Zeolit dalam Substitusi Aromatik Elektrofilik ; Alkilasi (Alkylation) Dan Asilasi (Acylation)
Kimia zeolit sebagian besar digunakan dalam pengembangan dan kepentingan ekonomi ke bidang petrokimia dan bahan kimia dasar. Hal ini telah disadari sejak tahun 1970-an bahwa zeolit menawarkan potensi luar biasa bagi ahli kimia katalitik yang mencari katalis yang dibuat khusus untuk mengubah bahan kimia organik pada skala yang lebih kecil.
Zeolit dapat mengandung situs asam Brønsted atau Lewis dengan kekuatan yang terkontrol dengan baik dan dalam jumlah yang terkontrol; mereka juga dapat difungsikan dengan situs asam Lewis ekstra dengan substitusi isomorf dari kerangka, dengan pertukaran ion atau dengan jebakan kompleks, dan kelompok logam dengan ukuran yang dapat dikontrol dapat dimasukkan, baik di volume pori dalam atau di permukaan luar.
Berbagai macam topologi yang tersedia kemudian menambahkan dimensi ekstra selektivitas bentuk. Beberapa tinjauan awal dengan sangat baik merangkum kemungkinan kimia organik yang kaya pada zeolit; efek zeolit yang relevan pada reaksi organik juga menjadi topik makalah ulasan oleh salah satu dari kami pada kesempatan sekolah musim panas Asosiasi Zeolit Internasional.
Dalam kontribusi ini, kami menggambarkan penggunaan zeolit dalam spektrum yang luas dari konversi organik. Contoh terbaru termasuk topologi zeolit baru, zeolit dengan porositas terkontrol atau hierarkis, dan zeolit dengan elemen tertentu yang tersubstitusi secara isomorfik dalam kisi. Pada bagian akhir, diberikan contoh penggunaan zeolit untuk pemanfaatan energi terbarukan.
Alkilasi
Salah satu alat utama dalam produksi bahan kimia halus adalah alkilasi Friedel-Crafts, yang saat ini mencakup proses skala besar yang dilakukan pada zeolit seperti produksi etilbenzena pada H-ZSM-5, H-Beta atau H-MCM-22 , dan produksi kumena pada H-mordenit yang mengalami dealuminasi.
Namun, efek paling menonjol dari selektivitas bentuk dalam reaksi alkilasi aromatik telah diamati menggunakan aromatik dinuklear seperti bifenil dan naftalena. Dalam dialkilasi bifenil dengan propilena, produk p,p' yang diinginkan terbentuk secara selektif di dalam pori-pori lurus dari mordenit terdealuminasi dan dalam berbagai zeolit seperti H-ZSM-5, H-CIT-5, H-SSZ-31 dan H-SAPO-5, sedangkan isomer p,m' yang lebih stabil secara termodinamika terbentuk pada sisi asam eksternal.
Selektivitas dapat ditingkatkan dengan menggunakan isobutena atau 1-butena, seperti yang ditunjukkan dengan H-SSZ-31; sebaliknya, etilena adalah zat alkilasi yang lebih sulit untuk mencapai selektivitas bentuk, karena batasan sterik yang terbatas pada produk yang dietilisasi dalam pori-pori 8,9. P,p'-dietilbifenil yang diinginkan (86 %) dapat diperoleh dengan transalkilasi dengan polietilbenzena melalui H-Y.
Senyawa p,p'-dimetil dapat diperoleh dengan menggunakan H-SAPO-11 dan 4-metilbifenil sebagai reaktan awal. Selektivitas tinggi (70-85%) dapat ditingkatkan lebih lanjut dalam metanol superkritis, tetapi metilasi dengan cepat berhenti karena pembentukan kokas.
Ketergantungan selektivitas bentuk pada ukuran dan sifat zat pengalkilasi dan pembukaan pori zeolit secara efektif ditunjukkan oleh studi tentang alkilasi naftalena. Dengan MeOH sebagai agen pengalkilasi, zeolit berpori medium seperti H-ZSM-5 mampu menghambat metilasi ganda dan lebih menyukai 2 - isomer. Menggunakan isopropanol, H-MOR selektif bentuk untuk isomer, sedangkan katalis HY menunjukkan sedikit diskriminasi antara berbagai produk dialkilasi.
