[go: up one dir, main page]

RU2495863C1 - Method of producing linear alkanes - Google Patents

Method of producing linear alkanes Download PDF

Info

Publication number
RU2495863C1
RU2495863C1 RU2012136517/04A RU2012136517A RU2495863C1 RU 2495863 C1 RU2495863 C1 RU 2495863C1 RU 2012136517/04 A RU2012136517/04 A RU 2012136517/04A RU 2012136517 A RU2012136517 A RU 2012136517A RU 2495863 C1 RU2495863 C1 RU 2495863C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
hydrogen
nickel
olefin
linear alkanes
Prior art date
Application number
RU2012136517/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Васильевич Попов
Владимир Михайлович Мохов
Денис Николаевич Небыков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Priority to RU2012136517/04A priority Critical patent/RU2495863C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2495863C1 publication Critical patent/RU2495863C1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a method of producing linear alkanes of general formula Alk-CH2-CH3, where Alk=C6H13, C8H17. The method involves hydrogenating an olefin with hydrogen at atmospheric pressure of hydrogen on a catalyst, and is characterised by that the olefin used is octene-1 or decene-1, and the catalyst used is nickel nanoparticles obtained in situ by reducing nickel (II) chloride with sodium borohydride in a medium of isopropanol and the process is carried out at temperature of 60-70°C for 6-8 hours, followed by separation of end products.
EFFECT: simpler method of producing compounds of the disclosed structural formula.
1 cl, 2 ex

Description

Изобретение относится к способу получения линейных алканов, в частности к новому способу гидрирования линейных α-олефинов, который применим в условиях лаборатории и позволяет получать линейные алканы общей формулыThe invention relates to a method for producing linear alkanes, in particular to a new method for the hydrogenation of linear α-olefins, which is applicable in the laboratory and allows to obtain linear alkanes of the general formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где Alk=С6Н13, C8H17,where Alk = C 6 H 13 , C 8 H 17 ,

которые находят применение в органическом синтезе в качестве полупродуктов, растворителей и топлив.which are used in organic synthesis as intermediates, solvents and fuels.

Известен способ получения алканов гидрированием линейных олефинов из ряда гексен-1, октен-1 на кластерных анионах в жидкой фазе газообразным водородом [On the catalytic activity of cluster anions in styrene hydrogenation: considerable enhancements in ionic liquids compared to molecular solvents / Dongbin Zhao, Paul J. Dyson, Gabor Laurenczy, J.Scott McIndoe // Journal of Molecular Catalysis - Volume: 214, Issue: 1, Pages: 19-25].A known method for producing alkanes by hydrogenation of linear olefins from a series of hexene-1, octene-1 on cluster anions in the liquid phase with hydrogen gas [On the catalytic activity of cluster anions in styrene hydrogenation: significant enhancements in ionic liquids compared to molecular solvents / Dongbin Zhao, Paul J. Dyson, Gabor Laurenczy, J. Scott McIndoe // Journal of Molecular Catalysis - Volume: 214, Issue: 1, Pages: 19-25].

Недостатком этого метода является использование дорогостоящих реагентов и газообразного водорода давлением порядка 50 атм; также значительным недостатком является низкие показатели выхода по исходным олефинам (20-30%).The disadvantage of this method is the use of expensive reagents and hydrogen gas with a pressure of about 50 atm; also a significant drawback is the low yield of the starting olefins (20-30%).

Известен способ получения гексана гетерогенно-каталитическим гидрированием олефинов из ряда: гексен-1, цис-гексен-2, транс-гексен-2 на наночастицах железа [At the frontier between heterogeneous and homogeneous catalysis: hydrogenation of olefins and alkynes with soluble iron nanoparticles / Claudine Rangheard, Cesar de Juli an Fernandez, Pim-Huat Phua, Johan Hoorn, Laurent Lefort // Dalton Trans., 2010, 39, - P.8464-8471].A known method of producing hexane by heterogeneous-catalytic hydrogenation of olefins from the series: hexene-1, cis-hexene-2, trans-hexene-2 on iron nanoparticles [At the frontier between heterogeneous and homogeneous catalysis: hydrogenation of olefins and alkynes with soluble iron nanoparticles / Claudine Rangheard, Cesar de Juli an Fernandez, Pim-Huat Phua, Johan Hoorn, Laurent Lefort // Dalton Trans., 2010, 39, P.8464-8471].

