Comparative Study of 1,3,5-Trinitrobenzene and 2,4,6-Trinitrotoluene Hydrogenation over Copper-Aluminum Oxide Catalyst in a Flow Reactor

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The catalytic properties of a copper-aluminum oxide catalyst obtained from double layered hydroxide have been studied in hydrogenation of 1,3,5-trinitrobenzene (TNB) and 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) in a flow reactor. The reaction was carried out at temperature of 120°C, total pressure of 30 bar and substrate concentration of 0.10–0.15 M, using methanol as a solvent. 1,3,5-Triaminobenzene (TAB) and 2,4,6-triaminotoluene (TAT) were isolated from the reaction mixture in the form of double salts with sulfuric acid TAB⋅2H2SO4 and TAT⋅2H2SO4, the yield of which was 92 and 98%, respectively. At an initial trinitroarene concentration of 0.10 M, the hydrolysis of triaminobenzene salts made it possible to synthesize phloroglucinol and methylphloroglucinol in 78 and 91% yields. Increasing the concentration to 0.15 M reduces the yield to 71 and 88%, respectively. According to thermal analysis data, the observed differences in the yields of triaminobenzene salts and polyphenols are explained by the formation of different amounts of resinous by-products on the catalyst surface during hydrogenation of trinitroarene. Hydrogenation of TNT produces less resin, resulting in higher yields of TAT⋅2H2SO4 and methyl phloroglucinol. This is probably due to the presence of an electron-donating methyl substituent, which slows down polycondensation of TAT molecules.

Авторлар туралы

A. Nuzhdin

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: anuzhdin@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Ave. Lavrentiev 5

I. Shchurova

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS; Institute for Problems of Chemical and Energetic Technologies SB RAS

Email: anuzhdin@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Ave. Lavrentiev 5; Russia, 659322, Biysk, Sotsialisticheskaja str. 1

M. Bukhtiyarova

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS

Email: anuzhdin@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Ave. Lavrentiev 5

P. Plyusnin

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry SB RAS

Email: anuzhdin@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Ave. Lavrentiev 3

N. Alekseyeva

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS; Institute for Problems of Chemical and Energetic Technologies SB RAS

Email: anuzhdin@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Ave. Lavrentiev 5; Russia, 659322, Biysk, Sotsialisticheskaja str. 1

S. Sysolyatin

Institute for Problems of Chemical and Energetic Technologies SB RAS

Email: anuzhdin@catalysis.ru
Russia, 659322, Biysk, Sotsialisticheskaja str. 1

G. Bukhtiyarova

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS

Email: anuzhdin@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Ave. Lavrentiev 5

