Co(salen) powders were homogeneously scattered over a ceramic fibre network to give a catalyst paper and the Co(salen) paper was tested for the oxidative degradation of a kraft lignin using H2O2 as an oxidant. Due to the structural effect of the interconnected 3D-network, the catalyst paper exhibited a higher performance in the oxidation of kraft lignin with a oil yield of 23.27 % than the original Co(salen) powder with an oil yield of 10.63 %, along with excellent recycling performance. 2,6-Dimethoxyphenol (2.32 mg/kg kraft lignin), vanillin (3.80 mg/kg kraft lignin), and syringaldehyde (2.63 mg/kg kraft lignin) were found to be the main products in the oil obtained. In addition, the structural changes in the kraft lignin were also studied during the process. The phenolic compounds were formed through side chain oxidation together with the oxidative cleavage of β-O-4 linkage.
An attempt has been made to selectively oxidise synthetic lignin-like polymer for fine chemicals. The G- and S-type polymers (G- and S- type lignin model polymers) were synthesized using simple aromatic compounds as starting materials and then oxidised to benzaldehydes by reacting them with Co(salen) catalytic system. The reaction was characterized by measuring the change of the polymer with FTIR, C-13 NMR and GC-MS spectroscopy. The results obtained by the FTIR and C-13 NMR showed that the effects of NaOH were important and higher yield of benzaldehydes characterized by GC-MS in the presence of NaOH in the course of catalytic oxidation of the polymer demonstrated these effects. From the results, the catalyst could suitably be used in green procedures for lignin transformation.
Molecular oxygen (O2) is widely used as an oxidant in catalytic oxidation. This study was part of a biomimetic oxidation targeted at increasing the use of lignin in the production of chemicals through the application of salen transition metal catalysts. In this work, the catalytic performance of a cobalt-Schiff base catalyst Co(salen) in the presence of an oxidant and a ligand, such as pyridine, was analysed using two polymeric lignin model compounds. Oxidation experiments were carried out in alkaline water (pH 11-12) with the use of H2O2 and atmospheric oxygen (1atm) as oxidants. Co(salen) was an active catalyst, increasing the oxidation rate of the S- and G- type phenolic model polymers. In studies with FTIR, C-13 NMR, and GC-MS spectroscopy, the Co(salen)- -catalysed oxidation rate was found to be high in the presence of O2. O2 had effects on the activity of the Co(salen), and it was concluded that the rate of the decomposition of the polymer was increased with the addition of O2. The structure of the lignin model polymers also had an effect on their decomposition. In the form of two CH3O-group polymers (S-type lignin model polymer), the depolymerisation decreased. Irrespective of the polymer (both S- and G- type lignin model polymers), the depolymerisation generated benzaldehydes as the main observed products. The model polymer studies were confirmed to be a useful way to obtain information about the reactions occurring during catalytic oxidation.
PL
Co(salen) to kompleks koordynacyjny stanowiący pochodną ligandu salenowego (dis- alicylaloetylenodiaminy) i kobaltu. Jego pochodne znajdują zastosowanie jako katalizatory. Przeprowadzono badania nad biomimetycznym utlenianiem ligniny i modelowych związków lignin z wykorzystaniem kompleksu Co(salen). Stwierdzono, że reakcje utleniania katalizowane kompleksu Co(salen) pozwalają na powstania wartościowych produktów, które umożliwią wykorzystanie ligniny w aspekcie przyszłych zastosowań jako biomasa i biopaliwa. W pracy zastosowano dwa syntetyczne polimery ligninowe typu S i G, jako mode-lowe substraty do dalszych badań nad zachowaniem ligniny w reakcjach utleniania katalizowanych kompleksem Co(salen). Jego katalityczną skuteczność i wpływ O2 analizowano za pomocą spektroskopii FTIR, C-13 NMR i chromatografii GC-MS. Odkryto, że Co(salen) zwiększa stopień utlenienia polimerów typu S i G. Natomiast O2 wpływa na jego aktywność. Stopień rozkładu omawianych dwóch polimerów zwiększa się wraz z dodaniem O2. Struktura polimerów wpływa na ich rozkład. W przypadku polimeru z dwiema grupami CH3O- (typ S) depolimeryzacja zmniejszała się. Niezależnie of typu polimeru (S lub G) w procesie depolimeryzacji tworzyły się znaczne ilości benzaldehydów, jako głównych produktów reakcji, zwłaszcza w obecności O2. Kompleksy Co(salen) wydają się być obiecującymi katalizatorami utleniania dla selektywnych transformacji syntetycznych lignino-podobnych polimerów z wykorzystaniem O2, jako końcowego (ostatecznego) utleniacza. Efekt O2 zwiększają zdolność katalityczną Co(salen)u w reakcji utleniania.
The catalytic properties of Cobalt salen? complex in the oxidation of a lignin model compound [veratrylglycerol-beta-guaiacyl-alpha,gamma-dimethylether, VGD] have been investigated in order to obtain the mechanistic aspects of the reaction between Co(salen) and VGD under an oxygen atmosphere using hydrogen peroxide as an oxidant. VGD was found to undergo structural changes in response to the catalytic reaction as characterised by different analytical techniques (FT-IR, H-1 NMR and GC-MS), yielding 2-methoxy phenol and biphenyl. A mechanism for the oxidation of VGD was postulated.
PL
Zbadano katalityczne właściwości kompleksu Co(Salen) w utlenianiu modelowego związku ligniny (veratrylglycerol-alfa-guaiacyl-beta,gamma-dimetyleter, VGD) w celu określenia mechanicznych aspektów reakcji pomiędzy Co(salen) i VGD w atmosferze tlenu przy zastosowaniu nadtlenku wodoru jako utleniacza. Zaobserwowano, że w VGD zaszły zmiany strukturalne w odpowiedzi na reakcję katalityczną, co przedstawiono za pomocą różnych technik analitycznych (FTIR, H-1 NMR oraz GC-MS). W efekcie otrzymano 2-metoksy fenol i bifenyl.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.