Конденсация циклогексанона с 2-метилфураном в присутствии модифицированных сульфогруппами пористых ароматических каркасов

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Модифицированные сульфогруппами пористые ароматические каркасы исследованы в качестве катализаторов конденсации циклогексанона с 2-метилфураном. Количественный выход целевого продукта — 1,1-бис(5-метил-2-фурил)циклогексана — достигается при температуре 60°С, соотношении 2-метилфуран: циклогексанол = 2 за 4 ч. Катализатор может быть использован многократно без дополнительной регенерации.

Full Text

Возобновляемые ресурсы представляют собой устойчивую альтернативу нефтехимическим источникам (уголь, газ, нефть) для удовлетворения постоянно растущего спроса современного общества на энергию и химикаты [1]. В их число входит и лигноцеллюлозная биомасса, при переработке которой можно получить фенолы, ароматические углеводороды, алкилированные нафтены, органические кислоты, спирты, кетоны и альдегиды. В частности, гидропереработка лигнинной составляющей бионефти позволяет получать циклогексанон и его алкилпроизводные, а гидропереработка целлюлозной составляющей — производные фурана: метилфуран, фурфурол, фурфуриловый спирт, 5-гидроксифурфурол и т. п. Их исчерпывающее гидрирование и деоксигенация позволяет получать углеводороды ряда С5–С9, по температурам кипения относящиеся к бензиновой фракции нефти. В то же время, интерес представляет получение из лигноцеллюлозной бионефти и продуктов ее переработки компонентов дизельных и авиационных топлив, обладающих более высокой температурой кипения и молекулярной массой. Один из способов получения указанных соединений — проведение управляемой конденсации входящих в состав бионефти молекул друг с другом и дальнейшее гидрирование и гидродеоксигенация получаемых продуктов конденсации [2]. Полученные углеводороды обладают высокой теплотворной способностью и одновременно низкой температурой застывания за счет разветвленного строения.

В большинстве работ изучение процессов конденсации и гидрирования рассматривается отдельно. Для конденсации компонентов лигноцеллюлозной бионефти и продуктов ее гидрообработки применяют как основные, так и кислотные катализаторы. К первому типу катализаторов относят оксиды металлов, полимеры с основными центрами, материалы типа гидротальцита и др. [3–7]. Преимущество основных катализаторов — более высокая активность, однако при достаточно высокой силе основных центров побочно протекает реакция Канниццаро, приводящая к расходованию карбонильных соединений и деактивации основных центров катализатора образующимися кислотами.

Кислотные катализаторы лишены данного недостатка и также проявляют высокую активность, но в их присутствии интенсивнее идут процессы олигомеризации продуктов конденсации. Так, в работах [8–10] была изучена конденсация кетонов и альдегидов на различных цеолитах (Н-ZSM-5, Н-BEA, H-MOR и др.). Распространение получили также катализаторы на основе мезопористых оксидов алюминия/кремния [11–13]. Еще одним важным типом кислотных катализаторов являются материалы, структура которых модифицирована сульфогруппами, такие как мезопористые оксиды кремния и различные материалы на основе углерода [14–17].

Особый интерес представляют катализаторы на основе углеродных носителей, поскольку они менее подвержены деактивации под действием воды и закоксовывания. Высоким потенциалом в качестве катализаторов конденсации карбонильных соединений, получаемых из бионефти, обладают сульфированные углеродные материалы, например Nafion или Amberlyts-15. Как правило, стратегия получения сульфированных углеродных материалов заключается в обработке уже имеющихся материалов сульфирующими агентами — концентрированной серной кислотой, олеумом, серным ангидридом, хлорсульфоновой кислотой, толуолсульфокислотой и другими соединениями [17–19]. Свойства получаемых кислотных катализаторов во многом зависят от исходного материала: его химического состава, геометрии и размера пор, морфологии частиц материала и др.

Один из новых классов материалов, на основе которых разрабатываются катализаторы многих нефтехимических процессов (гидрирование, алкилирование, деароматизация, гидроформилирование, окисление и др.), — пористые ароматические каркасы (Porous Aromatic Frameworks, PAFs) [20–24]. Структура данных материалов построена из производных ароматических молекул, соединенных друг с другом при помощи ковалентных связей. Они обладают регулируемой пористостью; кроме того, возможно проведение модификации их структуры различными функциональными группами. По химической природе пористые ароматические каркасы наиболее близки к материалам типа Amberlyst, одним из самых активных в реакциях кислотно-катализируемой конденсации. В связи с этим большой интерес представляет разработка катализаторов на основе пористых ароматических каркасов, способных катализировать последовательные реакции конденсации, гидрирования и дегидратации соединений, получаемых из бионефти.

