Гидрирование органических соединений в присутствии палладийсодержащих углеродных наноматериалов

Цель: изучение реакций гидрирования органических соединений - нитробензола, п-нитроанилина, п-нитрофенола, п-нитробензойной кислоты, циклогексена, гексена-1, аллилового спирта, акриловой, метакриловой, кротоновой и коричной кислот, N-пропилиден-4-аминобензойной кислоты, хлорбензола, бромбензола, йодбензола, о-, м-, п-дихлорбензолов в мягких условиях (Т = 318 K, Рн2 = 0,1 МПа, растворитель – этанол) в присутствии палладийсодержащих углеродных наноматериалов (наноалмазы, оксид графита, модифицированный аминами). Разработаны новые катализаторы восстановления органических соединений, содержащих нитрогруппу, >C=C<, >C=N– и C–Hal-связи, на основе палладия и оксида графита, функционализированного этилендиамином, диэтилентриамином и триэтилентетрамином. Обнаружено, что при увеличении длины цепи модифицирующего амина происходит повышение скорости реакции. Изучены реакции гидрирования указанных органических соединений в мягких условиях, в присутствии палладийсодержащих углеродных наноматериалов (наноалмазы, оксид графита, модифицированный аминами) при одинаковых условиях в рамках одной экспериментальной установки. Показано, что активность катализаторов на основе НА выше, чем на Pd/C, в 1,4 – 1,7 раза в гидрировании непредельных субстратов и в 2 – 3 раза в реакции восстановления нитрогруппы в нитробензоле и его пара-замещенных аналогах. Pd/НА и Pd/ФОГ оказались стабильными в гидрогенизации по сравнению с Pd/C. С помощью ЯМР ge-2D ¹H-¹³C HSQC спектроскопии доказано существование в растворе таутомерного равновесия между N-пропилиден-4-аминобензойной кислотой (азометин) и N-пропенил-4-аминобензойной кислотой (енамин). Установлено, что азометин и енамин образуют водородную связь с молекулой этанола. При этом более прочная водородная связь образуется в аддукте молекул азометина и этанола, что приводит к смещению таутомерного равновесия между N-пропилиден-4-аминобензойной кислотой (азометин) и N-пропенил-4-аминобензойной кислотой (енамин) в сторону азометина.