Đang tải... (xem toàn văn)
Một bài báo cáo của nhóm tác giả tại Trường Đại học Bách khoa miêu tả chi tiết và cụ thể về một lĩnh vực quan trọng của hóa học xanh xúc tác xanh. Những loại xúc tác trên các chất mang polyme rắn, polyme hòa tan và chất mang silica được nêu cô đọng, xúc tích và đầy đủ. Báo cáo là nội dung tham khảo quan trọng cho các bạn sinh viên cũng như học viên cao học đang học môn hóa học xanh.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BÁO CÁO SEMINAR NHỮNG TIẾN BỘ TRONG HÓA HỌC XANH Chủ đề: XÚC TÁC XANH Thực hiện: Nguyễn Văn Tú Phan Thị Phượng Lâm Thị Thu Dung Võ Thị Kiều Diễm GVHD: PGS.TS Phan Thanh Sơn Nam - 51305919 - 91305001 - 13051164 - 13051163 TPHCM, tháng năm 2014 Nghiên cứu công nghiệp Xúc tác sản xuất dược phẩm Xúc tác Lựa chọn hệ xúc t|c phù hợp? Xúc tác chất mang rắn NỘI DUNG Tổng quan xúc tác Xúc tác phức chất mang polyme rắn Xúc tác phức chất mang polyme hòa tan Xúc tác phức chất mang Silica Kết luận LOGO I TỔNG QUAN VỀ XÚC TÁC Khái niệm Chất xúc tác Tăng tốc độ phản ứng = tham gia tương tác hóa học với chất phản ứng giai đoạn trung gian Được phục hồi lại giữ nguyên lượng, thành phần tính chất hóa học Nguyễn Đình Soa Hóa đại cương, NXB Đại học Quốc gia, TPHCM, 2011 LOGO I TỔNG QUAN VỀ XÚC TÁC Khái niệm Trong thực tế, chất xúc tác sử dụng rộng rãi sản xuất hóa phẩm vô cơ, hữu amoniac, axit sunfuric, rượu etylic, polime, cao su, dược phẩm… - Nguyễn Đình Soa Hóa đại cương, NXB Đại học Quốc gia, TPHCM, 2011 - http://www.chemistry-blog.com/2011/01/21/kudos-to-the-fagnou-group/ I TỔNG QUAN VỀ XÚC TÁC I TỔNG QUAN VỀ XÚC TÁC I TỔNG QUAN VỀ XÚC TÁC Phân loại Quá trình xúc tác Đồng thể Dị thể (Homogenous Catalyst) (Heterogenous Catalyst) Nguyễn Đình Soa Hóa đại cương, NXB Đại học Quốc gia, TPHCM, 2011 I TỔNG QUAN VỀ XÚC TÁC Cơ chế tác dụng chất xúc tác Giảm lượng hoạt T|c dụng hóa Ea chủ yếu Tăng tốc độ phản ứng I TỔNG QUAN VỀ XÚC TÁC Cơ chế tác dụng chất xúc tác Cơ chế tác dụng xúc tác dị thể phức tạp so với xúc tác đồng thể Phản ứng xảy bề mặt chất xúc tác (ở trung tâm hoạt động) Nguyễn Đình Soa Hóa đại cương, NXB Đại học Quốc gia, TPHCM, 2011 10 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILCA Xúc tác phản ứng oxi hóa Ngoài ra, nhiều phương pháp cố định Jacobsen lên chất mang Silica nhiều tác giả khác thực hiện: 1/ T/g Kim đ~ cố định Jacobsen lên Silica họ MCM-41 nhờ vào phản ứng nhóm Aldehyde (của phức maganese) nhóm amin chất mang silica: 61 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILCA Xúc tác phản ứng oxi hóa 2/ T/g Bigi đ~ cố định phức manganese họ salen chất mang silica qua liên kết sơ triazine Ưu điểm: cải tiến độ chọn lọc quang học, v{ tạo điều kiện tối đa cho phản ứng bất đối xứng, xúc t|c có khả thu hồi v{ t|i sử dụng Nhược: hiệu suất giảm sau lần t|i sử dụng Phan Thanh Sơn Nam Hóa học xanh tổng hợp hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia, TPHCM, 2012, p109 62 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILCA Xúc tác phản ứng oxi hóa 3/ T/g Che đ~ cố định phức chromium lên chất mang silica MCM41 p/u tạo phức chromium nhóm amin bm silica: Ưu điểm: cho hiệu suất độ chọn lọc quang học tương đối cao ( p/u epoxy hóa alkene), thu hồi tái sử dụng lần Nhược điểm: hoạt tính độ chọn lọc giảm sau lần tái sử dụng, hàm lượng chromium bị vào dd p/ư Phan Thanh Sơn Nam Hóa học xanh tổng hợp hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia, TPHCM, 2012, p110 63 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILCA Xúc tác phản ứng oxi hóa 4/ T/g Clark đ~ cố định phức palladium cố định chất mang silica dùng cho phản ứng ohx # bất đối xứng oxy hóa ancohol Ưu: hiệu suất cao, thu hồi tái sử dụng Nhược: hoạt tính xt giảm mạnh sau lần tái sd Phan Thanh Sơn Nam Hóa học xanh tổng hợp hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia, TPHCM, 2012, p115 64 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILCA Xúc tác phản ứng khử: PP CỐ ĐỊNH: T/g Carpentier cố định phức dirhodium chất mang silica Phan Thanh Sơn Nam Hóa học xanh tổng hợp hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia, TPHCM, 2012, p119 65 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILCA Xúc tác phản ứng khử: ƯU • Độ chuyển hóa chọn lọc quang học tốt • Xt tách khỏi hh p/ư dễ dàng • Dễ thu hồi tái sử dụng NHƯỢC • Hoạt tính độ chọn lọc giảm sau lần tái sử dụng • Rhodium dễ bị hòa tan vào dd p/ứ DÙNG CHO P/U • Khử chọn lọc h/c ketone để điều chế h/c alcohol • p/u chuyển hydrogen & Hydrogen hóa bất đối xứng: • -các dẫn xuất cinnamic acid • - Ethyl nicotinat -> et nipecotinate Phan Thanh Sơn Nam Hóa học xanh tổng hợp hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia, TPHCM, 2012, p118 66 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILCA Xúc tác phản ứng khử: Một số sở xúc tác p/ư sử dụng xt: Hình 85: P/ư hydrogen hóa bất đối xứng sử dụng xúc tác Phan Thanh Sơn Nam Hóa học xanh tổng hợp hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia, TPHCM, 2012, p120 67 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILCA Xúc tác phản ứng khử: Phan Thanh Sơn Nam Hóa học xanh tổng hợp hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia, TPHCM, 2012, p121 68 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILCA Xúc tác phản ứng khử: Phan Thanh Sơn Nam Hóa học xanh tổng hợp hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia, TPHCM, 2012, p122 69 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILCA Các phản ứng cần quan tâm khác: T/g Seebach điều chế xt phức Titanium cố định chất mang silica dùng cho p/ứ hợp chất kẽm v{ aldehyde Ưu điểm: hoạt tính v{ độ chọn lọc tốt, có khả thu hồi v{ t|i sử dụng đến lần thứ 20 m{ cho hoạt tính tốt: Phan Thanh Sơn Nam Hóa học xanh tổng hợp hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia, TPHCM, 2012, p128 70 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILCA Các phản ứng cần quan tâm khác: Ngoài ra, có xúc tác: Xúc tác phức Đồng cố định lên chất mang silica Xúc tác phức cobalt họ salen cố định chất mang silica 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 tổng hợp hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia, TPHCM, 2012, p129-135 71 IV XÚC TÁC PHỨC TRÊN CHẤT MANG SILCA Các phản ứng cần quan tâm khác: 72 V KẾT LUẬN: Mục tiêu quan trọng việc cố định chất xúc tác phức kim loại lên chất mang rắn đ~ đ|p ứng yêu cầu XÚC TÁC XANH Có khả thu hồi tái sủe dụng Hoạt tính độ chọn lọc cao Giảm đáng kể hàm lương kim loại nặng sp Giảm tối đa chất độc hại môi trường Xúc tác xanh thỏa mãn nguyên tắc: P: ngăn ngừa hình thành chất thải C: sử dụng xúc tác cho trình T: thực trình nhiệt độ thường áp suất thường E: chuyển hóa tối đa nguyên liệu thành sản phẩm Y: an toàn LOGO ... nghiệp Xúc tác sản xuất dược phẩm Xúc tác Lựa chọn hệ xúc t|c phù hợp? Xúc tác chất mang rắn NỘI DUNG Tổng quan xúc tác Xúc tác phức chất mang polyme rắn Xúc tác phức chất mang polyme hòa tan Xúc tác. .. Sơn Nam Hóa học xanh tổng hợp hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia, TPHCM, 2012 14 I TỔNG QUAN VỀ XÚC TÁC Xúc tác với hóa học xanh Để hạn chế việc tạo chất thải mặt hạn chế nói trên, xúc tác chất mang rắn... Không chất thải Phan Thanh Sơn Nam Hóa học xanh tổng hợp hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia, TPHCM, 2012 15 I TỔNG QUAN VỀ XÚC TÁC Xúc tác với hóa học xanh Tuy nhiên, việc sử dụng xúc tác chất mang