Недостатком данного метода является необходимость использования автоклава для создания необходимого давления водорода (20 атм). Также имеются определенные трудности с приготовлением раствора катализатора, который готовится под азотной подушкой в течение получаса. Данным способом не получены соединения заявляемой структурной формулы.The disadvantage of this method is the need to use an autoclave to create the required hydrogen pressure (20 atm). There are also certain difficulties with the preparation of a catalyst solution, which is prepared under a nitrogen blanket for half an hour. In this way, the compounds of the claimed structural formula are not obtained.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является способ получения линейных алканов гидрированием олефинов из ряда: октен-1, гексен-1, гексен-2 водородом при атмосферном давлении в присутствии специально приготовленного катализатора, при этом катализатор получают восстановлением диацетата никеля металлическим натрием, цинковой пылью, алюмогидридом лития или боргидридом натрия [ACTIVATION OF REDUCING AGENTS.SODIUM HYDRIDE CONTAINING COWLEX REDUCING AGENTS.VII. NiC, A NEW HETEROGENEOUNS Ni HYDROGENATION CATALYST / J.J. BRUNET, P. GALLOIS. P. CAUBERE // Tetrahedron Letters 1977, - No.45, pp.3955-3958].Closest to the proposed invention is a method for producing linear alkanes by hydrogenation of olefins from the series: octene-1, hexene-1, hexene-2 with hydrogen at atmospheric pressure in the presence of a specially prepared catalyst, the catalyst obtained by reducing nickel diacetate with sodium metal, zinc dust, aluminum hydride lithium or sodium borohydride [ACTIVATION OF REDUCING AGENTS. SODIUM HYDRIDE CONTAINING COWLEX REDUCING AGENTS.VII. NiC, A NEW HETEROGENEOUNS Ni HYDROGENATION CATALYST / J.J. BRUNET, P. GALLOIS. P. CAUBERE // Tetrahedron Letters 1977, No.45, pp. 3955-3958].

Недостатком этого способа является стадия нейтрализации избытка пожароопасного восстановителя, приводящая к потерям достаточно дорогостоящих реагентов. Данным способом получено лишь одно соединение заявляемой структурной формулы. Кроме этого, продукты реакции определялись методом газо-жидкостной хроматографии без их выделения.The disadvantage of this method is the stage of neutralizing excess fire hazardous reducing agent, leading to the loss of quite expensive reagents. In this way, only one compound of the claimed structural formula is obtained. In addition, the reaction products were determined by gas-liquid chromatography without isolation.

Задачей заявляемого способа является разработка технологичного метода гидрирования газообразным водородом, не требующего использования дорогостоящих катализаторов и сложных технологических условий, который будет позволять достигать высоких значений выхода по исходному олефину в условиях химической лаборатории с использованием доступных реагентов.The objective of the proposed method is to develop a technologically advanced method of hydrogenation with gaseous hydrogen, which does not require the use of expensive catalysts and complex technological conditions, which will allow to achieve high values of the yield of the initial olefin in a chemical laboratory using available reagents.

Техническим результатом является упрощение метода получения соединений заявляемой структурной формулы.The technical result is a simplification of the method for producing compounds of the claimed structural formula.

Поставленный результат достигается в новом способе получения линейных алканов общей формулыThe set result is achieved in a new method for producing linear alkanes of the general formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где Alk=С6Н13, С8Н17,where Alk = C 6 H 13 , C 8 H 17 ,

заключающемся в гидрировании олефина водородом при атмосферном давлении водорода на катализаторе, отличающемся тем, что в качестве олефина используют октен-1 или децен-1, а в качестве катализатора используют наночастицы никеля, получаемые in situ восстановлением хлорида никеля (II) боргидридом натрия в среде изопропанола и процесс проводят при температуре 60-70°C в течение 6-8 часов с последующим выделением целевых продуктов.consisting in hydrogenation of olefin with hydrogen at atmospheric pressure of hydrogen on a catalyst, characterized in that octene-1 or decen-1 is used as an olefin, and nickel nanoparticles obtained in situ by nickel (II) chloride reduction with sodium borohydride in isopropanol medium are used as a catalyst and the process is carried out at a temperature of 60-70 ° C for 6-8 hours, followed by isolation of the target products.

