ПОЛУЧЕНИЕ ТЕРПЕНОВЫХ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ ЖИДКОФАЗНЫМ ОКИСЛЕНИЕМ α-ПИНЕНА КИСЛОРОДОМ ВОЗДУХА, КАТАЛИЗИРУЕМЫМ СИСТЕМОЙ Со2+ – Н2О2

УДК 665.948:661.862’027.73

  • Сосновская Александра Андреевна – ассистент кафедры химической переработки древесины. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: a.sosnovskaya94@gmail.com

  • Флейшер Вячеслав Леонидович – кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой химической переработки древесины. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: v_fleisher@list.ru

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2021-247-2-60-66

Ключевые слова: α-пинен, окисление, вербенол, вербенон, 2,3-эпоксипинан, пероксид водорода, реагент Фентона, стеарат кобальта (II).

Для цитирования: Сосновская А. А., Флейшер В. Л. Получение терпеновых кислородсодержащих соединений жидкофазным окислением α-пинена кислородом воздуха, катализируемым системой Со2+ – Н2О2 // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология, 2021. № 2 (247). С. 60–66. DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2021-247-2-60-66.

Аннотация

В настоящей статье представлены результаты по применению каталитической системы Со2+ – Н2О2 в процессе жидкофазного окисления α-пинена кислородом воздуха. В качестве катализатора применяли стеарат кобальта (II), окислителя – кислород воздуха, соокислителя – водные растворы Н2О2 концентрацией 14, 18, 22, 35%, сорастворителя – ацетонитрил. Условия проведения процесса окисления: количество катализатора (фиксированное) – 0,4 мас. %, соокислителя – 0,18, 0,70, 1,30 и 1,90 мас. % от исходного α-пинена, сорастворителя – 0,18 мас. %, расход кислорода воздуха – 10,0–13,3 см3 /с, температура процесса – от 60 до 100°С, продолжительность – от 5 до 24 ч. Установлено, что максимальное содержание терпеновых кислородсодержащих соединений (ТКС) (28,36 мас. %) наблюдалось при использовании 18%-ного раствора соокислителя, минимальное (10,19 мас. %) – при использовании 35%-ного раствора. Применение сорастворителя в каталитической системе Со2+ – Н2О2 (18%-ный раствор) приводило к снижению ТКС в 1,6 раза, а при использовании этой же системы с 35%-ным раствором Н2О2 содержание увеличивалось в 2,6 раза. С увеличением температуры процесса окисления при использовании каталитической системы Со2+ – Н2О2 (18%-ный раствор) снижалось содержание ТКС почти на 5,0 мас. %. В результате окисление α-пинена кислородом воздуха целесообразнее проводить при температуре 70°С, концентрации водного раствора и количестве соокислителя 18% и 0,7 мас. % (от исходного α-пинена) соответственно.

Скачать

Список литературы

  1. Максимчук Н. В. Разработка экологически чистых способов получения душистых веществ на основе α-пинена: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Новосибирск, 2006. 17 с.
  2. Кислицин А. Н., Клабукова И. Н., Трофимов А. Н. О химизме жидкофазного окисления α-пинена кислородом воздуха // Химия раст. сырья. 2004. № 3. С. 109–116.
  3. Кислицин А. Н., Клабукова И. Н., Трофимов А. Н. Исследование процесса жидкофазного инициированного окисления α-пинена кислородом воздуха. Сообщение 1 // Химия раст. сырья. 2003. № 1. С. 53−59.
  4. Method of verbenol and verbenone preparation by means of alpha-pinane oxidation: pat. CS 270181 (B1), Int. Cl. PCT filed 14.11.1989; publ. date: 27.02.1991. 4 p.
  5. Гомогенные и гетерогенизированные на полимере катализаторы в реакции кислородного окисления α-пинена / С. Ю. Меньшиков [и др.] // Журнал органической химии. 2004. Т. 40, № 6. С. 831–833.
  6. Фролова Л. Л. Синтез хиральных кислородсодержащих монотерпеноидов: дис. … канд. хим. наук. Сыктывкар, 2005. 143 л.
  7. Liquid-phase oxidation of cyclohexane to cyclohexanone over cobalt-doped SBA-3 / Xiaochen Liu [and etc.] // Catalysis Communications. 2010. Vol. 10. pp. 710–714. DOI: 10.1016/j.catcom.2010.01.026.
  8. Ligand effect on the iron-catalysed biphasic oxidation of aromatic hydrocarbons by hydrogen peroxide / D. Bianchi [et al.] // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2003. Vol. 204–205. pp. 419–424. DOI: 10.1016/S1381-1169(03)00323-6.
  9. H2O2 based α-pinene oxidation over Ti-MCM-41. A kinetic study / A. Canepa [et al.] // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2011. Vol. 347. pp. 1–7. DOI: 10.1016/j.molcata.2011.06.006.
  10. Biomass toward fine chemical products: Oxidation of α-pinene over sieves nanostructured modified with vanadium / A. Canepa [et al.] // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2015. Vol. 404– 405. P. 65–73. DOI: 10.1016/j.molcata.2015.04.009.
  11. Catalytic oxidation of α-pinene by transition metal using t-butyl hydroperoxide and hydrogen peroxide / B. A. Allal [et al.] // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2003. Vol. 200. pp. 177–184. DOI: 10.1016/S1381-1169(03)00038-4.
  12. Эпоксидирование и окислительное дигидроксилирование C10–C13 непредельных мостиковых углеводородов с участием пероксида водорода и модифицированных форм гетеромолибденовых соединений / Х. М. Алимарданов [и др.] // Нефтехимия. 2017. Т. 57, № 3. С. 304–312.
  13. Эпоксидирование продуктов каталитической содимеризации циклопента- и циклогексадиеновых углеводородов с участием лантаноид-молибденовых полиоксометаллатов / О. А. Гарибов [и др.] // Журнал общ. химии. 2015. Т. 85, вып. 5. С. 726–734.
  14. Сосновская А. А., Боркина Я. В., Флейшер В. Л. Оптимизация процесса жидкофазного окисления α-пинена кислородом воздуха в присутствии стеарата кобальта (II) // Изв. Нац. акад. наук Беларуси. Сер. хим. наук. 2019. Т. 55, № 2. С. 233–239. DOI: 10.29235/1561-8331-2019-55-2-233-239.
Поступила 30.04.2021