В данной работе изучена возможность селективного получения кислородсодержащих прекурсоров дизельного или реактивного топлива путем конденсации циклогексанона с 2-метилфураном. Исследовано влияние различных параметров реакции на выход продукта, селективность и кинетику реакции.

Экспериментальная часть

Исходные вещества и материалы

В работе были использованы следующие реактивы: тетрагидрофуран (х. ч., Компонент-реактив, Россия), этиловый спирт (ч. д. а. ИРЕА 2000, Россия), хлорсульфоновая кислота (99%, Sigma-Aldrich, США), дихлорметан (х. ч., Компонент-реактив, Россия), циклогексанон (99.9%, ABCR, Германия), 2-метилфуран (99%, Sigma-Aldrich, США). Очистку растворителей и реагентов проводили по стандартным методикам.

Синтез носителей и катализаторов

Синтез пористых ароматических каркасов PAF-30 осуществляли при помощи реакции кросс-сочетания Сузуки из тетракис(п-бромфенил)метана и 4,4´-бифенилдиборной кислоты по методике, приведенной в работе [25]. Введение в структуру материала PAF-30 сульфогрупп проводили при помощи сульфирования хлорсульфоновой кислотой в дихлорметане [18].

Проведение каталитических экспериментов

Реакции проводили в стальном автоклаве емкостью 45 мл, снабженном магнитной мешалкой и устройством для термостатирования в интервале температур 40–60°C и давлении азота 1.0 МПа. В типичном эксперименте в автоклав загружали требуемое количество катализатора, смеси субстратов. Затем автоклав герметизировали, продували два раза азотом, после чего создавали требуемое давление азота. Далее автоклав нагревали до требуемой температуры, включали перемешивание и начинали отсчет времени реакции. По окончании реакции автоклав охлаждали до 15°C, разгерметизировали, полученную смесь продуктов каталитических превращений анализировали методом ГЖХ.

Приборы и методы

Характеристики пористости образцов определены на анализаторе Gemini VII 2390 (V1.02 t) фирмы Micromeritics (США) по стандартной методике. Перед анализом образцы вакуумировали при 120оС в течение 6 ч при давлении 3 × 10–3 атм. Изотермы адсорбции и десорбции азота регистрировали при температуре 77 К. Расчет пористости структур проводили с использованием стандартного программного обеспечения. Удельная поверхность рассчитана по модели BET (Брунауэр–Эммет–Тэллер) при относительном парциальном давлении Р/Р0 = 0.2. Общий объем пор рассчитан по модели BJH (Баррет–Джойнер–Халенда) при относительном парциальном давлении Р/Р0 = 0.95.

Анализ методом ИК-спектроскопии с Фурье-преобразованиями (FTIR) выполнен на приборе Nicolet IR2000 (Thermo Scientific, США) с использованием метода многократно нарушенного полного внутреннего отражения при помощи приставки Multireflection HATR, содержащей кристалл ZnSe 45° для различных диапазонов длин волн с разрешением 4 нм в области 4000–400 см-1. Спектры были получены усреднением 100 сканирований.

Кислотность материала PAF-30-SO3H устанавливали при помощи потенциометрического титрования по методике, описанной в работе [26].

Анализ жидких продуктов методом ГЖХ осуществляли на хроматографе Кристалл-4000 c пламенно-ионизационным детектором, капиллярной колонкой RTX-5Sil MS (30 м × 0.25 мм × × 0.25 мкм) при программировании температуры от 60 до 230°C; газ-носитель — гелий.

Результаты и их обсуждение

PAF-30 был синтезирован с использованием метода, описанного ранее [25, 27]. PAF-30-SO3H получали путем сульфирования каркаса PAF-30 хлорсульфоновой кислотой (схема 1) [18, 22]. Согласно данным элементного анализа, содержание серы в материале составляет 5.21 мас.%.

 

Схема 1. Схема синтеза катализатора.