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Сущностью метода является реакция гидрирования олефинов из ряда: октен-1, децен-1 газообразным водородом в среде изопропанола в присутствии наночастиц никеля.The essence of the method is the reaction of hydrogenation of olefins from the series: octene-1, decen-1 with gaseous hydrogen in an isopropanol medium in the presence of nickel nanoparticles.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

В плоскодонную колбу загружается боргидрид натрия, изопропанол и безводный хлорид никеля (II) в мольном соотношении боргидрид натрия: хлорид никеля (II) равном 2:1 и получают катализатор по реакцииSodium borohydride, isopropanol and anhydrous nickel (II) chloride in a molar ratio of sodium borohydride: nickel (II) chloride equal to 2: 1 are charged into a flat-bottomed flask and the catalyst is obtained by the reaction

NiCl2+2NaBH4+6(СН3)2СНОН=Ni0+2NaCl+2B(OCH(CH3)2)3+4Н2 NiCl 2 + 2NaBH 4 +6 (CH 3 ) 2 CHOH = Ni 0 + 2NaCl + 2B (OCH (CH 3 ) 2 ) 3 + 4H 2

Количество боргидрида натрия рассчитывается исходя из количества получаемого катализатора с незначительным избытком, и следовательно, влияния гидридов бора на гидрирование олефина не происходит. После получения черного, прозрачного в тонком слое коллоидного раствора металла загружается олефин из ряда: октен-1 или децен-1, и через реакционную массу барботируется газообразный водород, который предварительно пропускается через слой концентрированной серной кислоты для очистки от следов влаги, при атмосферном давлении в течение 6-8 часов при слегка повышенной температуре. Для коагуляции частиц катализатора в реакционную смесь добавляют несколько капель воды. Из фильтрата выделяют целевой продукт фракционной перегонкой при атмосферном давлении.The amount of sodium borohydride is calculated based on the amount of catalyst obtained with a slight excess, and therefore, the effect of boron hydrides on the hydrogenation of olefin does not occur. After receiving a black, transparent in a thin layer of a colloidal metal solution, an olefin is loaded from the series: octene-1 or decen-1, and hydrogen gas is bubbled through the reaction mass, which is previously passed through a layer of concentrated sulfuric acid to remove any traces of moisture at atmospheric pressure in for 6-8 hours at a slightly elevated temperature. To coagulate the catalyst particles, a few drops of water are added to the reaction mixture. The desired product is isolated from the filtrate by fractional distillation at atmospheric pressure.

Свойства синтезированных н-октана и н-декана соответствуют литературным данным.The properties of synthesized n-octane and n-decane are consistent with published data.

Так как стабилизации коллоидных растворов наночастиц металлов не требуется, это значительно упрощает и удешевляет предлагаемый способ гидрирования. Так как и при синтезе катализатора, и восстановлении заявленных веществ используются одинаковые условия, весь процесс сводится к одностадийному синтезу, при котором катализатор образуется in-situ из доступного хлорида никеля. Также достоинством предлагаемого изобретения является применение доступного растворителя и сырья для получения катализатора, мягких условий протекания реакции, что позволяет упростить и удешевить способ получения целевых продуктов.Since stabilization of colloidal solutions of metal nanoparticles is not required, this greatly simplifies and reduces the cost of the proposed method of hydrogenation. Since the same conditions are used in the synthesis of the catalyst and the reduction of the claimed compounds, the whole process is reduced to a one-step synthesis, in which the catalyst is formed in situ from the available nickel chloride. Also, the advantage of the invention is the use of an affordable solvent and raw materials for the preparation of the catalyst, mild reaction conditions, which allows to simplify and reduce the cost of the method of obtaining the target products.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1Example 1

Октан

Figure 00000004
Octane
Figure 00000004

В плоскодонную колбу, снабженную барботером и обратным холодильником, загружают суспензию 1,1 г (0,03 моль) боргидрида натрия в 20 мл изопропанола, после чего постепенно присыпают 1,75 г (0,014 моль) безводного хлорида никеля (II), при этом наблюдают образование черного коллоидного раствора. После этого включают барботаж водорода и добавляют 34 г (0,3 моль) октена-1. Реакцию проводят при нагреве до 60°C в течение 6 часов. По окончании реакции смесь охлаждают, добавляют 1 мл воды для ускорения коагуляции катализатора. Осевший осадок отфильтровывают, отделяют органический слой фильтрата и с использованием дефлегматора отгоняют изопропанол. Остаток перегоняют при атмосферном давлении, получают 28 г (0,246 моль, 82%) октана, бесцветная жидкость, т.к. 124-127°C (лит т.кип. 124-126°С).In a flat-bottomed flask equipped with a bubbler and reflux condenser, a suspension of 1.1 g (0.03 mol) of sodium borohydride in 20 ml of isopropanol is charged, after which 1.75 g (0.014 mol) of anhydrous nickel (II) chloride is gradually sprinkled, while the formation of a black colloidal solution is observed. After that, hydrogen bubbling is started and 34 g (0.3 mol) of octene-1 are added. The reaction is carried out by heating to 60 ° C for 6 hours. At the end of the reaction, the mixture is cooled, 1 ml of water is added to accelerate the coagulation of the catalyst. The precipitated precipitate is filtered off, the organic layer of the filtrate is separated off and isopropanol is distilled off using a reflux condenser. The residue was distilled at atmospheric pressure to obtain 28 g (0.246 mol, 82%) of octane, a colorless liquid, because 124-127 ° C (lit. boiling point 124-126 ° C).

