Construction, under construction, construction worker, construction site, construction company, construction industry, construction paper, construction workers, construction work, construction engineer, construction materialsConstruction, under construction, construction worker, construction site, construction company, construction industry, construction paper, construction workers, construction work, construction engineer, construction materialsConstruction, under construction, construction worker, construction site, construction company, construction industry, construction paper, construction workers, construction work, construction engineer, construction materials
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌC Mơn học: Hố học xanh GV: GS TS Phan Thanh Sơn Nam XÚC TÁC VÀ HÓA HỌC XANH Thành viên: Nguyễn Thị Thảo Phan Quốc Hưng Thịnh Nguyễn Thị Thùy Trang Nguyễn Đặng Hoài Phương Nội dung Xúc tác vấn đề liên quan Xt phức chất mang polymer rắn Xt phức chất mang polymer hòa tan Xt phức chất mang silica Xt sinh học I KHÁI QUÁT VỀ XÚC TÁC Định nghĩa Sự xúc tác Hiện tượng chất tham gia vào thành phần phức chất hoạt động mà mặt phương trình hợp thức phản ứng làm thay đổi tính chất động học hệ Chất xúc tác Trần Khắc Chương – Mai Hữu Khiêm / hóa lý tập chương 8, trang134 Chất thêm vào I KHÁI QUÁT VỀ XÚC TÁC Cơ chế HA Mai Hữu Khiêm / kỹ thuật xúc tác chương 1, trang12 HB I KHÁI QUÁT VỀ XÚC TÁC 3.Phân loại Xúc tác đồng thể Xúc tác Xúc tác dị thể Trần Khắc Chương – Mai Hữu Khiêm / hóa lý tập chương 8, trang134 I KHÁI QUÁT VỀ XÚC TÁC Đặc điểm chất xúc tác Không thay đổi lượng thành phần sau phản ứng Không làm thay đổi cân phản ứng Càng hiệu kích thước nhỏ Tác động nhiệt độ đến tốc độ phản ứng khơng có xúc tác Có tính chọn lọc cao Một chất xúc tác khởi động phản ứng Trần Khắc Chương – Mai Hữu Khiêm / hóa lý tập chương 8, trang135,136,137,138 I Khái quát xúc tác Vấn đề xúc tác Xúc tác đồng thể ứng dụng nhiều có nhiều hạn chế: • Hình thành nhiều sản phẩm phụ • Tạo nhiều chất thải trình phản ứng, tách, tinh chế • Nhiễm vết kim loại nặng • Khó thu hồi tái sử dụng Xúc tác phức chất mang Phan Thanh Sơn Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 44,45 Xúc tác phức chất mang polymer rắn Xúc tác phức chất mang Silica Xúc tác hoá học Xúc tác phức chất mang polymer hoà tan xanh Xúc tác sinh học Phan Thanh Sơn Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 44,45 II.XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG POLYMER RẮN Xúc tác cho phản ứng C-C Hình 1.1(a) Điều chế xúc tác phức chất mang polymer Phan Thanh Sơn Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 45 II.XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG POLYMER RẮN Xúc tác cho phản ứng C-C Hình 1.1(b) Phản ứng ghép C-C (Suzuki) Phan Thanh Sơn Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 45 10 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILICA Phương pháp cố định xúc tác phức lên chất mang Silica: X X I OH OH YO Si OY / / OH / Si / / I I OY O O OH OY Silica Silica Silica Toluene X: Phần hữu Y: Nhóm Me Et Phan Thanh Sơn Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 95 26 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILICA Pư hình thành liên kêt C-C Phản ứng quan tâm khác Các Pư Phản ứng Oxh Phản ứng khử 27 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILICA CÁC PHẢN ỨNG HÌNH THÀNH LIÊN KẾT C-C * Phản ứng ghép đôi Heck Suzuki Clark Xúc tác phức palladium cố định chất mang Silica 57-64 XÚC TÁC 57 XÚC TÁC 58 Dẫn xuất arly bromide Dẫn xuất phenylboronic acid iodobenzene số từ pư Heck olefin từ phản ứng Suzuki Khả thu hồi tái sử dụng lần XÚC TÁC 59-64 Khả thu hồi tái sử dụng nhiều lần(29,56) Khả thu hồi tái sử dụng lần Phan Thanh Sơn Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 95,96 28 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILICA CÁC PHẢN ỨNG OXY HĨA • Ứng dụng: - Phản ứng oxh bất đối xứng: p/ư epoxy hóa alkene - Phản ứng oxh thơng thường: oxy hóa hợp chất alcohol, allylic, dẫn xuất talkyl benzene, Ưu điểm Nhược Điểm Độ chọn lọc quang học cao Khả tái sử dụng chưa nghiên cứu Dễ tách khỏi hỗn hợp Xúc tác đồng thể có độ chọn lọc thấp Phan Thanh Sơn Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 105 29 Tác Giả Salvadori Phương Thức Xúc tác Jacobsen lên chất mang silica- Xúc Phương Pháp Cố Định Liên kết cộng hóa trị Ưu điểm Kết thúc nhanh (10ph+t=0°C) tác 74 Nhược Điểm Độ chọn lọc