Взаимосвязь между адсорбционными и каталитическими свойствами пористых координационных полимеров в реакциях селективного жидкофазного окисления

Кислородсодержащие производные углеводородов являются как важными продуктами основного и тонкого органического синтеза (ТОС), так и ценными промежуточными соединениями. В современной химической промышленности около четверти основных химических продуктов получают с использованием каталитических окислительных процессов, причем доля таких процессов непрерывно растет. В то же время основным промышленным способом получения кислородсодержащих продуктов в ТОС является стехиометрическое окисление с использованием соединений хрома, марганца, селена, азотной кислоты и др. Процессы ТОС обычно проводят в жидкой фазе, так как продукты и субстраты ТОС, как правило, неустойчивы при высоких температурах, используемых в газофазных процессах. Гомогенные катализаторы зачастую трудно отделять от реакционной смеси, что приводит к загрязнению продуктов переходными металлами.Металл-органические каркасы (Metal-Organic Frameworks, MOF в англоязычной литературе), или пористые координационные полимеры (ПКП) – перспективный класс функциональных материалов, обладающих рядом уникальных свойств, таких как регулярная пористая структура, высокая площадь поверхности и объём пор, равномерно распределённые по всему каркасу однотипные металлоцентры. Эти свойства делают ПКП привлекательными для использования в качестве гетерогенных катализаторов жидкофазных процессов. Было найдено, что ПКП Cr-MIL-101 является эффективным катализатором важной реакции – окисления циклогексана трет-бутилгидропероксидом в отсутствие растворителя с образованием смеси циклогексанона и циклогексанола – ценных полупродуктов ТОС. Основной задачей данного проекта является исследование ПКП Cr-MIL-101 и его изоструктурного аналога Cr-MIL-100 как гетерогенных катализаторов окисления циклогексана трет-бутилгидропероксидом во взаимосвязи их адсорбционных и каталитических свойств. Выполнение проекта включает: 1. Исследование адсорбционных свойств металл-органических координационных полимеров Cr-MIL-100 и Cr-MIL-101 из жидкой фазы. 2. Исследование кинетики реакции окисления циклогексана трет-бутилгидропероксидом в присутствии координационных полимеров Cr-MIL-100 и Cr-MIL-101. 3. Исследование влияния добавок продуктов реакции на кинетику окисления циклогексана трет-бутилгидропероксидом в присутствии Cr-MIL-100 и Cr-MIL-101. Фундаментальные знания, полученные в ходе выполнения проекта, будут полезны при проектировании новых эффективных гетерогенных каталитических систем для процессов селективного жидкофазного окисления.