Пример 2Example 2

Декан

Figure 00000005
Dean
Figure 00000005

В плоскодонную колбу, снабженную барботером и обратным холодильником, загружают суспензию 1,1 г (0,03 моль) боргидрида натрия в 30 мл изопропанола, после чего постепенно присыпают 1,75 г (0,014 моль) безводного хлорида никеля (II), при этом наблюдают образование черного коллоидного раствора. После этого включают барботаж водорода и добавляют 35 г (0,25 моль) децена-1. Реакцию проводят при нагреве до 70°C в течение 8 часов. По окончании реакции смесь охлаждают, добавляют 1 мл воды для ускорения коагуляции катализатора. Осевший осадок отфильтровывают, отделяют органический слой фильтрата и с использованием дефлегматора отгоняют изопропанол. Остаток перегоняют при атмосферном давлении, получают 25,2 г (0,18 моль, 72%) декана, бесцветная жидкость, т.к. 174-175°C (лит т.кип. 174-175°C).In a flat-bottomed flask equipped with a bubbler and reflux condenser, a suspension of 1.1 g (0.03 mol) of sodium borohydride in 30 ml of isopropanol was charged, after which 1.75 g (0.014 mol) of anhydrous nickel (II) chloride was gradually added to it, while the formation of a black colloidal solution is observed. After that, hydrogen bubbling is started and 35 g (0.25 mol) of decene-1 are added. The reaction is carried out by heating to 70 ° C for 8 hours. At the end of the reaction, the mixture is cooled, 1 ml of water is added to accelerate the coagulation of the catalyst. The precipitated precipitate is filtered off, the organic layer of the filtrate is separated off and isopropanol is distilled off using a reflux condenser. The residue was distilled at atmospheric pressure to obtain 25.2 g (0.18 mol, 72%) of decane, a colorless liquid, because 174-175 ° C (lit. boiling point 174-175 ° C).

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для применения в лабораторных условиях;- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is intended for use in laboratory conditions;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;- for the claimed invention in the form described in the independent clause of the claims below, the possibility of its implementation using the means and methods described above or known prior to the priority date is confirmed;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении способно обеспечить достижение технического результата.- a tool embodying the claimed invention in its implementation is able to ensure the achievement of a technical result.

Выводыfindings

Разработан новый способ получения линейных алканов, который протекает с высоким выходом по исходным гидрируемым олефинам, заключающийся в восстановлении олефинов при помощи газообразного водорода атмосферного давления в присутствии наночастиц никеля, отличающийся тем, что в качестве исходных олефинов используют октен-1, децен-1 причем восстановление проводят в среде изопропанола, а в качестве катализатора используются наночастицы никеля, получаемые из хлорида никеля (II) in situ и процесс проходит при температуре 60-70°C в течение 7-8 часов. Свойства синтезированных соединений соответствуют литературным данным.A new method for the production of linear alkanes has been developed, which proceeds with a high yield of the starting hydrogenated olefins, which consists in the reduction of olefins using atmospheric pressure hydrogen gas in the presence of nickel nanoparticles, characterized in that octene-1, decen-1 are used as initial olefins, and reduction carried out in an isopropanol medium, and nickel nanoparticles obtained from nickel (II) chloride in situ are used as a catalyst and the process takes place at a temperature of 60-70 ° C for 7-8 hours. The properties of the synthesized compounds correspond to published data.

