Новый катализатор позволяет превращать этиловый спирт в кетоны | Популярный Университет

Новый катализатор позволяет превращать этиловый спирт в кетоны

Новый катализатор позволяет превращать этиловый спирт в кетоны

Американские исследователи разработали новый катализатор получения C5+-кетонов из этилового спирта. Главное новшество — катализатор из оксидов цинка и циркония, который учёные модифицировали палладием для повышения селективности. Исследование опубликовано в журнале Angewandte Chemie International Edition.

Мы часто рассказываем вам, как химики изобретают всё новые и новые способы получать из простых и дешёвых молекул сложные. Это могут быть задачи органического синтеза, фармацевтики или даже экологии и «зелёной» химии. Например, процесс Фишера-Тропша, превращение выбрасываемого углекислого газа в этилен или этанол — всё это становится возможным благодаря созданию и совершенствованию различных катализаторов.

Хороший катализатор должен быть высокоактивным и селективным. Он должен ускорять химические реакции, причём вполне определенные, дающие конкретный желаемый продукт. Американские учёные разработали катализатор, при помощи которого можно превращать обыкновенный этиловый спирт в кетоны с большей длиной углеродной цепи (C5-C11, C5+-кетоны).

Американские исследователи синтезировали различные катализаторы на основе оксидов цинка и циркония (ZnO-ZrO2). Такой выбор — далеко не случайный. Образование кетонов на этих катализаторах, которое протекает через формирование промежуточного ацетона, уже замечали ранее. Однако при высоких температурах ацетон самоконденсируется и разлагается, что не позволяло получить кетоны с большей длиной углеродной цепи.

Для подавления нежелательных реакций исследователи решили ввести в такую каталитическую систему атомы палладия. В результате они обнаружили, что если добавить 0.1% палладия к оксидам цинка и циркония, их каталитические свойства резко преображаются. Селективность такого катализатора по кетонам (с пятью и более атомами углерода в составе) достигает 70%! Образцы без добавления палладия проявляли себя сильно хуже, их селективность едва достигала 40%.

Причины такого удивительного поведения авторы связывают с образованием в процессе работы катализатора сплавов палладия и цинка, обладающие уникальными каталитическими свойствами.

Со стабильностью у изобретения всё так же в порядке. Селективность катализатора остаётся стабильной даже после 2000 часов активной работы при температуре 370°C.

Развитие подобных катализаторов очень важно для органического синтеза. C5+-кетоны могут выступать в качестве строительных блоков для получения самых разных соединений, от смазочных материалов до реактивного топлива. Получение таких кетонов не из ископаемых ресурсов, а из возобновляемого этанола — путь к более удобному и рациональному использованию ресурсов.

Автор: Максим Мазурин
Редактор: Никита Шевцев

Понравился наш материал? Подписывайся на «Популярный университет» в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Поделиться

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: