Сотрудник РУДН ускорил процесс алкилирования в 24 раза при помощи созданного им катализатора на основе кремнеза и ниобия. Результаты исследования опубликованы в журнале Molecular Catalysis.
Алкилирование – реакция, используемая в нефтехимии с целью получения высокооктановых компонентов автомобильного бензина. Сам процесс реакции - замещение атома водорода в органическом соединении на другие вещества (алкилирующие агенты). Для активного процесса алкилирования нужно использовать катализаторы - минеральные кислоты и минералы цеолиты. Их производство дорого и опасно для экологии, и они неудобны в использовании.
Катализатор, созданный химиком РУДН, ускоряет реакцию алкилирования. Он изобретен с помощью пористой формы кремнезема (SBA-15) и ниобия. Рафаэль Луке, руководитель научного центра «Молекулярный дизайн и синтез инновационных соединений для медицины» РУДН объяснил выбор именно этих веществ. «Материалы SBA-15 актуальны в качестве каталитического носителя из-за высокой площади поверхности и размера пор. Мы решили оценить свойства нескольких катализаторов на основе SBA-15 и оксида ниобия, полученных механохимическим способом с разным содержанием металла», - рассказал он.
Соединения ниобия имеют окислительно-восстановительные и кислотные свойства, которые важны для главной функции катализатора. Чтобы использовать ниобий для реакций алкилирования, химики нанесли на минерал-«носитель» наночастицы оксида ниобия. Чтобы сделать это, ученые измельчили ниобий до нескольких нанометров. Для проверки катализатора сотрудники РУДН провели реакцию алкилирования толуола бензиловым спиртом и бензилхлоридом. Проведенный эксперимент показал, что ниобий ускоряет реакцию с 4 часов до 10 минут. «Нам удалось разработать катализатор, существенно увеличивающий скорость реакции алкилирования и при этом свободный от ограничений, имеющихся у минеральных кислот и цеолитов» — отметил Рафаэль Луке.
