Способ визуализации динамики изменений катализатора на основании результатов конкурентных экспериментов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В настоящей работе показано, что для наглядной визуализации динамики изменений катализатора в условиях сложного каталитического процесса может быть использована величина относительной реакционной способности, оцениваемая в условиях конкуренции нескольких однотипных субстратов. Принципиальное преимущество предлагаемого подхода заключается в возможности осуществления мониторинга состояния активного катализатора на всем протяжении каталитического процесса без процедуры дифференцирования кинетических данных о концентрациях веществ-участников реакции.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Курохтина

ФГБОУ ВО Иркутский государственный университет

Email: aschmidt@chem.isu.ru

Химический факультет

Россия, ул. К. Маркса, 1, Иркутск, 664033

Е. В. Ларина

ФГБОУ ВО Иркутский государственный университет

Email: aschmidt@chem.isu.ru

Химический факультет

Россия, ул. К. Маркса, 1, Иркутск, 664033

Н. А. Лагода

ФГБОУ ВО Иркутский государственный университет

Email: aschmidt@chem.isu.ru

Химический факультет

Россия, ул. К. Маркса, 1, Иркутск, 664033

А. Ф. Шмидт

ФГБОУ ВО Иркутский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: aschmidt@chem.isu.ru

Химический факультет

Россия, ул. К. Маркса, 1, Иркутск, 664033

Список литературы

  1. Темкин О.Н. // Кинетика и катализ. 2012. Т. 53. С. 326. (Temkin O.N. // Kinet. Catal. 2012. V. 53. P. 313.)
  2. Galushko A.S., Kashin A.S., Eremin D.B., Polynski M.V., Pentsak E.O., Chernyshev V.M., Ananikov V.P. / In: Nanoparticles in Catalysis: Advances in Synthesis and Applications. Wiley Online Books, 2021. P. 13.
  3. Martín A.J., Mitchell S., Mondelli C., Jaydev S., Pérez-Ramírez J. // Nature Catal. 2022. V. 5. P. 854.
  4. Li Y., Zakharov D., Zhao S., Tappero R., Jung U., Elsen A., Baumann Ph., Nuzzo R.G., Stach E.A., Frenkel A.I. // Nature Commun. 2015. V. 6. P. 1.
  5. Galushko A.S., Boiko D.A., Pentsak E.O., Eremin D.B., Ananikov V.P. // J. Am. Chem. Soc. 2023. V. 145. P. 9092.
  6. Lu Y., Wu Q., Zhang C., Xu M., Yuan Y., Yao J. // Chem. Commun. 2022. V. 58. P. 6538.
  7. Wen S., Niu Y., Li S., Zhang L., Zhang Y., Botton G.A., Wan Y., Zhang B. // ACS Nano. 2021. V. 15. P. 8621.
  8. Yuan N., Pascanu V., Huang Z., Valiente A., Heidenreich N., Leubner S., Inge A.K., Gaar J., Stock N., Persson I., Martín-Matute B., Zou X. // J. Am. Chem. Soc. 2018. V. 140. P. 8206.
  9. Bañares M.A. // Adv. Mater. 2011. V. 23. P. 5293.
  10. Schmidt A.F., Kurokhtina A.A., Larina E.V. // Mendeleev Commun. 2017. V. 27. P. 213.
  11. Lv C., Cheng H., He W., Shah M.I.A., Xu C., Meng X., Jiao L., Wei S., Li J., Liu L., Li Y. // Nano Res. 2016. V. 9. P. 2544.
  12. Kaftan A., Kusche M., Laurin M., Wasserscheid P., Libuda J. // Appl. Catal. B: Environ. 2017. V. 201. P. 169.