quang học thấp-58% ee ( 1-phenylcyclohexane) Xúc tác tách khỏi pư dễ dàng Chưa nghiên cứu khả tái sử dụng Kim Bigi Cố định phức Manganese họ salen lên chất Phản ứng nhóm aldehyde phức mang silica họ MCM-41 manganese nhóm amine chất mang => Xúc tác 75 sillica Khả thu hồi tái sử dụng lần Cố định phức Manganese họ salen lên chất Liên kết sở triazine Cải tiến độ chọn lọc quang học, tạo đk tối Hiệu suất độ chọn lọc giảm nhẹ đa cho p/ư bất đối xứng sau lần tái sử dụng mang silica Độ chọn lọc 56%ee-70%ee Xúc tác đồng thể có độ chọn lọc thấp65%ee 43%ee => Xt 76 Khả thu hồi tái sử dụng lần Clark Điều chế xúc tác phức palladium cố định lên Phản ứng oxh hợp chất alcohol Hiệu suất cao thời gian ngắn hoạt tính xt giảm mạnh sau 5 lần tái s chấ Phan Thanh Sơn Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 106-115 30 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILICA CÁC PHẢN ỨNG OXY HĨA Phan Thanh Sơn Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 158 31 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILICA CÁC PHẢN ỨNG KHỬ P/ư hydrogen hóa hợp chấ α-ketoester ketopentolactone Th2: độ chọn lọc 80%,S=100% Th3: độ chọn lọc 91%, hoàn toàn Phan Thanh Sơn Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 117 32 • • • • 33 • • Phan Thanh Sơn Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 116 Dùng cho p/ư Khử chọn chọn lọc lọc các h/c h/c ketone ketone để để điều điều chế chế các h/c h/c alcohol alcohol Khử p/u chuyển hydrogen Hydrogen hóa bất đối xứng + Các dẫn xuất cinnamic acid Nhược điểm +Ethyl nicotinate => et nipecotinate Hoạt tính độ chọn lọc giảm sau lần tái sử dụng Ưu điểm Rhodium dễ bị hòa tan vào dd p/ư XÚC TÁC TRONG PHẢN ỨNG KHỬ • • • Độ chuyển hóa chọn lọc quang học tốt Xt tách khỏi p/ư dễ dàng IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILICA Dễ thu hồi tái sử dụng IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILICA CÁC PHẢN ỨNG QUAN TÂM KHÁC Phức titanium có vai trò Lewis acid: + p/ư cộng hợp ET₂Zn benzanldehyde + Hình thành (S)-phenylpropanol, H=95%, S=96% + rửa HCL/nước/acetone => thu hồi tái sử dụng + tái sinh = xử lí với titanate + lần thứ 20 tái sử dụng tương tự lần Phan Thanh Sơn Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 126 34 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILICA CÁC PHẢN ỨNG QUAN TÂM KHÁC Dùng cho phản ứng Friedel Crafts, phản ứng phân giải thủy động học hỗn hợp racemic/epichlorohydrin, p/u styeren với diazoacetate,… Phan Thanh Sơn Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 131,132 35 V XÚC TÁC SINH HỌC (ENZYME) CƠ CHẾ XÚC TÁC Các yếu tố ảnh hưởng: • • • • Nhiệt độ pH Chất hoạt hóa – Chất kiềm hãm Nồng độ Mai Hữu Khiêm / kỹ thuật xúc tác chương 1, trang 37,38 36 V XÚC TÁC SINH HỌC (ENZYME) ƯU ĐIỂM Thân thiện mơi trường Tính đặc hiệu cao Hoạt tính mạnh NHƯỢC ĐIỂM Áp dụng cho vài pứ Mai Hữu Khiêm / kỹ thuật xúc tác chương 1, trang 40 Điều kiện làm việc cố định Giá thành cao 37 VI TỔNG KẾT Tiêu chí Đáp ứng Ngăn ngừa phát sinh chất thải Mang lại hiệu kinh tế Phương pháp tổng hợp nguy hại Hóa chất an tồn Dung mơi chất phụ trợ an toàn Thiết kế nhằm sử dụng hiệu lượng Sử dụng nguyên liệu tái sinh Giảm thiểu dẫn xuất Xúc tác Sản phẩm phân hủy sau sử dụng Phân tích thời gian hữu ích để ngăn ngừa nhiễm Hóa học an tồn để đề phòng cố Phan Thanh Sơn Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 44,45 38 Tài liệu tham khảo Phan Thanh Sơn Nam (2012), Hóa học xanh , NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh Mai Hữu Khiêm (2012), Động hóa học xúc tác, NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh Trần Khắc Chương - Mai Hữu Khiêm (2012), hóa lý tập II động hóa học xúc tác, NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh 39 ... Sơn Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 44,45 Xúc tác phức chất mang polymer rắn Xúc tác phức chất mang Silica Xúc tác hoá học Xúc tác phức chất mang polymer hoà tan xanh Xúc tác sinh học Phan... Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 44,45 II.XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG POLYMER RẮN Xúc tác cho phản ứng C-C Hình 1.1(a) Điều chế xúc tác phức chất mang polymer Phan Thanh Sơn Nam / hóa học xanh, ... Sơn Nam / hóa học xanh, chương 1, trang 61 13 II.XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG POLYMER RẮN Xúc tác cho phản ứng khử Xúc tác phức palladium cố định polystyrene Phan Thanh Sơn Nam / hóa học xanh, chương