 

Спектры FTIR сульфированных материалов (рис. 1) содержат полосы поглощения при 610, 900, 1035, 1124–1220 и 1370 см–1, характерные для сульфогрупп [28]. Полосы при 1170 и 1290 см–1 соответствуют симметричным и асимметричным валентным колебаниям фрагмента O=S=O соответственно, а сигнал при 1035 см–1 можно отнести к валентным колебаниям S–O [29]. Полоса поглощения при 1090 см–1 относится к колебаниям связей C–S бензольного кольца каркаса, замещенного сульфогруппами, тогда как пик при 610 см–1 соответствует его валентной моде [30]. По данным кислотно-основного титрования кислотность сульфированных PAF составляет 1.4 ммоль г–1.

 

Рис. 1. ИК-спектры синтезированных материалов.

 

При сульфировании удельная площадь поверхности, рассчитанная с использованием модели BET, уменьшилась с 559 м2 г–1 для PAF-30 до 381 м2 г–1 для PAF-30-SO3H (табл. 1), а доля микропор, оцененная с использованием модели t-plot, изменилось с 50% для PAF-30 до 68% для PAF-30-SO3H.

 

Таблица 1. Текстурные характеристики синтезированных материалов

Материал

SBET, м2/г

St-plot, м2/г

St-plot / SBET × 100%

PAF-30

559

277

49.6

PAF-30-SO3H (5.0)

381

260

68.2

 

Активность катализатора была исследована в реакции конденсации 2-метилфурана и циклогексанона (схема 2), которую проводили без использования растворителя, при температуре от 40 до 60°C и давлении азота 1 МПа.

 

Схема 2. Схема реакции конденсации 2-метилфурана и циклогексанона.

 

В результате реакции наблюдается образование продуктов моно- и диалкилирования циклогексанона 2-метилфураном, причем среди продуктов преобладает целевой — 1,1-бис(5-метил-2-фурил)циклогексан. Следует отметить, что образование продуктов алкилирования происходит даже при очень низких концентрациях 2-метилфурана (мольное соотношение циклогексанон/2-метилфуран = 32/1, рис. 2), хотя в этом случае преобладают димеры циклогексанона, образование которых полностью ингибируется уже при соотношении реагентов 1/0.5. Практически количественная конверсия циклогесанона (94%) достигается за 1 ч при двукратном мольном избытке 2-метилфурана, а селективность образования продукта диалкилирования достигает в этом случае 97%.

 

Рис. 2. Конденсация циклогексанона с 2-метилфураном при разных соотношениях реагентов. Условия: 20 мг PAF-30-SO3H, 0.4 мл циклогексанона, 0–0.7 мл 2-метилфурана, 60°C, 1 ч, 1 МПа N2. Выход продуктов рассчитан на основе конверсии циклогексанона.

 

Уменьшение количества катализатора (рис. 3а) приводит к снижению конверсии циклогексанона и некоторому снижению селективности по 1,1-бис(5-метил-2-фурил)циклогексану (с 97 до 91%).

 

Рис. 3. Зависимость выхода продуктов конденсации циклогексанона и 2-метилфурана от количества катализатора (а) и температуры процесса (б). Условия: 1) 0.4 мл циклогексанона, 0.7 мл 2-метилфурана, 60°C, 1 ч, 1 МПа N2; 2) 5 мг PAF-30-SO3H, 0.4 мл циклогексанона, 0.7 мл 2-метилфурана, 1 ч, 1 МПа N2.

 

Существенное влияние на скорость конденсации оказывает температура проведения реакции (рис. 3б). Так, при 40°C за 1 ч суммарный выход продуктов составил 32%, а выход 1,1-бис (5-метил-2-фурил)циклогексана — 30%, в то время как при 50 и 60°C общий выход увеличился до 56 и 67%, а продукта диконденсации — до 52 и 61% соответственно. При этом, в продуктах реакции, даже при низких температурах преобладает 1,1-бис(5-метил-2-фурил)циклогексан; это может означать то, что лимитирующей стадией всего процесса является диффузия субстратов к активным центрам катализатора и продуктов превращения в объем реакционной массы, которая облегчается при повышении температуры.