  13. Tillekaratne A., Simonovis J.P., Zaera F. // Surf. Sci. 2016. V. 652. P. 134.
  14. Schmidt A.F., Kurokhtina A.A., Larina E.V. // Catal. Sci. Technol. 2014. V. 4. P. 3439.
  15. Шмидт А.Ф., Курохтина А.А. // Кинетика и катализ. 2012. Т. 53. № 6. С. 760. (Schmidt A.F., Kurokhtina A.A. // Kinet. Catal. 2012. V. 53. P. 714.)
  16. Темкин О.Н. Гомогенный металлокомплексный катализ. Кинетические аспекты. Москва: ИКЦ “Академкнига”, 2008. 918 с. (Temkin O.N. Homogeneous Catalysis with Metal Complexes. Kinetic Aspects and Mechanisms. Chichester: John Wiley & Sons Ltd. 2012. 803 p.)
  17. Шмидт А.Ф., Курохтина А.А., Ларина Е.В., Лагода Н.А. // Тонкие химические технологии. 2023. Т. 18. № 4. С. 328. (Schmidt A.F., Kurokhtina A.A., Larina E.V., Lagoda N.A. // Fine Chem. Tech. 2023. V. 18. P. 328.)
  18. Suzuki A. // Angew. Chem. Int. Ed. 2011. V. 50. P. 6722.
  19. The Mizoroki–Heck Reaction.Ed. Oestreich M. Munster: John Wiley & Sons Ltd., 2009. 587 р.
  20. Excel for Scientists and Engineers: Numerical Methods. 2nd Ed. E.J. Billo. John Wiley & Sons, 2007. 480 р.
  21. Мироненко Р.М., Бельская О.Б., Лихолобов В.А. // Российский химический журнал. 2019. T. 62. № 1–2. С. 141. (Mironenko R.M., Belskaya O.B., Likholobov V.A. // Rus. J. Gen. Chem. 2020. V. 90. P. 532.)
  22. Newton O., Hellgardt K., Richardson J., Hii K.K.M. // J. Catal. 2023. V. 424. P. 29.
  23. Jeddi N., Scott N.W.J., Fairlamb I.J.S. // ACS Catal. 2022. V. 12. Р. 11615.
  24. Hammond C. // Green Chem. 2017. V. 19. Р. 2711.
  25. Finney E.E., Finke R.G. // Ind. Eng. Chem. Res. 2017. V. 56. P. 10271.
  26. Reay A.J., Fairlamb I.J.S. // Chem. Commun. 2015. V. 51. P. 16289.
  27. Crabtree R.H. // Chem. Rev. 2015. V. 115. P. 127.
  28. Schmidt A.F., al Halaiqa A., Smirnov V.V. // Synlett. 2006. V. 18. P. 2861.
  29. Ivančič A., Košmrlj J., Gazvoda M. // Commun. Chem. 2023. V. 6. P. 51.
  30. Nunes C.M, Monteiro A.L. // J. Brazil. Chem. Soc. 2007. V. 18. P. 1443.
  31. Hong S.-B., Liang L.-C. // RSC Adv. 2022. V. 12. P. 28862.
  32. Ларина Е.В., Курохтина А.А., Лагода Н.А., Шмидт А.Ф. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 2. С. 234. (Larina E.V., Kurokhtina A.A., Lagoda N.A., Schmidt A.F. // Kinet. Catal. 2022. V. 62. P. 207.)
  33. Larina E.V., Kurokhtina A.A., Vidyaeva E.V., Lagoda N.A., Schmidt A.F. // Mol. Catal. 2021. V. 513. P. 111778.
  34. Ananikov V.P., Beletskaya I.P. // Organometallics. 2012. V. 31. P. 1595.
  35. Gnad C., Abram A., Urstöger A., Weigl F., Schuster M., Köhler K. // ACS Catal. 2020. V. 10. P. 6030.
  36. Amatore C., Jutand A. // Acc. Chem. Res. 2000. V. 33. P. 314.
  37. Kurokhtina A.A., Larina E.V., Yarosh E.V., Lagoda N.A., Schmidt A.F. // Organometallics. 2018. V. 37. P. 2054.
  38. Шмидт А.Ф., Смирнов В.В. // Кинетика и катализ. 2005. Т. 46. С. 529. (Shmidt A.F., Smirnov V.V. // Kinet. Catal. 2005. V. 46. P. 495.)
  39. Schroeter F., Strassner T. // Inorg. Chem. 2018. V. 57. P. 5159.
