Исследователями из ИОХ РАН был продемонстрирован процесс селективного аэробного окисления нового типа
Селективное аэробное окисление органических соединений – одна из важнейших целей развития зеленой химии. Это также один из наиболее важных типов технологических процессов производства мономеров (например, синтез терефталевой кислоты из п-ксилола, адипиновой кислоты и капролактама из циклогексана) и других крупнотоннажных продуктов (например, получение спиртов и карбонильных соединений из углеводородов, фенола и ацетон из кумола).
Учеными Лаборатории исследования гомолитических реакций ИОХ РАН на примере селективного аэробного окисления алкиларенов продемонстрирован новый тип смешанного гетеро-/гомогенного катализа. Предложенная каталитическая система состоит из двух доступных в промышленных масштабах компонентов: N-гидроксифталимида (NHPI, гомогенный органокатализатор цепных радикальных процессов) и наноразмерного TiO2 (гетерогенный фоторедокс-катализатор, проявляющий активность при УФ-облучении). Взаимодействие NHPI с TiO2 приводит к появлению фотоактивности системы при облучении видимым светом, при этом из NHPI генерируются фталимид-N-оксильные радикалы (PINO). Радикалы PINO диффундируют с поверхности TiO2 в объем раствора, где катализируемое парой NHPI/PINO цепное радикальное окисление может протекать уже без поглощения световой энергии, обеспечивая принципиальный выигрыш в энергоэффективности синтеза. Изменение соотношения NHPI/TiO2 регулирует вклад гомогенной и гетерогенной составляющих процесса, что в свою очередь, позволяет направлять реакцию в сторону селективного образования либо гидропероксида (при увеличении загрузки NHPI), либо кетона (при увеличении загрузки TiO2).
Источник:
Igor B. Krylov, Elena R. Lopat’eva, Irina R. Subbotina, Gennady I. Nikishin, Bing Yu, Alexander O. Terent’ev, Mixed Hetero-/Homogeneous TiO2/N-Hydroxyimide Photocatalysis in Visible-Light-Induced Controllable Benzylic Oxidation by Molecular Oxygen. Chin. J. Catal. 2021, 42, 1700–1711. DOI: 10.1016/s1872-2067(21)63831-7.