Akhirnya, dengan menggunakan sikloheksena atau sikloheksilbromida sebagai reaktan dan H-Y sebagai katalis, alkilasi pada posisi a- ditekan sepenuhnya. Dalam kasus terakhir, bagaimanapun, sistem pori masih tidak mampu membedakan 2,6- dari 2,7-isomer yang diperoleh dalam jumlah yang sama (29 dan 26%) tetapi masih berlaku atas produk monoalkilasi (31% ).
Perilaku serupa telah terlihat untuk alkilasi 2-metoksinaftalena. H-ZSM-5 juga selektif untuk konversi 2-metil- menjadi 2,6-dimetilnaftalena karena kedua senyawa dapat berdifusi dalam pori-pori, tetapi tidak pada 2, 7-isomer. Produk yang sama dapat diperoleh melalui transmetilasi naftalena atau metilnaftalena dengan 1,2,4-trimetilbenzena melalui H-ZSM-12.
Sistem pori yang lebih besar dan aksesibilitas yang mudah diperlukan untuk alkilasi dengan -olefin besar, di mana 2-arilkana adalah produk target untuk produksi surfaktan tersulfonasi biodegradable. Dalam reaksi benzena dengan 1-dodesen, selektivitas untuk 2-fenildodekana jauh lebih tinggi menggunakan mordenit dealuminasi (80%) atau komposit MCM-41/Beta (76%) dibandingkan dengan zeolit H-Beta atau H-Y. Tren serupa diamati pada alkilasi toluena dengan 1-heptena.
Selektivitas bentuk keadaan transisi telah digunakan untuk menjelaskan selektivitas pada mordenit; tetapi derajat isomerisasi olefin yang berbeda mungkin juga berperan. Alkilasi -metilnaftalena dengan olefin C pada H-Y dan H-Beta juga telah dilaporkan dengan selektivitas yang baik untuk produk monoalkilasi.
Dimungkinkan untuk melakukan alkilasi bromobenzena di atas zeolit H-USY dengan zat alkilasi bifungsional yang lebih kecil seperti alil alkohol dan alil asetat, tetapi penyerapan yang lebih disukai dari senyawa ini menyebabkan pembentukan awal yang kuat dari produk samping yang menurun seiring waktu setelah penonaktifan senyawa ini. permukaan luar zeolit.
Untuk mengurangi efek pembatasan difusi di dalam jaringan saluran, zeolit dengan mesoporositas tambahan juga telah diselidiki dalam reaksi alkilasi dengan hasil yang agak beragam. Eksperimen awal menunjukkan peningkatan yang nyata dalam konversi dan selektivitas untuk alkilasi benzena dengan propanol di atas H-Beta mesopori yang diperoleh dengan polimer organik sebagai co-templat mesostrukturisasi dibandingkan dengan bahan berpori murni.
Di sisi lain penurunan konversi dalam etilasi benzena pada pengenalan mesoporositas dalam Beta setelah sintesis dengan desilikasi alkali diamati, yang dikaitkan dengan perisai situs asam kuat selama pengobatan.
Namun, ZSM-5 mesopori yang disintesis dengan organosilan amfifilik menunjukkan konversi sembilan kali lebih tinggi (91%) daripada sampel ZSM-5 induk untuk benzilasi benzena dengan benzilalkohol. ZSM-5 yang diberi perlakuan alkali telah menunjukkan kinerja yang luar biasa dalam sintesis etilbenzena.
Asilasi
Terlepas dari peningkatan terbatas regioselektivitas menggunakan zeolit dalam reaksi asetilasi molekul kecil seperti anisol dan veratrole untuk proses yang relevan secara industri, keuntungan utama mereka masih berada di sifatnya yang lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan reaksi AlCl3 tradisional.
Keterbatasan ukuran pori untuk asilasi anisol dengan molekul besar seperti oktanoil klorida dapat diatasi dengan menggunakan katalis komposit seperti MCM-41/Beta yang telah menunjukkan hasil para-produk yang hampir sempurna setelah 1 jam.
