Разработка низковольтной плазмохимической технологии для исследования реакций органических субстратов в жидкой фазе

Проект направлен на решение фундаментальной проблемы – выявление направлений фрагментации заместителей и циклического остова замещенных ароматических систем при управляемом воздействии низкотемпературной плазмой. Низковольтную плазмохимическую технологию предлагается использовать для активирования органического субстратов при проведении индуцированных химических реакций. Технология позволить повысить глубину переработки углеводородного сырья. Создание плазмы в жидких углеводородах может потенциально привести к созданию ректоров небольшого размера с высокой производительностью и с селективностью процессов, отличной от плазмы, образованной в газообразных углеводородах. Метод генерирования низкотемпературной плазмы для активирования органических субстратов предлагается использовать для индуцирования химических реакций. Метод может быть использован в нефтехимическом комплексе, в частности, для увеличения глубины переработки нефти. Фундаментальность решаемой проблемы вытекает из двух взаимосвязанных составляющих: развитие созданного нового метода стимулирования реакций при действии низкотемпературной плазмы в условиях низкой температуры и давлении в реакторе для определения границ эффективного использования метода, системное исследование направлений превращения ароматических соединений, являющихся продуктами крупнотоннажных производств и обладающих повышенной стабильностью. В рамках заявленного проекта предлагается развить новое направление – химические превращения ароматических соединений при управляемом действии низкотемпературной плазмы. Ароматические соединения занимают важнейшее место как в многотоннажном промышленном органическом синтезе, так и препаративной химии. Генерирование высокореакционных интермедиатов и синтонов на основе ароматических систем под действием созданного нами метода экстремального воздействия на компоненты, а также системное использование их стимулирующего эффекта в реакциях представляет собой новое направление в органическом препаративном и промышленном синтезе. В органическом синтезе, например, важную роль играют реакции переалкилирования и деалкилирования, которые обеспечивают значительное увеличение выхода целевых моноалкилпроизводных в продуктах алкилирования за счет переноса заместителей с полиалкилированных производных на исходный субстрат. Перенос фрагментов можно реализовать не только для алкильных групп ароматического ядра, но и неуглеводородных заместителей (галогены, сульфогруппы и т.д.). Реакции переалкилирования вносят большой вклад в стадии алкилирования бензола с получением кумола в производстве фенола и ацетона, где полиалкилбензолы возвращаются в реактор алкилирования совместно с избытком бензола для приготовления катализаторного комплекса и переноса части алкильных групп на молекулу бензола. Следует, однако, отметить, что реакции с переносом заместителей на молекулы исходного субстрата, как правило, протекают в более жестких условиях по сравнению с прямой реакцией введения соответствующих заместителей в ароматическое кольцо. Поэтому поиск рациональных методов реализации процессов с межмолекулярным переносом фрагментов и деалкилирования также является актуальной проблемой.