ИНСТРУМЕНТ УПРАВЛЕНИЯ РЕАКЦИЕЙ
Э.Зубков, научный сотрудник
НИОХ СО РАН.
Работа Э.Зубкова, сотрудника Новосибирского института органической химии СО
РАН "Иодирование ароматических соединений на цеолитах" получила
грант СО РАН для молодых ученых.
Одна из основных задач органической химии -- поиск методов
управления реакционной способностью органических соединений. В
качестве одного из инструментов в последнее время все большее
внимание органиков привлекают цеолиты -- алюмосиликаты,
характерная особенность кристаллической решетки которых --
наличие системы каналов и полостей молекулярных размеров.
Алюмосиликатный каркас заряжен отрицательно, этот заряд
компенсируется катионами, находящимися внутри полостей цеолита,
обычно это катионы Na и др. щелочных элементов. Путем обмена
катионов можно в определенной степени модифицировать свойства
цеолита. Так, при обмене ионов Na на протоны цеолит приобретает
кислотные свойства. Адсорбционные, кислотные и
молекулярно-ситовые свойства цеолитов находят широкое применение
в процессах разделения газов, крекинга и изомеризации
углеводородов, алкилирования и т.д.
Кислотные свойства некоторых цеолитов позволяют использовать их
для проведения реакций электрофильного замещения (например,
галогенирование, нитрование) в ароматических соединениях,
Традиционно эти реакции проводят в гомогенных условиях в
присутствии минеральных кислот, таких как серная. При этом на
единицу целевого продукта образуется до 100 весовых единиц
кислотных отходов. Принимая во внимание огромные масштабы
производств, основанных на таких процессах, легко понять, что
проблема утилизации кислотных отходов стоит очень остро. Кроме
того, при проведении реакций в гомогенных условиях обычно
получают смесь изомерных продуктов, из которых практическое
значение имеет, как правило, один. Необходимость утилизации
побочных продуктов еще более ухудшает экологические
характеристики производств, основанных на существующих
технологиях. Применение цеолитов, как было показано ранее,
позволяет снизить остроту проблемы кислотных стоков. Кроме того,
при проведении реакций на цеолитах зачастую отмечается
значительное повышение селективности процесса в сторону
образования нужных продуктов.
Наши усилия в рамках работы по гранту Сибирского отделения были
направлены на изучение иодирования ароматических соединений на
цеолитах. Продукты этих реакций, иодароматические соединения,
являются ценными промежуточными реагентами в тонком органическом
синтезе, ряд из них представляют самостоятельный интерес как
биологически активные соединения. Для существующих методов их
получения характерны все вышеперечисленные недостатки
традиционных способов проведения реакций электрофильного
замещения. Кроме того, иногда приходится применять
высокотоксичные соединения тяжелых металлов (меди, ртути,
таллия). Нами впервые была показана возможность прямого
иодирования с высокой селективностью некоторых ароматических
соединений на цеолитах. С помошью ряда физико-химических методов
(спектроскопия комбинационного рассеивания, квантово-химическое
моделирование) нами впервые получены данные о механизме этой
реакции на цеолитах. Эти сведения в дальнейшем могут лечь в
основу разработки новых экологически приемлемых технологий. По
результатам, полученным в рамках данной работы, сделано две
публикации, одна из них доступна по адресу
http://www.ch.ic.ac.uk/ectoc/echet98/pub/066/index.htm.
стр.
|