Lebih menonjol dalam asilasi adalah pengaruh kandungan Al dan dengan demikian hidrofobisitas dan sifat penyerapan katalis aktif, yang dapat dilihat pada benzoilasi langsung fenol dengan benzoat anhidrida untuk menghasilkan 4-hidroksibenzofenon (4-HBP). H-Beta dan H-Y menunjukkan konversi sedikit lebih tinggi dari 95% tetapi selektivitas beberapa kali lebih baik untuk 4-HBP (hasil 23,3%) dibandingkan dengan rute AlCl3 tradisional.
Selektivitas bentuk produk lebih menonjol dalam asetilasi substrat yang lebih besar seperti 2-metoksinaftalena dengan anhidrida asetat. Dalam reaksi terakhir, isomer 1-asetil lebih disukai secara kinetik tetapi isomer 6-asetil yang relevan secara farmasi dibentuk hampir secara eksklusif pada H-Beta dengan kombinasi asetilasi langsung dan transasetilasi antarmolekul intraporous dari isomer 1-asetil karena difusi yang lebih lambat dan lebih lama. waktu tinggal di dalam pori-pori.
Efek selektivitas bentuk keadaan transisi juga dapat diamati dalam reaksi naftalena dengan anhidrida asetat atas H-Beta sementara pada saat yang sama hidrofobisitas decalin sebagai pelarut dapat digunakan untuk meningkatkan laju reaksi. Hasil untuk reaksi ini telah dibandingkan untuk H-Beta, dan untuk struktur terkait H-ITQ-17, yang merupakan C-polimorf zeolit Beta murni, dan untuk H-ITQ-7, yang merupakan bahan terkait dengan sedikit lebih sempit. pori-pori.
Dengan dua bahan terakhir, selektivitas yang lebih tinggi untuk isomer 6-asetil diperoleh, karena isomer 1-asetil berdifusi lebih lambat melalui struktur ini daripada melalui Beta itu sendiri. Namun, reaksi dengan H-ITQ-7 dan H-ITQ-17 juga menghasilkan nilai konversi yang lebih rendah.
Kombinasi asilasi dan dehidrasi toluena satu pot yang praktis juga telah ditunjukkan pada H-Beta, H-Y dan H-MOR untuk menghasilkan 2-metilantrakuinon dalam fase cair. Khusus zeolit H-Beta menunjukkan selektivitas yang tinggi untuk 2-metilantrakuinon sebesar 91% dengan rendemen 61%.
Sangat menarik untuk dicatat bahwa hasil meningkat menjadi 82% ketika menggunakan asam ftalat sebagai pengganti anhidrida sebagai agen pengasilasi. Selain itu, H-Beta berukuran nano menunjukkan kinerja katalitik yang lebih tinggi dan peningkatan selektivitas yang minimal karena laju difusi yang lebih cepat dan deaktivasi yang lebih lambat. .
Efek menguntungkan dari iradiasi gelombang mikro pada asilasi katalis zeolit telah ditunjukkan untuk reaksi eter aromatik seperti 2,3-dihydrobenzofuran atau anisole dengan asam karboksilat seperti asam heksanoat. Menggunakan H-Beta atau H-Y sebagai katalis, nilai konversi 60% dicapai dalam 30 menit pada 190 °C, yang dua kali lipat dari reaksi konvensional yang dilakukan secara paralel.
Distributor Zeolit Untuk Berbagai Aplikasi dan Industri
Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan zeolit untuk pengolahan berbagai produk Anda, kami siap membantu. Ady Water jual zeolit untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram.
Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.
Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;
Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung
Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194
Zeolit Filtrasi Air Jakarta
Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830
Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat
Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480
Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:
• 0821 2742 4060 (Ghani)
• 0812 2165 4304 (Yanuar)
• 0821 2742 3050 (Rusmana)
• 0821 4000 2080 (Fajri)
• 0812 2445 1004 (Kartiko)
• 0812 1121 7411 (Andri)
Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.
Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.
Tags :
Ady Water
ADY WATER
Konsultasi Gratis dengan para sales kami untuk menemukan solusi yang paling tepat untuk kebutuhan Bapak Ibu
- Ady Water
- Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194
- Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830
- Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480
- Kupang Panjaan I No.18, DR. Soetomo, Kec. Tegalsari, Kota SBY, Jawa Timur 60264
- 022 723 8019