Из данных, представленных на рис. 4, следует, что на начальном этапе реакции скорость накопления продуктов конденсации 2-метилфурана и циклогексанона максимальна и практически половина исходных веществ конвертируетcя в продукты, после чего реакция замедляется и идет с практически постоянной скоростью вплоть до полного исчерпания субстрата за 4 ч. В работе [16] при исследовании кинетики данной реакции на катализаторе Nafion-212 была получена аналогичная зависимость: кривая накопления продукта конденсации отвечала реакции с ненулевым порядком, при которой скорость реакции постепенно уменьшается с расходованием субстратов.

 

Рис. 4. График накопления продуктов конденсации 2-метилфурана и циклогексанона. Условия: 5 мг PAF-30-SO3H, 0.4 мл циклогексанона, 0.7 мл 2-метилфурана, 60°C, 1 МПа N2.

 

Причиной снижения скорости реакции может быть и деактивация части активных центров катализатора — из-за адсорбции образующейся воды или из-за медленной диффузии продуктов алкилирования из пор в объем реакционной массы. По той же причине, вероятно, происходит и некоторое снижение выхода продукта диалкилирования при многократном использовании катализатора (рис. 5); при этом выход 1,1-бис(5-метил-2-фурил)циклогексана снижался с 58% в первом цикле до 35% в третьем, а выход 1-гидрокси-1-(5-метил-2-фурил)циклогексана оставался неизменным и составлял около 5–6%. Учитывая тот факт, что катализатор при проведении повторных экспериментов отделяли от реакционной массы центрифугированием, не подвергая реактивации и тщательной промывке от оставшихся в порах продуктов конденсации и воды, можно сказать, что катализатор остается активным при многократном применении.

 

Рис. 5. Повторное использование катализатора PAF-30-SO3H (5%) в конденсации 2-метилфурана и циклогексанона. Условия реакции: 5 мг PAF-30-SO3H, 0.4 мл циклогексанона, 0.7 мл 2-метилфурана, 60°C, 1 ч, 1 МПа N2.

 

Заключение

Таким образом, на примере конденсации 2-метилфурана и циклогексанона, показано, что не содержащие какого-либо металла сульфированные полиароматические каркасы, характеризующиеся достаточно выраженной кислотностью, имеют высокий потенциал в качестве катализаторов конденсации соединений лигноцеллюлозной бионефти и продуктов ее переработки. Основным продуктом реакции является продукт диприсоединения. При мольном соотношении реагентов циклогексанон / 2-метилфуран = 1 / 2 глубина превращения циклогексанона составляет 94% за 1 ч, а селективность образования продукта его диалкилирования достигла 97%. На начальном этапе конденсация протекает с высокой скоростью и происходит накопление продуктов конденсации, после чего образующаяся вода адсорбируется на гидрофильных сульфогруппах и тем самым снижает скорость реакции. Для увеличения активности катализатора рекомендуется удалять воду, однако вопрос влияния наличия воды в системе на селективность образования целевого продукта остается открытым.

Финансирование работы

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект РНФ № 20-19-00380).

Конфликт интересов

Э. А. Караханов входит в состав редакционной коллегии журнала “Нефтехимия”, в остальном авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

Информация о вкладе авторов

Шан Лян — синтез носителей и катализаторов; Куликов Л. А. — разработка методики эксперимента, обсуждение результатов; подготовка текста статьи; Кардашева Ю. С. — подготовка иллюстративных материалов статьи, установление состава и структуры продуктов реакции; Теренина М. В. — обработка экспериментальных данных; Синикова Н. А. — проведение каталитических экспериментов; Караханов Э. А. — концептуализация. Все авторы участвовали в обсуждении результатов.

×

About the authors

Шан Лян

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: mailforleonid@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-2410-1727

химический факультет

Russian Federation, 119991, Москва

Леонид Андреевич Куликов

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Author for correspondence.
Email: mailforleonid@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7665-5404

химический факультет

Russian Federation, 119991, Москва

Юлия Сергеевна Кардашева

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: mailforleonid@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6580-1082

химический факультет

Russian Federation, 119991, Москва

Мария Владимировна Теренина

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: mailforleonid@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4336-9786

химический факультет

Russian Federation, 119991, Москва

Наталья Александровна Синикова

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: mailforleonid@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7196-0082

химический факультет

Russian Federation, 119991, Москва

Эдуард Аветисович Караханов

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: mailforleonid@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4727-954X

