Институт химии и химической технологии СО РАН

1. Каталитические свойства ферросфер системы CaO-Fe₂O₃ в процессе окислительной димеризации метана

Для повышения каталитической активности ферросфер системы CaO - Fe₂O₃ с содержанием Fe₂O₃ 91-98 мас. % проведено их травление фтористоводородной кислотой. Исследование каталитических свойств в процессе окислительной димеризации метана (ОДМ) проводили при температурах 850°C и составе реакционной смеси CH₄ : O₂ = 85 : 15 об.%.

Активность модифицированных оксифторидных систем на основе ферросфер увеличивается в три раза. При этом начальная селективность образования С₂-продуктов снижается до 64-68%, а величина отношения С₂Н₆/С₂Н₄ до 1,01-1,13.

Изменение каталитических свойств фторированных систем на начальном участке можно объяснить формированием новой каталитически активной оксифторидной компоненты, отвечающей за последовательное превращение С₂Н₆ в С₂Н₄ и СО₂ (рис.). Под действием реакционной среды (в первую очередь паров воды) происходит разложение (60 мин) оксифторидных комплексов железа и кальция, что сказывается на резком снижении S_С2Н4 и увеличении S_СО2. При этом S_С2Н6 во всем диапазоне изменяется незначительно, что свидетельствует о наличии независимых центров его образования, характерных для исходных ферросфер.

Рис. Зависимость селективности от времени воздействия реакционной среды на образцах S1MF-0,1+0,063 исходного (95,2 мас.% Fe₂O₃) и травленного HF (97,8 мас.%Fe₂O₃)

Показано, что оксифторидные системы на основе ферросфер характеризуются более высокой активностью и селективностью образования этилена — целевого продукта процесса ОДМ.

2. Процесс каталитического окисления ферментативного лигнина в ароматические альдегиды

При получении из лигноцеллюлозных отходов биотоплив второго поколения (этанол, бутанол) образуются отходы трудноутилизируемого лигнина.

Разработан процесс каталитического окисления ферментативного лигнина — отхода производства биобутанола (корпорация «Биотехнологии») в ванилин и сиреневый альдегид с использованием медного катализатора. Максимальные достигнутые концентрации ванилина и сиреневого альдегида при окислении ферментативного лигнина 13,8 г/л практически вдвое превышают результаты, полученные ранее при каталитическом окислении осиновой древесины, а расход щелочи в полтора раза ниже по сравнению с затратами в технологии производства ванилина на Сясьском ЦБК.

д.х.н. Тарабанько В.Е., к.х.н. Коропачинская Н.В., Кайгородов К.Л.

3. Одностадийные способы синтеза фталата и бензоата аллобетулина

Известные способы синтеза из бетулина эфиров аллобетулина, проявляющих гепатопротекторные, противовоспалительные, противоязвенные и иммуномодулирующие свойства, являются достаточно сложными и многостадийными.

Путем взаимодействия бетулинола в толуоле с бензойной кислотой в присутствии катализатора — ортофосфорной кислоты удалось совместить реакции изомеризации его пятичленного цикла и ацилирования по вторичной группе с образованием 3-O-бензоата аллобетулина. В аналогичных условиях в одну стадию получен 3-O-бензоат аллобетулина при взаимодействии бетулинола с фталевым ангидридом в присутствии ортофосфорной кислоты.

Выход 3-O-бензоата аллобетулина составил 89%, а 3-O-фталата аллобетулина — 92%. Состав и строение полученных ароматических эфиров аллобетулина подтверждены методами тонкослойной хроматографии, элементного анализа, ИК, ЯМР ¹H и ЯМР ¹³C спектроскопии.

д.х.н. Левданский В.А., Левданский А.В., д.х.н. Кузнецов Б.Н.