Химики РУДН разработали катализатор для окисления алканов без дополнительного нагрева и под постоянным давлением. Это упростит процесс получения спиртов, кислот и других веществ, используемых для изготовления органических продуктов. Статья была опубликована в Неорганической химии .
Алканы являются насыщенными углеводородами, основными компонентами нефти и природного газа. Они используются в качестве топлива и исходного материала для органических продуктов — спиртов, альдегидов, кислот и кетонов. Внутренние связи в алканах настолько сильны, что их трудно разорвать даже с такими агрессивными веществами, как концентрированная серная кислота или перманганат калия. Поэтому химические реакции с алканами требуют температур 200–300 градусов по Цельсию и высокого давления, а также эффективных катализаторов. Химики РУДН предложили новый катализатор на основе меди, который упрощает окисление алканов. При этом реакции могут протекать при 50–60 ° С и при атмосферном давлении.
Новый катализатор представляет собой димерный комплекс меди, в котором два иона меди связаны с мостиковыми фосфатными лигандами и дополнительно стабилизированы 1,10-фенантролином. Катализатор был получен из водного раствора с использованием простого метода самосборки и в присутствии недорогих реакционных агентов. В ходе процесса сульфат меди смешивали с фосфоновой кислотой и 1,10-фенантролином с определенным pH и дальнейшей кристаллизацией.
По мнению химиков РУДН, катализатор проявляет окислительную активность в реакциях с циклоалканами — алканами, которые выглядят как замкнутый контур. Чтобы наблюдать за реакцией, к раствору, в который помещали катализатор, добавляли углеводороды и перекись водорода . Химикам удалось получить две группы органических соединений: спирты и кетоны. Они используются в качестве растворителей (например, ацетона) и для синтеза фармацевтических препаратов.
В настоящее время катализатор разрушается после первого использования и не может быть восстановлен. Но ученые знают, что такие катализаторы могут быть восстановлены и использованы повторно. Авторы работы хотят создать многоцелевой катализатор для химических реакций с алканами.
«Восстановление катализатора остается сложной задачей. В наших будущих исследованиях мы можем сосредоточиться на изготовлении так называемых восстанавливаемых гетерогенных каталитических систем, включая соединения меди. Кроме того, мы продолжим исследования, чтобы расширить ассортимент родственных медных катализаторов и виды подложек », — сказал Александр Кириллов, соавтор работы, к.т.н. по химии, сотрудник Объединенного института химических исследований при РУДН.