химический факультет

Russian Federation, 119991, Москва

References

  1. Corma A., Iborra S., Velty A. Chemical Routes for the Transformation of Biomass into Chemicals // Chem. Rev. 2007. V. 107. № 6. P. 2411–2502. https://doi.org/10.1021/cr050989d
  2. Wu L., Moteki T., Gokhale Amit A., Flaherty David W., Toste F. D. Production of fuels and chemicals from biomass: condensation reactions and beyond // Chem. 2016. V. 1. № 1. P. 32–58. https://doi.org/10.1016/j.chempr.2016.05.002
  3. Kikhtyanin O., Čapek L., Smoláková L., Tišler Z., Kadlec D., Lhotka M., Diblíková P., Kubička D. Influence of Mg–Al mixed oxide compositions on their properties and performance in aldol condensation // Ind. Eng. Chem. Res. 2017. V. 56. № 45. P. 13411–13422. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.7b03367
  4. Yang J., Li N., Li G., Wang W., Wang A., Wang X., Cong Y., Zhang T. Solvent-Free synthesis of C10 and C11 branched alkanes from furfural and methyl isobutyl ketone // ChemSusChem. 2013. V. 6. № 7. P. 1149–1152. https://doi.org/10.1002/cssc.201300318
  5. Smoláková L., Frolich K., Kocík J., Kikhtyanin O., Čapek L. Surface properties of hydrotalcite-based Zn(Mg)Al oxides and their catalytic activity in aldol condensation of furfural with acetone // Ind. Eng. Chem. Res. 2017. V. 56. № 16. P. 4638–4648. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.6b04927
  6. Kikhtyanin O., Kadlec D., Velvarská R., Kubička D. Using Mg–Al Mixed Oxide and Reconstructed Hydrotalcite as Basic Catalysts for Aldol Condensation of Furfural and Cyclohexanone // ChemCatChem. 2018. V. 10. № 6. P. 1464–1475. https://doi.org/10.1002/cctc.201701880
  7. Arumugam M., Kikhtyanin O., Osatiashtiani A., Kyselová V., Fila V., Paterova I., Wong K.-L., Kubička D. Potassium-modified bifunctional MgAl-SBA-15 for aldol condensation of furfural and acetone // Sustain. Energy Fuels. 2023. V. 7. № 13. P. 3047–3059. https://doi.org/10.1039/D3SE00444A
  8. Kikhtyanin O., Kelbichová V., Vitvarová D., Kubů M., Kubička D. Aldol condensation of furfural and acetone on zeolites // Catal. Today. 2014. V. 227. № P. 154–162. https://doi.org/ 10.1016/j.cattod.2013.10.059
  9. Su M., Li W., Zhang T., Xin H., Li S., Fan W., Ma L. Production of liquid fuel intermediates from furfural via aldol condensation over Lewis acid zeolite catalysts // Catal. Sci. Technol. 2017. V. 7. № 16. P. 3555–3561. https://doi.org/10.1039/C7CY01028A
  10. Cueto J., Korobka V., Faba L., Díaz E., Ordóñez S. Aldol condensation of biomass-derived levulinic acid and furfural over acid zeolites // ACS Sustain. Chem. Eng. 2020. V. 8. № 11. P. 4371–4383. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.9b06636
  11. Gandhi P., Saha B., Vedachalam S., Dalai A. K. Renewable fuel intermediates from furfural over copper-loaded mesoporous aldol condensation catalysts // Sustain. Energy Fuels. 2023. V. 7. № 17. P. 4260–4272. https://doi.org/10.1039/D3SE00504F
  12. Balaga R., Yan P., Ramineni K., Du H., Xia Z., Marri M. R., Zhang Z. C. The role and performance of isolated zirconia sites on mesoporous silica for aldol condensation of furfural with acetone // Appl. Catal., A. 2022. V. 648. № P. 118901. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2022.118901
  13. Morales G., Paniagua M., de la Flor D., Sanz M., Leo P., López-Aguado C., Hernando H., Orr S. A., Wilson K., Lee A.F., Melero J.A. Aldol condensation of furfural and methyl isobutyl ketone over Zr-MOF-808/silica hybrid catalysts // Fuel. 2023. V. 339. № ID127465. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.127465
  14. Martín A., Arribas-Yuste E., Paniagua M., Morales G., Melero J.A. Efficient self-condensation of cyclohexanone into biojet fuel precursors over sulfonic acid-modified silicas: insights on the effect of pore size and structure // ACS Sustain. Chem. Eng. 2024. V. 12. № 27. P. 10175–10185. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.4c01956
  15. Wang W., Ji X., Ge H., Li Z., Tian G., Shao X., Zhang Q. Synthesis of C15 and C10 fuel precursors with cyclopentanone and furfural derived from hemicellulose // RSC Adv. 2017. V. 7. № 27. P. 16901–16907. https://doi.org/10.1039/C7RA02396K
  16. Deng Q., Han P., Xu J., Zou J.-J., Wang L., Zhang X.Highly controllable and selective hydroxyalkylation/alkylation of 2-methylfuran with cyclohexanone for synthesis of high-density biofuel // Chem. Eng. Sci. 2015. V. 138. № P. 239–243. https://doi.org/10.1016/j.ces.2015.08.025
  17. Zhong Y., Zhang P., Zhu X., Li H., Deng Q., Wang J., Zeng Z., Zou J.-J., Deng S. Highly efficient alkylation using hydrophobic sulfonic acid-functionalized biochar as a catalyst for Synthesis of High-Density Biofuels // ACS Sustain. Chem. Eng. 2019. V. 7. № 17. P. 14973–14981. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.9b03190