Әдебиет тізімі

  1. Lee H., Park R.Y., Park K. // Bull. Korean Chem. Soc. 2021. V. 42. P. 66.
  2. Teng X., Wang Y., Gu J., Shi P., Shen Zh., Ye L. // Molecules. 2018. V. 23. № 3116.
  3. Mittal N., Tesfu H.H., Hogan A.M., Cardona S.T., Sorensen J.L. // J. Antibiot. 2019. V. 72. P. 253.
  4. Verbanac D., Jain S.C., Jain N., Chand M., Paljetak H.C., Matijašic M., Peric M., Stepanic V., Saso L. // Bioorg. Med. Chem. 2012. V. 20. P. 3180.
  5. Sun Q., Schmidt S., Tremmel M., Heilmann J., Konig B. // Eur. J. Med. Chem. 2014. V. 85. P. 621.
  6. Li N., Khan S.I., Qiu S., Li X.-C. // Molecules. 2018. V. 23. № 3232.
  7. Fiege H., Voges H.W., Hamamoto T., Umemura S., Iwata T., Miki H., Fujita Y., Buysch H.J., Garbe D., Paulus W. / In: Phenol derivatives, Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co: Weinheim, 2012. V. 26. P. 557.
  8. Abdel-Ghany S.E., Day I., Heuberger A.L., Broeckling C.D., Reddy A.S.N. // Sci. Rep. 2016. V. 6. P. 38483.
  9. Ушкаров В.И., Кобраков К.И., Алафинов А.И., Шевелев С.А., Шахнес А.Х. // Химическая технология. 2006. Т. 8. С. 5.
  10. Kastens M.L., Kaplan J.F. // Ind. Eng. Chem. 1950. V. 42. P. 402.
  11. Blaser H.-U., Steiner H., Studer M. // ChemCatChem. 2009. V. 1. P. 210.
  12. Formenti D., Ferretti F., Scharnagl F.K., Beller M. // Chem. Rev. 2019. V. 119. P. 2611.
  13. Cardenas-Lizana F., Keane M.A. // J. Mater. Sci. 2013. V. 48. P. 543.
  14. Kürschner U., Ehwald H., Alscher G. // Catal. Lett. 1995. V. 34. P. 191.
  15. Belskaya O.B., Mironenko R.M., Talsi V.P., Rodionov V.A., Sysolyatin S.V., Likholobov V.A. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2016. V. 420. P. 190.
  16. Belskaya O.B., Mironenko R.M., Talsi V.P., Rodionov V.A., Gulyaeva T.I., Sysolyatin S.V., Likholobov V.A. // Catal. Today. 2018. V. 301. P. 258.
  17. Мироненко Р.М., Бельская О.Б., Талзи В.П., Родионов В.А., Сысолятин С.В., Лихолобов В.А. // Изв. Акад. Наук. Сер. хим. 2016. № 6. С. 1535.
  18. Бельская О.Б., Мироненко Р.М., Гуляева Т.И., Тренихин М.В., Лихолобова В.А. // Изв. Акад. Наук. Сер. хим. 2018. № 1. С. 71.
  19. Talsi V.P., Belskaya O.B., Yurpalov V.L. // Magn. Reson. Chem. 2020. V. 58. P. 84.
  20. Кашаев В.А., Хисамутдинов Г.X., Шевелев С.А., Валешний С.И., Шахнес А.X., Баврина А.П. // Химическая технология. 2007. Т. 8. С. 346.
  21. Scholles H., Luebben M., Reichelt K., Kluger K., Niehoff W. // DE Patent 4131471, 1993.
  22. van Gelder K.B., Damhof J.K., Kroijenga P.J., Westerterp K.R. // Chem. Eng. Sci. 1990. V. 45. P. 3159.
  23. Halcour K., Schwerdtel W., Swodenk W., Thelen H. // DE Patent 2135154, 1973.
  24. Temme O., Dickner T., Laschat S., Fröhlich R., Kotila S., Bergander K. // Eur. J. Org. Chem. 1998. P. 651.
  25. Kim H.J., Lee W.S. // WO Patent 2007126262, 2007.
  26. Schuster L. // DE Patent 3218665, 1981.
  27. Yu T., Jiao J., Song P., Nie W., Yi C., Zhang Q., Li P. // ChemSusChem. 2020. V. 13. P. 2876.
  28. Masuda K., Ichitsuka T., Koumura N., Sato K., Kobayashi S. // Tetrahedron. 2018. V. 74. P. 1705.
  29. De Risi C., Bortolini O., Brandolese A., Di Carmine G., Ragno D., Massi A. // React. Chem. Eng. 2020. V. 5. P. 1017.
  30. Kirichenko O., Kapustin G., Mishin I., Nissenbaum V., Shuvalova E., Redina E., Kustov L. // Molecules. 2022. V. 27. № 5147.
  31. Nuzhdin A.L., Shchurova I.A., Bukhtiyarova M.V., Bulavchenko O.A., Alekseyeva N.A., Sysolyatin S.V., Bukhtiyarova G.A. // Synthesis. 2022. V. 54. P. 3605.
  32. Nuzhdin A.L., Bukhtiyarova M.V., Bukhtiyarova G.A. // J. Chem. Technol. Biotechnol. 2020. V. 95. P. 3292.
  33. Nuzhdin A.L., Bukhtiyarova M.V., Bulavchenko O.A., Bukhtiyarova G.A. // Mol. Catal. 2020. V. 494. № 111 132.
  34. Нуждин А.Л., Симонов П.А., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. № 4. С. 459.
  35. Nuzhdin A.L., Reshetnikov S.I., Bukhtiyarova G.A., Moroz B.L.,·Gerasimov E.Yu., Pyrjaev P.A., Bukhtiyarov V.I. // Catal. Lett. 2017. V. 147. P. 572.
  36. Рассолов А.В., Иванов Г.А., Брагина Г.О., Баева Г.Н., Смирнова Н.С., Казаков А.В., Усачев Н.Я., Стахеев А.Ю. // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. № 5. С. 591.


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».