Xỳc tỏc cho phản ứng Friedel-Crafts

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu SBA 16 ứng dụng làm chất hấp phụ và xúc tác (Trang 35 - 36)

Phản ứng Friedel-Crafts được xem là một trong những phản ứng quan trọng nhất trong tổng hợp hữu cơ. Năm 1877 Charles Friedel và James Mason Crafts đó phỏt hiện ra phản ứng thế ỏi điện tử, trong đú nhúm alkyl (-R) hay nhúm axyl (-COR) cú thể đưa vào hệ nhõn thơm nhờ sử dụng xỳc tỏc axit thớch hợp. Người ta gọi kiểu phản ứng này là phản ứng Friedel-Crafts. Tỏc nhõn phản ứng thường là cỏc alkyl halogenua (R-Br, R-Cl) với chất xỳc tỏc axit Lewis là AlCl3, BF3, FeCl3, hay ZnCl2 [2,9,20,24,30,35]. Tuy nhiờn, việc sử dụng xỳc tỏc đồng thể như nhụm clorua, axit sulfuric và axit flohidric nảy sinh nhiều vấn đề như tạo sản phẩm thế nhiều lần, mụi trường phải tuyệt đối khan, ăn mũn thiết bị, độc hại cho mụi trường, khú tỏch xỳc tỏc ra khỏi hỗn hợp sau phản ứng và độ chọn lọc thường khụng cao. Do vậy, sự thay thế cỏc xỳc tỏc axit đồng thể trong cỏc phản ứng Friedel-Crafts bằng cỏc xỳc tỏc rắn là một hướng nghiờn cứu nhiều triển vọng. Gần đõy sự khỏm phỏ ra vật liệu silica MQTB họ MCM hay SBA thu hỳt được sự chỳ ý của nhiều nhà khoa học do loại vật liệu này cú kớch thước mao quản đồng đều, diện tớch bề mặt riờng lớn. Biến tớnh bề mặt của cỏc loại vật liệu MQTB này bằng cỏc kim loại Al, Zn, Fe, Ga, In …[16,17,33,34,53] tạo ra cỏc xỳc tỏc đặc hiệu cú hoạt tớnh xỳc tỏc cao cho phản ứng Friedel-Crafts. Đú là một hướng nghiờn cứu rất cú ý nghĩa khoa học và thực tiễn đời sống.

Tựy thuộc vào kim loại thế vào mà vật liệu cú tớnh axit-bazơ hoặc oxy húa- khử mạnh hay yếu. Cỏc vật liệu MQTB chứa nhụm thường cú tớnh axit cao trong khi đú cỏc vật liệu chứa sắt lại cú tớnh oxy húa-khử mạnh. Nhiều nghiờn cứu đó được cụng bố về tớnh axit của cỏc xỳc tỏc Al, Ga hay Fe/MCM-41, kết quả cho thấy hoạt tớnh xỳc tỏc giảm dần theo dóy Al > Ga > Fe [22,23]. Cơ chế của phản ứng xỳc tỏc này tương tự như khi sử dụng axit Lewis đồng thể, nghĩa là theo cơ chế axit-bazơ. Một số nghiờn cứu khỏc lại khẳng định phản ứng Friedel-Crafts sử dụng xỳc tỏc M/MQTB (M: kim loại) cú một số giai đoạn xảy ra theo cơ chế oxy húa-khử. Hamdy và cộng sự khi thực hiện phản ứng benzyl húa benzen trờn cỏc xỳc tỏc Fe, Ge, Sn, Ti-TUD-1 khẳng định hoạt tớnh xỳc tỏc giảm theo chiều Fe > Ge > Sn > Ti, phự hợp với chiều của thế điện cực [51]. Thế của cặp oxy húa-khử càng ớt õm, khả năng xỳc tỏc càng tốt. Kết quả nghiờn cứu của nhúm Sebti [92] cũng chứng minh rằng hoạt tớnh của kim loại/mao quản giảm dần theo trật tự Zn > Ni > Cu và Fe > Ga > Al.

Thứ tự tốc độ phản ứng benzyl húa cỏc hợp chất vũng thơm như benzen, toluen, xylen đang tồn tại nhiều kết quả trỏi ngược. Nhiều kết quả cho rằng, tốc độ phản ứng sẽ mạnh hơn khi trong nhõn thơm chứa cỏc nhúm đẩy electron, vỡ vậy trật tự phản ứng giảm theo chiều xylen > toluen > benzen [2,9]. Một số tỏc giả khỏc lại chứng minh rằng tốc độ phản ứng giảm theo chiều benzen > toluen > xylen [21]. Trong khi đú, Du [40] sử dụng xỳc tỏc Fe-JLU ở 343K cú kết quả anisol > toluen > etyl benzen > p-xylen > benzen.

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu SBA 16 ứng dụng làm chất hấp phụ và xúc tác (Trang 35 - 36)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(177 trang)