LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Хімічні науки → Реакції нітротолуолів і їх кисневмісних похідних з озоном у розчині оцтової кислоти



національна академія наук україни

інститут фізико-органічної

хімії і вуглехімії

ім. Л.М. Литвиненка




галстян андрій генріЙОвич



удк 541.127:542.943


РЕАКЦІЇ нітротолуолів І ЇХ КИСНеВМІСНИХ ПОХІДНИХ З

озоном у розчині оцтовОЇ кислотИ



02.00.03 – "Органічна хімія"




автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата хімічних наук





Донецьк – 2003

Дисертацією є рукопис


Робота виконана в Сєвєродонецькому технологічному інституті Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля Міністерства освіти і науки України


Науковий керівник

доктор хімічних наук, професор

Тюпало Микола Федорович

Сєвєродонецький технологічний інститут Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля, директор, завідувач кафедри технології органічних речовин та палива


Офіційні опоненти:







доктор хімічних наук, старший науковий співробітник Кравченко Віктор Васильович, Інститут фізико-органічної хімії і вуглехімії ім. Л.М. Литвиненка НАН України, провідний науковий співробітник відділу хімії молекулярних комплексів;

кандидат хімічних наук, доцент Серебряков Ігор Маркович, Донецький національний університет, доцент кафедри органічної хімії


Провідна установа:






Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України (кафедра органічної хімії). м. Харків

Захист відбудеться "17" червня 2003 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 11.216.01 в Інституті фізико-органічної хімії і вуглехімії ім. Л.М. Литвиненка НАН України (83114, м. Донецьк, вул. Рози Люксембург, 70)

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізико-органічної хімії і вуглехімії ім. Л.М. Литвиненка НАН України (83114, м. Донецьк, вул. Рози Люксембург, 70)

Автореферат розісланий "13" травня 2003р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Шендрік Т.Г. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність.Реакція озону з метилбензолами в рідинній фазі є малодослідженною. Практично відсутні дані щодо впливу замісників в ароматичному кільці на кінетичні закономірності, хімізм та характер продуктів оксидації метилбензолів. У зв'язку з цим дослідження реакції озону з ізомерними нітротолуолами з метою виявлення впливу електроноакцепторних замісників на загальні закономірності та механізм рідиннофазної оксидації озоном є актуальними. Вивчення реакції озону з нітротолуолами має і препаративне значення, оскільки кінцеві продукти оксидації – нітробензойні кислоти, широко використовуються у виробництві біологічно активних речовин, органічних барвників та інше. В якості оксидаторів у цих реакціях використовуються високовалентні сполуки хрому та марганцю. Процеси характеризуються низькою селективністю та утворенням значної кількості токсичних відходів. Використання озону в реакціях оксидації нітротолуолів дозволить запобігти цих недоліків і провести процес в замкнутому циклі в м'яких умовах і з високою селективністю.

Зв'язок роботи з науковими темами. Робота виконувалась за комплексним планом науково-дослідних робіт Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля відповідно до держбюджетної тематики "Екологічно чисті технології з використанням озону" (шифр – ГН-56-99, номер держреєстрації – 0199U001218 та ГН-25-02, номер держреєстрації – 0102U002218). У межах цієї тематики автором проводились дослідження реакції озону з нітротолуолами та продуктами їх оксидації у розчині оцтової кислоти.

Мета і задачі дослідження. Виявлення впливу електроноакцепторних замісників на характер продуктів та механізм реакції озону з нітротолуолами у відсутності та в присутності каталізаторів солей металів змінного ступеня оксидації та сполук брому; розробка селективних методів отримання відповідних нітробензойних кислот у замкнутому циклі.

Поставлена мета була досягнена шляхом вирішення наступних задач:

  • дослідження кінетичних закономірностей та механізму реакції озону з нітротолуолами та продуктами їх оксидації в розчині оцтової кислоти;

  • вивчення кінетики та механізму основних стадій каталітичної оксидації нітротолуолів озоном у розчині оцтової кислоти;

  • дослідження впливу концентраціі реагуючих речовин, температури, природи каталізаторів на швидкість реакції, селективність оксидації та вихід продуктів реакції.

    Об'єкт дослідження – процес рідиннофазної оксидації метилбензолів озоном.

    Предмет дослідження – реакції рідиннофазної оксидації нітротолуолів озоном у розчині оцтової кислоти.

    Методи дослідження. Вивчення процесу оксидації в рідинній фазі проводили в трьох різних реакторах: в реакторі типу "каталітична качка", в термостатованому реакторі, який містив швидкохідний перемішувач, і в скляній колонці з пористою перегородкою для диспергування газу в умовах, що дозволяли працювати в кінетичній області. У ході експерименту концентрацію озону в газовій фазі на вході і виході з реактору та іонів кобальту в розчині фіксували спектрофотометричним методом. Ідентифікацію нітротолуолів та продуктів їх оксидації, кількісний вміст їх у розчині проводили методом газорідинної хроматографії. Концентрацію пероксидів і оксидованої форми металу в реакційній суміші визначали йодометричним титруванням.

    Наукова новизна. Вперше на прикладі реакції озону з ізомерними нітротолуолами встановлено, що при введенні в ароматичне кільце молекули толуолу електроноакцепторних замісників хоча і спостерігається підвищення стійкості його до електрофільної атаки озоном, але все ж переважною залишається реакція деструктивної оксидації ароматичного кільця.

    У процесі оксидації нітротолуолів озоном в присутності каталітичних домішок солей металів змінного ступеня оксидації та їх суміші з сполуками брому значно підвищується селективність оксидації по метильній групі з утворенням відповідних ароматичних карбонових кислот, вихід яких досягає 95,6 %, що, майже у два рази вище, ніж у випадку каталітичного озонування толуолу.

    Вперше здійснено дослідження кінетики та механізму некаталітичної реакції озону з


  •