Claims (1)

Способ получения линейных алканов общей формулы Alk-CH2-CH3, где Alk=C6H13, C8H17, заключающийся в гидрировании олефина водородом при атмосферном давлении водорода на катализаторе, отличающийся тем, что в качестве олефина используют октен-1 или децен-1, а в качестве катализатора используют наночастицы никеля, получаемые in situ восстановлением хлорида никеля(II) боргидридом натрия в среде изопропанола, и процесс проводят при температуре 60-70°C в течение 6-8 ч с последующим выделением целевых продуктов. A method of producing linear alkanes of the general formula Alk-CH 2 -CH 3 , where Alk = C 6 H 13 , C 8 H 17 , which consists in hydrogenating an olefin with hydrogen at atmospheric pressure of hydrogen on a catalyst, characterized in that octene-1 is used as the olefin or decen-1, and nickel nanoparticles obtained in situ by the reduction of nickel (II) chloride with sodium borohydride in isopropanol medium are used as a catalyst, and the process is carried out at a temperature of 60-70 ° C for 6-8 hours, followed by isolation of the desired products.
RU2012136517/04A 2012-08-24 2012-08-24 Method of producing linear alkanes RU2495863C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012136517/04A RU2495863C1 (en) 2012-08-24 2012-08-24 Method of producing linear alkanes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012136517/04A RU2495863C1 (en) 2012-08-24 2012-08-24 Method of producing linear alkanes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2495863C1 true RU2495863C1 (en) 2013-10-20

Family

ID=49357173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012136517/04A RU2495863C1 (en) 2012-08-24 2012-08-24 Method of producing linear alkanes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2495863C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5714537A (en) * 1980-06-30 1982-01-25 Agency Of Ind Science & Technol Hydrogenation of compounds bearing terminal methylene groups
RU2002129756A (en) * 2002-11-04 2004-05-10 Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" METHOD FOR HYDROGENING C6-C20 OLEFIN FRACTIONS
CN101503334A (en) * 2009-03-19 2009-08-12 大连大学 NiCl2 catalyzed 1-octylene transfer hydrogenation method under light irradiation mild condition

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2220127C1 (en) * 2002-11-04 2003-12-27 Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" Method for hydrogenation of c6-c20-olefin fractions

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5714537A (en) * 1980-06-30 1982-01-25 Agency Of Ind Science & Technol Hydrogenation of compounds bearing terminal methylene groups
RU2002129756A (en) * 2002-11-04 2004-05-10 Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" METHOD FOR HYDROGENING C6-C20 OLEFIN FRACTIONS
CN101503334A (en) * 2009-03-19 2009-08-12 大连大学 NiCl2 catalyzed 1-octylene transfer hydrogenation method under light irradiation mild condition

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Co-catalysis of a bi-functional ligand containing phosphine and Lewis acidic phosphonium for hydroformylation–acetalization of olefins
US9434665B2 (en) Ruthenium complex and method for preparing methanol and diol
Polukeev et al. Catalytic dehydrogenation of cyclooctane and triethylamine using aliphatic iridium pincer complexes
RU2456262C1 (en) Method of producing norbornane derivatives
US9061960B2 (en) Method for working up mixtures
KR20150063058A (en) Method for synthesising 2,5-di(hydroxymethyl)furan and 2,5-di(hydroxymethyl)tetrahydrofuran by selective hydrogenation of furan-2,5-dialdehyde
US9315435B2 (en) Method for producing hydroxyphenylcyclohexanol compound
RU2495863C1 (en) Method of producing linear alkanes
RU2479563C1 (en) Method of producing alkylbenzenes
WO2015073889A1 (en) Gasoline prepared from biomass-derived levulinic acid
RU2479562C1 (en) Method of producing straight-chain alkanes
RU2486167C1 (en) Method of producing cyclohexane and derivatives thereof
CN105085323B (en) Novel synthesis process of Darunavir intermediate
TWI644893B (en) Polyol-ether compound and method for producing the same
US20150329452A1 (en) Method for producing optically active isopulegol and optically active menthol
RU2504532C1 (en) Method of producing norbornane derivatives
RU2487857C9 (en) Method of producing norbornane derivatives
CN110218136A (en) Alkene and the coupling of one step of aldehyde efficiently synthesize E- allyl alcohol compound
Cerón-Castelán et al. Rh III and Ir III complexes bearing NNO-heteroscorpionates and their application in catalytic transfer hydrogenation
JP2008247836A (en) Method for producing alcohols
RU2495864C1 (en) Method of producing alkylbenzenes
JPH0149135B2 (en)
US20230241597A1 (en) Platform for the recovery of transition metal catalysts
CA2799356A1 (en) Transition metal catalysts for c-o hydrogenolysis and hydrodeoxygenation
RU2342392C2 (en) Method of 6-ethyl-6-aluminaspiro[3,4] octane

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140825