Phản ứng oxi hóa stiren thường được thực hiện ở pha lỏng ở vào điều kiện
tiến hành phản ứng khác nhau như xúc tác, tác nhân oxi hóa H2O2 (Sơ đồ 1.1) [8,14]
và TBHP (Sơ đồ 1.2) [19,25]... sẽ tạo thành hỗn hợp các sản phẩm khác nhau:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chuyên ngành Hóa dầu
16
Sơ đồ 1.2 Phản ứng oxi hóa stiren sử dụng tác nhân TBHP với xúc tác của hỗn hợp oxit kim loại kích cỡ nano [19]
Theo sơ đồ 1.1 và 1.2 sản phẩm phản ứng tạo thành bao gồm stiren oxit và benzanđehit là những nguyên liệu quý có nhiều ứng dụng trong công nghiệp như: công nghệ thực phẩm, dược phẩm, hương liệu, chất màu, chất bảo vệ thực vật…
Hiện nay, benzanđehit được sản xuất từ các nguyên liệu ban đầu như: ancol benzylic, vinylbenzen, toluen… trong khi stiren là sản phẩm từ quá trình chế biến dầu mỏ. Những công trình đầu tiên nghiên cứu sự oxi hoá stiren thành benzanđehit
là sử dụng xúc tác đồng thể Cu2(OH)PO4 và CoCl2 nhưng hiệu suất chuyển hóa
không cao [17]. Phản ứng thực hiện trong điều kiện đồng thể nên tiêu tốn một lượng lớn dung môi. Quá trình này luôn kèm theo công đoạn tách loại sản phẩm phản ứng
và thải ra một lượng lớn muối kim loại nặng (Co3+, Mn2+…) gây ô nhiễm môi
trường [17]. Gần đây, để oxi hoá nối đôi C=C thành anđehit hoặc xeton người ta sử
dụng các xúc tác dạng nano spinel MgxFe3-xO4, peoxo vanadium, TS-1…[17, 41].
Năm 2007, Liang Nie và các đồng nghiệp đã thực hiện phản ứng oxi hoá stiren
thành benzanđehit sử dụng tác nhân oxi hoá là O2 ở 100 oC, 10 atm trên hệ xúc tác
TiO2/SiO2, tác giả quan sát thấy hiệu suất phản ứng và độ chọn lọc sản phẩm phụ
thuộc rất nhiều vào diện tích bề mặt của xúc tác. Độ chọn lọc có thể đạt được tới 100%, nhưng hiệu suất còn khá khiêm tốn và chỉ thực hiện trong khoảng thời gian ngắn (1 giờ). Khi kéo dài thời gian phản ứng đến 4 giờ thì độ chọn lọc giảm xuống là 93,8%. Nhược điểm của phản ứng là tiến hành ở áp suất và nhiệt độ cao (10 atm,
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chuyên ngành Hóa dầu
17
diễn ra nhanh [17]. Sản phẩm có thể là benzanđehit, anđehit focmic, stiren oxit, axit benzoic, phenyletilen glycol... Con đường hình thành các sản phẩm trên hiện vẫn là chủ đề đang được thảo luận. Năm 2006, Sebastian J và cộng sự [20] đề xuất con đường tạo thành sản phẩm oxi hóa stiren trên xúc tác Co(II) trao đổi với zeolit X như sau:
Hình 1.7 Cơ chế oxi hóa stiren trên xúc tác Co(II)/zeolit X [20]
Theo sơ đồ này, phản ứng xảy ra theo cơ chế gốc tự do và sản phẩm là anđehit, stiren oxit, fomalđehit nhưng không đề cập đến sự tạo thành axit benzoic, điol hay các sản phẩm polime hóa [19,27].