Wpływ parametrów technologicznych na proces epoksydacji eteru diallilowego 30-proc. nadtlenkiem wodoru na katalizatorze tytanowo-silikatowym Ti-MWW

• Autorzy: Wróblewska A. , Drewnowska E. , Szymańska A.

Warianty tytułu

EN

The influence of technological parameters on the process of diallyl ether epoxidation using 30 wt% hydrogen peroxide and over the titaniumsilicate Ti-MWW catalyst

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad wpływem parametrów technologicznych na proces epoksydacji eteru diallilowego (EDA) na katalizatorze tytanowo-silikatowym Ti-MWW, w obecności 30-proc. nadtlenku wodoru oraz w metanolu jako rozpuszczalniku. Badanymi parametrami były: temperatura reakcji (40-80°C), stosunek molowy EDA/H₂O₂ (1:1,5; 1:1,25; 1:1; 2:1; 3:1; 4:1 oraz 5:1), stężenie rozpuszczalnika – metanolu (30-80% wag.), ilość katalizatora – Ti-MWW (2-7% wag.) oraz czas reakcji (1-4 h). Ponadto w artykule przedstawiono metodykę prowadzenia procesu epoksydacji EDA oraz sposób jakościowego i ilościowego oznaczania składu mieszanin poreakcyjnych za pomocą takich metod analitycznych, jak: 1) analiza chromatograficzna, 2) metoda jodometryczna i 3) metoda potencjometryczna. Analiza chromatograficzna pozwoliła oznaczyć skład jakościowy i ilościowy mieszanin poreakcyjnych. Metodą jodometryczną oznaczano stężenie nieprzereagowanego nadtlenku wodoru, a metodą potencjometryczną stężenie powstałej w procesie gliceryny. Przeprowadzone analizy wykazały, że głównym produktem epoksydacji eteru diallilowego 30-proc. nadtlenkiem wodoru na katalizatorze Ti-MWW jest eter allilowo-glicydolowy (EAG). Produktami ubocznymi tego procesu są natomiast: gliceryna, eter diglicydolowy, 3-alliloksy-1,2-propanodiol, alkohol allilowy, glicydol oraz akroleina. Epoksydacja eteru diallilowego na katalizatorze Ti-MWW przebiega najkorzystniej w temperaturze 60°C, przy stosunku molowym H₂O₂/EDA = 1:1, stężeniu metanolu (rozpuszczalnika) 50% wag., ilości katalizatora Ti-MWW 4% wag. i w czasie 3 godzin.

EN

This paper presents results of the studies on the influence of technological parameters on the process of diallyl ether (EDA) epoxidation over the titanium silicate Ti-MWW catalyst, in the presence of 30 wt% hydrogen peroxide and in methanol as a solvent. The tested parameters were as follows: temperature (40-80°C), the molar ratio of EDA/H₂O₂ (1:0.7, 1:0.8, 1:1, 2:1, 3:1, 4:1 and 5:1), the concentration of solvent – methanol (30-80 wt%), the amount of catalyst – Ti-MWW (2-7 wt%) and reaction time (1-4 h). Furthermore, this article presents the methodology of the process of EDA epoxidation and the method of qualitative and quantitative establishing the composition of the post-reaction mixtures, using such analytical methods as: 1) the gas chromatography, 2) the iodometric titration and 3) the potentiometric titration. Chromatographic analysis helped to determine the qualitative and quantitative composition of the post-reaction mixtures. By the iodometric titration was possible to determine the concentration of the unreacted hydrogen peroxide and by the potentiometric titration the concentration of glycerol. The analyses showed that the main product of the epoxidation of diallyl ether using 30 wt% hydrogen peroxide over the Ti-MWW catalyst is allyl-glycidyl ether (EAG), and by-products are: glycerol, diglycidyl ether, 3-allyloxy-1,2-propanodiol, allyl alcohol, glycidol and acrolein. Epoxidation of diallyl ether over Ti-MWW catalyst is effective at 60°C, at the molar ratio of EDA/H₂O₂ = 1:1, at the methanol (the solvent) concentration of 50 wt%, at the Ti-MWW catalyst concentration of 4 wt% and for the reaction time of 3 hours.

Słowa kluczowe

PL

epoksydacja; eter diallilowy; nadtlenek wodoru; katalizator Ti-MWW; chromatografia gazowa

EN

epoxidation; diallyl ether; hydrogen peroxide; Ti-MWW catalyst; gas chromatography

• Wydawca: Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Aparatury Badawczej i Dydaktycznej, COBRABiD sp. z.o.o
• Czasopismo: Aparatura Badawcza i Dydaktyczna
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 22, nr 1
• Strony: 45--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Wróblewska A.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Technologii iInżynierii Chemicznej, Instytut Technologii Chemicznej Organicznej, Szczecin, Polska

autor

Drewnowska E.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej, Instytut Technologii Chemicznej Organicznej, Szczecin, Polska

autor

Szymańska A.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej, Instytut Technologii Chemicznej Organicznej, Szczecin, Polska

Bibliografia

• 1. Paryjczak T., Promowanie zrównoważonego rozwoju przez zielonąchemię, Problemy Ekorozwoju 3 (1) (2008), 39-44.
• 2. Clark J. H., Green chemistry: challenges and opportunities, GreenChemistry 1 (1999), 1-8.
• 3. Clark J. H., Green chemistry: today (and tomorrow), Green Chemistry 8 (2006), 17-21.
• 4. Anastas P. T., Zimmerman J. B., Design of Through the 12 Principles Green Engineering, Environmental Science & Technology 37 (2003), 94-101.
• 5. Bieda A., Epoksydacja alkoholi allilowych na katalizatorze tytanowo-silikalitowym Ti-MWW. Rozprawa doktorska, Wydawnictwo Uczelniane Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego, Szczecin (2011).
• 6. Adam W., Corma A., Reddy I., Renz M., Diastereoselective Catalytic Epoxidation of Chiral Allylic Alcohols by the TS-1 and Ti-β Zeolites:  Evidence for a Hydrogen-Bonded, Peroxy-Type Loaded Complex as Oxidizing Species, J. Org. Chem. 62 (11) (1997), 3631-3637.
• 7. Wajzberg-Prokowska J., Epoksydacja 1-buten-3-olu na katalizatorach tytanowo-silikalitowych, Wydawnictwo Uczelniane Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego, Szczecin (2010).
• 8. Rzepkowska M., Epoksydacja alkoholu metallilowego 30-proc. nadtlenkiem wodoru na katalizatorze TS-1, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin (2006).
• 9. Wróblewska A., Epoksydacja alkoholu allilowego nadtlenkiem wodoru na katalizatorach tytanowosilikalitowych, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin (1998).
• 10. Pohanish R., Sittig’s Handbook of Toxic and Hazardous Chemicals and Carcinogens, William Andrew Publishing, Norwich (2008).
• 11. Ciullo P. A., Industrial Minerals and Their Uses – A Handbook and Formulary, Noyes Publications, New Jersey (1996).
• 12. Ebnesajjad S., Handbook of Adhesives and Surface Preparation – Technology, Applications and Manufacturing, Elsevier, Oxford (2011).
• 13. Troitzsch J., Plastics Flammability Handbook – Principles, Regulations, Testing, and Approval (3rd Edition), Hanser Publishers, Cincinnati (2004).
• 14. Ebnesajjad S., Surface Treatment of Materials for Adhesion Bonding, William Andrew Publishing, Norwich (2006).

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).