0 20 40 60 80 100 120 0
20 40 60 80 100
Wydajnosc [%]
Czas [min]
BADANIA NAD ZASTOSOWANIEM KWAŚNYCH CIECZY JONOWCH W REAKCJI ESTRYFIKACJI
Ciecze jonowe to sole zbudowane z organicznego kationu oraz organicznego lub nieorganicznego anionu. Ze względu na znikomą prężność par, zdolność do rozpuszczania wielu substancji chemicznych jednocześnie, wysoką stabilność termiczną i szeroki zakres ciekły, związki te stały się nowym obiecującym medium reakcyjnym.
Obiektem wzmożonych badań w ostatnim dziesięcioleciu są kwaśne ciecze jonowe. Istnieje szereg prac dotyczących ich syntezy oraz wykorzystania jako katalizatorów i rozpuszczalników w różnych procesach chemicznych.
PROTIC IONIC LIQUIDS
c HA + (1- c) B (1- c) BH
++ c A
-HA – kwas siarkowy B – zasada
c - ułamek molowy kwasu
Zastosowanie kwaśnych cieczy jonowych w reakcji estryfikacji pozwala na prowadzenie reakcji już w temperaturze pokojowej z uzyskaniem wysokich wydajności
produktu. Dodatkowo
eliminowany jest największy problem na jaki napotyka się podczas produkcji estrów. Dzięki
cieczy jonowej produkt reakcji wydzielany jest do odrębnej fazy,
co pozwala na przesunięcie stanu równowagi reakcji.
Dodatkowo ułatwia to proces wydzielania produktu poprzez prosty rozdział faz. Katalizator w
przeciwieństwie do
konwencjonalnych metod może zostać ponownie użyty w
kolejnym procesie.
Struktury badanych cieczy
χH2SO4 =0.5 χH2SO4 =0.67 χH2SO4 =0.75
Wpływ ilości cieczy jonowej na szybkość reakcji Wpływ budowy anionu cieczy jonowej na reakcję estryfikacji
Literatura
1. C.Chiappe et al. Green Chem. 2013, 15, 137.
2. D.-J.Tao et al. Ind. Eng. Chem. Res. 2011, 50, 1989.
3. A. Chrobok et al. Appl. Catal. 2009, 366, 22.
4. M.P. Atknis et al. Chem. Commun. 2010, 46, 1745
Autorka posteru jest stypendystką projektu
„DoktoRIS – Program stypendialny na rzecz innowacyjnego Śląska”
Praca badawcza została sfinansowana w ramach projektu NCN „Harmonia”
(Nr UMO-2012/06/M/ST8/00030)
Reakcja modelowa
T= 30°C ; A:K = 1:1; IL= 25%wag. T= 30°C ; A:K = 1:1; IL= %mol/ mol A
Wpływ temperatury na szybkość reakcji estryfikacji z udziałem kwaśnych cieczy jonowych
A:K = 1:1; IL= 5%mol / mol A.
CIECZ JONOWA WYDAJNOŚĆ OCTANU BUTYLU
KATION χ 60 min 120 min
0.5 5 8
0.67 41 50
0.75 71 78
0.5 15 24
0.67 53 62
0.75 71 80
0.5 11 20
0.67 4 8
0.75 63 70
0.5 3 7
0.67 6 15
0.75 36 44
W ramach niniejszej pracy prowadzono badania nad syntezą oraz
właściwościami katalitycznymi kwaśnych protycznych cieczy jonowych, posiadających wolny proton na czwartorzędowym atomie azotu w
kationie. Ta cecha sprawia, że ciecz nabiera właściwości kwasu Brønsteda.
2-pikolina
N-metyloimidazol N,N,N-trietyloamina N-metylopirolidyna
Związki otrzymuje się w wyniku
transferu protonu z odpowiedniego kwasu Brønsteda do zasady
Brønsteda.
Katalityczne właściwości cieczy jonowych wykazano w modelowej reakcji
estryfikacji. Przeprowadzono badania wpływu struktury cieczy, w tym budowy kationu i anionu na szybkość reakcji. Określono również wpływ: ilości cieczy
jonowej, czasu i temperatury na szybkość reakcji estryfikacji
T= 30°C ; A:K = 1:1; IL= 5%mol/ mol A
Politechnika Śląska, Wydział Chemiczny, Katedra Technologii Chemicznej Organicznej i Petrochemii,
ul. Krzywoustego 4, 44-100 Gliwice, Polska;
Karolina.Matuszek@polsl.pl
Karolina Matuszek
*, Anna Chrobok
25°C 50°C 90°C
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
W (%)
Temp (C) c = 0.5
c = 0.67 c = 0.75
0 100 200 300 400 500
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
1% mol 5% mol 10% mol 12 % mol 15 % mol
Wydajnosc [%]
Czas [min]
