機能化されたアミンおよびダイオルの連続した化学選択メチル化により,固体酸および酸塩基双機能触媒の上に超臨界メタノールを使用する

科学分野:

• カタリシス カタリシス カタリシス
• 化学工学は化学工学というものです.
• オーガニック・シンセシス オーガニック・シンセシス

背景:

• 選択的N-メチル化は,価値ある有機化合物の合成に不可欠です.
• 超臨界流体は,強化された化学プロセスのためのユニークな反応環境を提供します.

研究 の 目的:

• 超臨界メタノール (scCH(3) OH) を使用した二機能アミンの選択的N-メチル化を調査する.
• この反応における様々な固体酸と二機能触媒の性能を評価する.
• 最も効果的な触媒を特定し,反応機構を理解する.

主な方法:

• 超臨界メタノールを用いた連続流量固定ベッド炉実験.
• 従来の固体酸 (H-モルデナイト,ベータゼオライト,無形シリカアルミニウム) と二機能触媒 (Cs-P-Si混合酸化物,ガンマアルミニウム) の試験.
• マジック・アングル・スピニング・NMRスペクトロスコピーとX線微分法を用いたCs-P-Si触媒の特徴化.

主要な成果:

• 超臨界メタノールは,従来の方法と比較して,N-メチル化化学選択性を著しく改善しました.
• Cs-P-Si混合酸化物触媒は優れた性能を示し,N-メチル化選択性94%を300°Cおよび8.2MPaで86%の変換で達成しました.
• 触媒は,N-メチル化されたアミノアルコール,ダイアミン,O-メチル化されたエチレングリコールを合成する上で成功していることを示した.
• アミノアルコールのヒドロキシグループは,潜在的な結合効果のために,高い反応性と選択性において決定的に重要であることが判明しました.

結論:

• Cs-P-Si混合酸化物触媒は,弱い酸塩ペアリングサイトで,選択的脱水性N-メチル化に非常に効果的です.
• 超臨界メタノールは,効率的で選択的なメチル化反応のための有望な媒介です.
• 反応物の構造的特徴,特にヒドロキシ基の存在は,触媒性能に重要な役割を果たします.