 %).

 

Ключевые слова: спирты, карбонильные соединения, пиридин, бездиафрагменный электролизер, электродные материалы

 

Полный текст: [in elibrary.ru]

 

Ссылки на литературу

  1. Reuss G., Disteldorf W., Gamer A.O., Hilt A. "Formaldehyde” in ullmann's encyclopedia of industrial chemistry. 2005. P. 735–768.
  2. Kohlpaintner, C., Schulte, M., Falbe, J., Lappe, P., Weber, J., Frey, G. Aldehydes, Aliphatic. Ullmann’s Encycl. Ind Chem 1–31 – 2013.
  3. Nutting J.E., Rafiee M., Stahl S.S. Tetramethylpiperidine
    N-Oxyl (TEMPO), Phthalimide N-Oxyl (PINO), and Related N-Oxyl Species: Electrochemical Properties and Their Use in Electrocatalytic Reactions // Chemical Reviews. 2018.
    Vol. 118, No 9. P. 4834 – 4885.
  4. Ciriminna R., Pandarus V., Beland F., Xu Y.J., Pagliaro M. Heterogeneously catalyzed alcohol oxidation for the fine chemical industry//Organic Process Research & Development. 2015. Vol. 19, No 11. P. 1554 – 1558.
  5. Ciriminna R., Pagliaro M. Industrial oxidations with organocatalyst TEMPO and its derivative // Organic Process Research & Development. 2009. Vol. 14, No 1. P. 245 – 251.
  6. Anelli P.L., Banfi, S., Montanari, F., Quici, S. Oxidation of diols with alkali hypochlorites catalyzed by oxammonium salts under two-phase conditions // J. Org. Chem. 1989.
    Vol. 54, No 12. P. 2970 – 2972.
  7. Ciriminna R., Pagliaro M., Luque R. Heterogeneous catalysis under flow for the 21st century fine chemical industry // Green Energy & Environment. 2021. Vol. 6, No 2. P. 161 – 166.
  8. Sonkar P.K., Ganesan V., Rao V. Electrocatalytic Oxidation and Determination of Cysteine at Oxovanadium(IV) Salen Coated Electrodes // Int. J. of Electrochemistry. 2014. P. 1 – 6.
  9.  Krasutsky P.A. Birch bark research and development // Natural product reports. 2006. Vol. 23, No 6. P. 919 – 942.
  10. Krasutsky P.A., Rudnitskava A., Khotkevych A.B. Electrochemical Method for the Production of Betulin Aldehyde: Google Patents 11910134 USA. – 2008.
  11. Ciriminna R., Palmisano G., Pagliaro M. Electrodes Functionalized with the 2,2,6,6‐Tetramethylpiperidinyloxy Radical for the Waste‐Free Oxidation of Alcohols // ChemCatChem. 2015. Vol. 7, No 4. P. 552 – 558.
  12. Kashparova V.P., Klushin V.A., Zhukova I.Yu., Kashparov I.S., Leontyeva D.V., Il’chibaeva I.B., Smirnova N.V., Kagan E.Sh., Chernyshev V.M. TEMPO-like nitroxide combined with an alkyl-substituted pyridine: An efficient catalytic system for the selective oxidation of alcohols with iodine // Tetrahedron Letters. 2017. Vol. 58. P. 3517–3521.
  13. Mercadant M.A., Christopher B.K., Bobbitt J. M., Tilley L.J., Leadbeater N.E. Synthesis of 4-acetamido-2,2,6,6-tetrame-thylpiperidine-1-oxoammonium tetrafluoroborate and 4-acetamido-(2,2,6,6- tetramethyl-piperidin-1-yl)oxyl and their use in oxidative reactions // Nature Protocols. 2013. Vol. 8, No 4. P. 666 – 676.
  14. Каган Е.Ш., Кашпарова В.П., Жукова И.Ю., Кашпаров И.И. Окисление спиртов электрохимически генерируемым иодом в присутствии нитроксильного радикала // Журн. прикладной химии. 2010. Т. 83, вып. 4. С. 693 – 695.
  15. Bobbitt J. M., Bartelson A.L., Bailey W.F., Hamlin T.A., Kelly C.B. Oxoammonium Salt Oxidations of Alcohols in the Presence of Pyridine Bases // J. Org. Chem. 2014. No 79. P. 1055.
  16. Shono T., Matsumura, Y., Hayashi, J., Mizoguchi, M. Electrochemical oxidation of alcohols using iodonium ion as an electron carrier // Tetrahedron Letters. 1979. Vol. 20, No. 2. P. 165 – 168.
  17. Sheldon R.A. Recent advances in green catalytic oxidations of alcohols in aqueous media //Catalysis Today. 2015. Vol. 247. P. 4 – 13.
  18. Bailey W.F., Bobbitt J.M., Wiberg K.B. Mechanism of the oxidation of alcohols by oxoammonium cations // J. Org. Chem., 2007. Vol. 72, No 12. P. 4504 – 4509.
  19. Тарасевич М.Р., Корчагин О.В. Электрокатализ и pH (обзор) // Электрохимия. 2013. Т. 49. № 7. 676 с.
  20. Турыгин В.В., Томилов А.П. Возможные направления развития прикладного электрохимического синтеза органических соединений (обзор) //Электрохимия. 2015.Т. 51, № 11. 1132 с.
Яндекс.Метрика

© НовоЦНИТ ЮРГПУ(НПИ), 2024