SZ также применялся для алкилирования ароматических углеводородов олефинами. Возможность применения SZ в подобных процессах была показана еще Арата [2], однако она не привлекла сколько-нибудь широкого внимания исследователей. Из имеющихся публикаций можно отметить алкилирование фенола С9 и С12 олефинами [110]. Активность SZ в этом процессе сравнима с активностью Нафион-H и трифторметансульфоновой кислоты, а высокая селективность и очевидные технологические преимущества делают, по мнению авторов, SZ перспективным катализатором для практического внедрения. Заслуживает также внимания работа [111], где авторы приводят несколько примеров успешного применения Pt/SZ для изомеризации/крекинга алканов с последующим алкилированием ароматических и насыщенных циклических соединений.
Еще в середине восьмидесятых годов была показана высокая активность SZ в реакциях ацилирования ароматических соединений органическими кислотами, их хлоридами и ангидридами [19, 112]. Активность SZ значительно превышала активность других твердых кислотных катализаторов (Рис. 1.14), при этом было показано, что, в отличие от FeSO4, SZ является истинным гетерогенным катализатором [19]. Тот факт, что в качестве ацилирующих агентов можно применять карбоновые кислоты рассматривался как подтверждение суперкислотности SZ, ибо в жидкой фазе для образования ацильного катиона RCO+ из кислоты требуется кислотность среды H0 = -15 [112].
Из более поздних публикаций по подобным процессам привлекает интерес недавнее сообщение об ацилировании бензола моноксидом углерода на SZ [113]. В целом, на основании приведенных данных SZ представляется весьма перспективным катализатором для процессов ацилирования. К сожалению, проблемы стабильности работы катализатора в этих процессах пока не получили должного отражения в литературе.
Целый ряд публикаций был посвящен проведению на SZ и других сульфатированных оксидах таких реакций, не требующих слишком сильных кислотных центров, таких как дегидратация спиртов, гидратация олефинов и этерификация [56, 59, 114-117]. Хотя сульфатированные оксиды и проявляют заметную активность в этих реакциях, совершенно очевидно, что они не являются наиболее подходящими катализаторами для подобных процессов. С одной стороны, сульфатирование, порождая сильные кислотные центры, приводит к уменьшению числа более слабых, сила которых достаточна для проведения этих реакций, а с другой, присутствие сильных центров может приводить к протеканию побочных реакций. Одним из немногих удачных примеров можно считать одновременную дегидратацию и окисление циклогексанола в цилогексанон на сульфатированном оксиде олова [59].
Одним из новых нестандартных приложений SZ является его использование в качестве катализатора электрофильного хлорирования метана [118]. При температуре реакции 225°C селективность по метил хлориду превышала 80%. Одним из недостатков использования SZ в этой реакции следует считать его постепенное разрушение под действием образующейся в ходе реакции соляной кислоты.
В первой публикации, посвященной синтезу SFMZ [73], указывалось, что при 300°C на нем протекает димеризация метана с образованием этана, но, к сожалению, это интересное наблюдение дальнейшего развития пока не получило.
Скурелл [34] изучал превращения смеси метан/этилен на SZ. Среди продуктов реакции наблюдался значительный выход С6 и С7 парафинов и олефинов. При этом распределения продуктов реакции в присутствии метана и в его отсутствии заметно отличались, что, по мнению автора, свидетельствует о сильном взаимодействии метана с центрами поверхности SZ.
Из других реакций с использованием катализаторов на основе SZ можно отметить димеризацию этилена на NiO/SZ [119] и транс-бутена на SZ [120], селективное окисление пропилена на V2O5-SZ [65], сжигание пропана на Pt/SZ [121], восстановление NOx пропаном на Ga/SZ [122] и окисление NO в NO2 на Pt/SZ [50]. Кроме того, катализаторы на основе сульфатированных оксидов неоднократно применялись в реакциях тонкого органического синтеза [24, 123, 124].
В целом же можно с уверенностью утверждать, что сфера потенциального применения катализаторов на основе сульфатированных оксидов достаточно широка и не ограничивается реакциями изомеризации, алкилирования и ацилирования, хотя именно в этих процессах удается наилучшим образом использовать их высокую кислотность.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.