Los químicos de la RUDN han propuesto un método para reducir la temperatura de la oxidación de los alcanos en 3 veces

Los químicos de la RUDN han propuesto un método para reducir la temperatura de la oxidación de los alcanos en 3 veces

Los químicos de la RUDN y la Academia de Ciencias de Rusia han propuesto nuevos catalizadores que pueden reducir la temperatura de reacción de los alcanos, componentes de aceite, en tres veces, de 150 a 50 grados. Esto reduce significativamente el costo de la síntesis de alcoholes, aldehídos y otros compuestos necesarios, en particular, para la producción de nylon y caprón. El artículo fue publicado en la revista Catalysts.

Hasta ahora, la oxidación catalítica de alcanos a alcoholes, aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos solo ha sido posible a altas temperaturas, desde 150 grados Celsius y superiores. Bajar la temperatura del proceso simplificará la síntesis y reducirá significativamente el costo de los productos finales. Pero esto requiere nuevos catalizadores. 

Los químicos Georgy Shulpin y Aleksey Bilyachenko de la RUDN junto con sus colegas de la Academia de Ciencias de Rusia han sintetizado dos nuevos compuestos organoelementales con una estructura de esqueleto que puede reducir significativamente la temperatura de oxidación de alcanos, de 150 a 50 grados centígrados. 

Estos catalizadores se basan en silsesquioxanos - compuestos poliméricos con la fórmula general [RSiO3/2]n, (sesqui en Latín significa "uno y medio"). Para síntetizarlos se utiliza un esquema simple de dos etapas. La primera estructura está formada en tetrahidrofurano y contiene Cu4Na4, la segunda se forma en dimetilformamida y contiene Cu5. Los químicos de la RUDN han descubierto la estructura molecular de los compuestos obtenidos, así como la estructura de las estructuras supramoleculares formadas por ellos en cristales.

Los investigadores probaron la actividad catalítica de estos compuestos, usándolos como catalizadores para la oxidación de ciclohexano a ciclohexanol y ciclohexanona bajo la influencia del peróxido de hidrógeno en acetonitrilo a 50 grados. La conversión (la proporción de la cantidad de producto obtenido a la teóricamente posible) ascendió a aproximadamente el 25% en esta reacción, que es comparable al método tradicional de alta temperatura. Además, los químicos usaron estos catalizadores en la oxidación de ciclohexanol a ciclohexanona y 1-feniletanol a acetofenona bajo la acción del hidroperóxido de terc-butilo a la misma temperatura. La conversión en el caso del ciclohexanol fue aproximadamente del 40%, y con la oxidación de 1-feniletanol a acetofenona fue casi completa. De esa manera, los químicos dieron un paso importante hacia la simplificación de la tecnología de síntesis de varios compuestos importantes para la industria.

Los químicos enfatizan que la producción de ciclohexanona a partir de ciclohexano es importante porque de la ciclohexanona se obtiene el ácido adípico, una materia prima para la producción de nylon-6,6, y la caprolactama, que es una materia prima para la producción de сaprón (nylon-6). Ahora en la industria, la síntesis de ciclohexanona a partir de ciclohexano se lleva a cabo a una temperatura de aproximadamente 150 grados, el método nuevo reducirá la temperatura a 50 grados.  

Artículo: 

New Cu4Na4- and Cu5-Based Phenylsilsesquioxanes. Synthesis via Complexation with 1,10-Phenanthroline, Structures and High Catalytic Activity in Alkane Oxidations with Peroxides in Acetonitrile

Nuevos fenilosilsesquioxanos que contienen Cu4Na4 y Cu5. La síntesis mediante complejación con 1,10-fenantrolina, estructuras y alta actividad catalítica en la oxidación de alcanos por peróxidos en catalizadores de acetonitrilo 

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