  18. Kulikov L.A., Bazhenova M.A., Bolnykh I.S., Maximov A.L., Karakhanov E.A. Hydroconversion of guaiacol family molecules over platinum catalysts based on porous aromatic frameworks // Catal. Lett. 2024. V. 154. № 11. P. 6106–6122. https://doi.org/10.1007/s10562-024-04793-w
  19. Goesten M. G., Juan-Alcañiz J., Ramos-Fernandez E.V., Sai Sankar Gupta K.B., Stavitski E., van Bekkum H., Gascon J., Kapteijn F. Sulfation of metal–organic frameworks: Opportunities for acid catalysis and proton conductivity // J. Catal. 2011. V. 281. № 1. P. 177–187. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2011.04.015
  20. Ярчак В.А., Куликов Л.А., Максимов А.Л., Караханов Э. А. Эпоксидирование олефинов в присутствии молибденовых катализаторов на основе пористых ароматических каркасов // Нефтехимия. 2023. V. 63. № 1. P. 100–109. https://doi.org/10.31857/s0028242123010094 [Makhova V.A., Kulikov L.A., Akopyan A.V., Karakhanov E.A., Molybdenum catalysts supported on porous aromatic frameworks in epoxidation of olefins // Petrol. Chemistry. 2024. V. 64. P. 492–499. https://doi.org/10.1134/S0965544124020208 ].
  21. Акопян А.В., Есева Е.А., Лукашов М.О., Куликов Л. А. Молибденсодержащие катализаторы на основе пористых ароматических каркасов в качестве катализаторов окисления серосодержащих соединений // Нефтехимия. 2023. V. 63. № 1. P. 20–31. https://doi.org/10.31857/s0028242123010021 [Akopyan A.V., Eseva E.A., Lukashov M.O., Kulikov L.A. Molybdenum-containing catalysts based on porous aromatic frameworks as catalysts of oxidation of sulfur-containing compounds // Petrol. Chemistry. 2023. V. 63. P. 257–267. https://doi.org/10.1134/S0965544123010103 ].
  22. Akopyan A.V., Kulikov L.A., Polikarpova P.D., Shlenova A.O., Anisimov A.V., Maximov A.L., Karakhanov E. A. Metal-free oxidative desulfurization catalysts based on porous aromatic frameworks // Ind. Eng. Chem. Res. 2021. V. 60. № 25. P. 9049–9058. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.1c00886
  23. Караханов Э.А., Гоцзюн М., Кряжева И.С., Таланова М.Ю., Теренина М.В. Алкилирование фенола алкенами в присутствии катализаторов на основе мезопористых ароматических каркасов // Изв. АН. Сер. хим. 2017. № 1. С. 39–46 [Karakhanov E.A., Gotszyun M., Kryazheva I. S., Talanova M.Y., Terenina M.V. Alkylation of phenol with olefins in the presence of catalysts based on mesoporous aromatic frameworks // Russ. Chem. Bull. 2017. V. 66. № 1. P. 39–46. https://doi.org/10.1007/s11172-017-1697-8 ].
  24. Теренина М.В., Кардашева Ю.С., Куликов Л.А., Синикова Н.А., Караханов Э.А. Родийсодержащие мезопористые ароматические каркасы как катализаторы гидроформилирования непредельных соединений // Наногетерогенный катализ. 2022. V. 7. № 2. P. 43–50. https://doi.org/10.56304/S2414215822020010 [Terenina M.V., Kardasheva Y.S., Kulikov L.A., Sinikova N.A., Karakhanov E.A. Rhodium-containing mesoporous aromatic frameworks as catalysts for hydroformylation of unsaturated compounds // Petrol. Chemistry. 2022. V. 62. P. 1321–1327. https://doi.org/10.1134/S0965544122040089 ].
  25. Maximov A., Zolotukhina A., Kulikov L., Kardasheva Y., Karakhanov E. Ruthenium catalysts based on mesoporous aromatic frameworks for the hydrogenation of arenes // React. Kinet. Mech. Cat. 2016. V. 117. № 2. P. 729–743. https://doi.org/10.1007/s11144-015-0956-7
  26. Noda Y., Li K., Engler A.M., Elliott W.A., Rioux R.M. Development of a robust sulfur quantification and speciation method for SBA-15-supported sulfonic acid catalysts // Catal. Sci. Technol. 2016. V. 6. № 15. P. 5961–5971. https://doi.org/10.1039/C6CY00292G
  27. Merino E., Verde-Sesto E., Maya E.M., Corma A., Iglesias M., Sánchez F. Mono-functionalization of porous aromatic frameworks to use as compatible heterogeneous catalysts in one-pot cascade reactions // Appl. Catal. A. 2014. V. 469. № P. 206–212. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2013.09.052
  28. Li X., Sun J., Shao S., Hu X., Cai Y. Aldol condensation/hydrogenation for jet fuel from biomass-derived ketone platform compound in one pot // Fuel Process. Technol. 2021. V. 215. ID106768. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2021.106768
  29. Deng Q., Peng H., Yang Z., Wang T., Wang J., Zeng Z., Dai S. A one-pot synthesis of high-density biofuels through bifunctional mesoporous zeolite-encapsulated Pd catalysts // Appl. Catal., B. 2023. V. 337. P. 122982. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122982
  30. Dębek R., Motak M., Grzybek T., Galvez M.E., Da Costa P. A Short review on the catalytic activity of hydrotalcite-derived materials for dry reforming of methane // Catalysts. 2017. V. 7. № 1. P. 32. https://doi.org/10.3390/catal7010032