  40. Altan O. // Appl. Organomet. Chem. 2022. V. 36. P. e6690.
  41. Amatore C., Jutand A., M’Barki M.A. // Organometallics. 1992. V. 11. P. 3009.
  42. Scott N.W.J., Ford M.J., Jeddi N., Eyles A., Simon L., Whitwood A.C., Tanner T., Willans C.E. Fairlamb I.J.S. // J. Am. Chem. Soc. 2021. V. 143. P. 9682.
  43. De Tovar J., Rataboul F., Djakovitch L. // ChemCatChem. 2020. V. 12. P. 5797.
  44. Van Vaerenbergh B., Lauwaert J., Thybaut J.W., Vermeir P., De Clercq J. // Chem. Eng. J. 2019. V. 374. P. 576.
  45. Шмидт А.Ф., Курохтина А.А., Ларина Е.В. // Кинетика и катализ. 2012. Т. 53. № 1. С. 86. (Schmidt A.F., Kurokhtina A.A., Larina E.V. // Kinet. Catal. 2012. V. 53. P. 84.)
  46. Lagoda N.A., Larina E.V., Vidyaeva E.V., Kurokhtina A.A., Schmidt A.F. // Org. Proc. Res. Dev. 2021. V. 25. P. 916.
  47. Kurokhtina A.A., Larina E.V., Schmidt A.F., Malaika A., Krzyżyńska B., Rechnia P., Kozłowski M. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2013. V. 379. P. 327.
  48. Шмидт А.Ф., Курохтина А.А., Ларина Е.В., Лагода Н.А., Явсин Д.А., Гуревич С.А., Зеликман В.М., Кротова И.Н., Ростовщикова Т.Н., Тарханова И.Г. // Кинетика и катализ. 2023. Т. 64. № 1. С. 39. (Schmidt A.F., Kurokhtina A.A., Larina E.V., Lagoda N.A., Yavsin D.A., Gurevich S.A., Zelikman V.M., Krotova I.N., Rostovshchikova T.N., Tarkhanova I.G. // Kinet. Catal. 2023. V. 64. P. 32.)
  49. Шмидт А.Ф., Халайка А. // Кинетика и катализ. 1998. Т. 39. № 6. С. 875. (Shmidt A.F., Khalaika A. // Kinet. Catal. 1998. V. 39. P. 803.)
  50. Biffis A., Centomo P., del Zotto A., Zecca M. // Chem. Rev. 2018. V. 118. P. 2249.
  51. Phan N.T.S., van der Sluys M., Jones C.W. // Adv. Synth. Catal. V. 348. P. 609.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Схема 1. Реакции Сузуки–Мияуры (а) и Мицороки–Хека (б) в условиях конкуренции пары арилгалогенидов.

Скачать (262KB)
Метаданные
3. Схема 2. Принципиальная схема реакций Сузуки–Мияуры и Мицороки–Хека при использовании пары конкурирующих арилгалогенидов.

Скачать (210KB)
Метаданные
4. Схема 3. Общая схема взаимопревращения сосуществующих форм катализатора в ходе реакций сочетания арилгалогенидов.

Скачать (264KB)
Метаданные
5. Рис. 1. Зависимости величин относительной реакционной способности конкурирующих 4-бромацетофенона и бромбензола, krel = k4-бромацетофенон/kбромбензол, рассчитанной по уравнению (7), от конверсии фенилборной кислоты в реакции Сузуки–Мияуры при варьировании природы и загрузки палладиевого предшественника катализатора.

Скачать (260KB)
Метаданные
6. Рис. 2. Зависимости величин относительной реакционной способности конкурирующих 4-хлорацетофенона и 1,4-дихлорбензола krel = k4-хлорацетофенон/kдихлорбензол, рассчитанной по уравнению (7), от конверсии н-бутилакрилата в реакции Мицороки–Хека при варьировании природы и загрузки палладиевого предшественника катализатора.

Скачать (224KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024