Селективное жидкофазное восстановление ненасыщенных карбонильных соединений и полиненасыщенных субстратов на нанесенных платиновых, палладиевых, никелевых и кобальтовых катализаторах

Фундаментальные исследования гетерогенно-каталитических систем служат основой как для развития теории катализа, так и базой для любых наукоемких каталитических технологий. Подобные исследования раскрывают механизмы каталитических реакций и, обеспечивая высокие выходы целевого продукта, повышают конкурентоспособность химических продуктов на отечественном и мировом рынках, что обеспечивает несомненную актуальность проводимых исследований. Не случайно технологии жидкофазной гидрогенизации находят широкое практическое применение в современной химической промышленности США, Германии, Японии, Франции и других стран – ведущих производителей продукции тонкого органического синтеза. Главная цель настоящего проекта заключается в разработке методов осознанного регулирования активности и селективности каталитических систем на основе платиновых, палладиевых, никелевых и кобальтовых катализаторов в реакциях жидкофазной гидрогенизации карвона с помощью подбора условий проведения процесса, использования многокомпонентных растворителей, в том числе содержащих каталитические яды, что позволяет путем смещения равновесия между существующими на поверхности металла отдельными адсорбционными формами водорода и органического субстрата, отождествляемыми с индивидуальными нанокомплексами водород-металл и органика-металл, осознанно регулировать основные каталитические свойства. Разработанные методики эксперимента и теоретическая база позволят применить аналогичный подход к катализаторам на основе любых переходных металлов. Научная новизна проводимого исследования обусловлена необходимостью получения и анализа совокупности кинетических параметров реакций жидкофазной гидрогенизации модельных соединений и набора термодинамических характеристик процессов адсорбции водорода и его акцептора на нанесенных платиновых, палладиевых, никелевых и кобальтовых катализаторах в различных условиях проведения процесса (температура, давление, природа растворителя). Впервые будет разработан метод расчета констант реакционной способности каждого адсорбционного состояния реагирующих веществ в процессах жидкофазной гидрогенизации органических соединений различных классов и на основании полученных данных сформулировать теоретические принципы регулирования и прогнозирования каталитической активности и селективности катализаторов в гидрогенизационных процессах. Решение поставленных задач позволяет значительно расширить глубину переработки углеводородного сырья, а также создает безотходные производства важнейших продуктов реакций гидрогенизации такого многофункционального органического субстрата, как карвон. Селективное гидрирование >С=С< связи карвона применяют для синтеза карвеола, карвакрола - химиопротекторных агентов в противоопухолевых фармацевтических композициях, а также дигидрокарвона, ценного интермедиата и ингредиента, широко используемого в пищевой и парфюмерной промышленности для получения различных коммерческих композиций душистых веществ, а также в тонком органическом синтезе. Также будут рассмотрены реакции гидрогенизации по восстановлению только карбонильной функциональной группы для получения сорбита, мальтита, ксилита, мальтитола.