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Scheme 1. Scheme of catalyst synthesis.

Download (149KB)
Indexing metadata
3. Scheme 2. Scheme of the condensation reaction of 2-methylfuran and cyclohexanone.

Download (44KB)
Indexing metadata
4. Fig. 1. IR spectra of the synthesized materials.

Download (117KB)
Indexing metadata
5. Fig. 2. Condensation of cyclohexanone with 2-methylfuran at different ratios of reactants. Conditions: 20 mg PAF-30-SO3H, 0.4 mL cyclohexanone, 0-0.7 mL 2-methylfuran, 60°C, 1 h, 1 MPa N2. Product yields were calculated based on the conversion of cyclohexanone.

Download (115KB)
Indexing metadata
6. Fig. 3. Dependence of the yield of the condensation products of cyclohexanone and 2-methylfuran on the amount of catalyst (a) and process temperature (b). Conditions: 1) 0.4 mL cyclohexanone, 0.7 mL 2-methylfuran, 60°C, 1 h, 1 MPa N2; 2) 5 mg PAF-30-SO3H, 0.4 mL cyclohexanone, 0.7 mL 2-methylfuran, 1 h, 1 MPa N2.

Download (164KB)
Indexing metadata
7. Fig. 4. Accumulation plot of condensation products of 2-methylfuran and cyclohexanone. Conditions: 5 mg PAF-30-SO3H, 0.4 mL cyclohexanone, 0.7 mL 2-methylfuran, 60°C, 1 MPa N2.

Download (112KB)
Indexing metadata
8. Fig. 5. Reuse of PAF-30-SO3H catalyst (5%) in the condensation of 2-methylfuran and cyclohexanone. Reaction conditions: 5 mg PAF-30-SO3H, 0.4 mL cyclohexanone, 0.7 mL 2-methylfuran, 60°C, 1 h, 1 MPa N2.

Download (76KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».