Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 314-318. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 314-318. Abstract Carveol is used in many different industries, some as an ingredient in flavors or pharmaceuticals. A method for obtaining carveol through the hydrogenation of carvones is considered. Various catalyst loading values, temperatures, and the nature of the solvent are considered. The optimal conditions for the hydrogenation of carvones under mild conditions, in various solvents and at various temperatures were determined. Conditions have been found under which complete conversion of carvones is achieved, and the maximum selectivity of the catalysts for carveol is also achieved. It has been established that selective hydrogenation of the carbonyl group of carvone is an alternative route, however, research is limited by the lowyield of the target compound, so it is relevant to study the route of selective reduction of carvone to carveol. Keywords: adsorption, surface research, creation of selective catalytic systems, hydrogen adsorption, hydrogenation catalysts, liquid-phase hydrogenation, supported catalysts, catalytic activity, selectivity, supported palladium catalysts, carvone, carvacrol, carvomenthone, carvatanacetone, carveol Acknowledgements: the article was supported by the federal budget on the topic of the state assignment of the Ivanovo State University and Chemistry and Technology No. FZZW-2024-0004. The study was conducted using the resources of the Center for the Collective Use of Scientific Equipment of the IGHTU Federal State Budgetary Educational Institution. Funding: state assignment on the topic of research No. FZZW-2024-0004. For citation: Selective liquid phase reduction of carvone to carveol on Pd/Al 2 O 3 / K. A. Nikitin [et ак] // Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 314-318. doi:10.37614/2949- 1215.2024.15.1.052. Введение Недавние исследования жидкофазного гидрирования полиненасыщенных субстратов, таких как карвон, цитраль, лимонен, на нанесённых катализаторах Pt, Pd, Ni, Rh подчеркивают важность изучения кинетики указанных реакций [1-5]. Основной проблемой гидрирования карвона является малая селективность по отношению к выбранным продуктам (карвотанацетон, дигидрокарвон, карвоментон, карвоментол, карвеол и т. д.). В настоящее время существует также проблема определения оптимальных условий гидрирования карвона в мягких условиях в различных растворителях, при разной температуре для достижения полного превращения карвона и для повышения селективности по продуктам. При рассмотрении термодинамики процесса можно сделать вывод, что изолированная связь > C = C < должна быть наиболее лёгкой для гидрирования, далее следует сопряжённая связь > C = C < и, наконец, связь > C = O [ 6 ]. Палладий является известным каталитическим материалом с высокой распространённостью и относительно низкой стоимостью среди благородных металлов [7, 8 ]. Нанесённые и массивные палладиевые катализаторы проявляют более высокую электроактивность при гидрировании ненасыщенных углеводородов, чем катализаторы на основе Pt [ 6 , 9, 10], благодаря чему селективно гидрируются экзогенные (изолированные) или эндоциклические (конъюгированные) связи [4]. Сравнение результатов гидрирования карвона на Pt, Pd и Ni в этаноле при температуре 283-323 К показало, что Pt и Pd более селективны в этой реакции в отношении последовательного гидрирования связей С = С, чем Ni-катализатор [11]. Основными продуктами являются карвотанацетон, карвоментон и карвакрол, обнаруженные в реакционной смеси на Pd-черни. Повышение температуры с 283 до 323 К [12] привело к увеличению количества карвакрола с 19 до 38 %. Скорость поглощения водорода при гидрировании изопропенильной группы практически постоянна, но скорость гидрирования связи > C = O очень низкая, и для её восстановления требуется очень активный катализатор [12]. Изменение давления не оказывает значимого воздействия на механизм реакции гидрирования карвона. Основными факторами, влияющими на кинетику восстановления, по-видимому, являются загрузка катализатора, температура и природа растворителя. Авторы [1] связывают влияние растворителя с константой адсорбционного равновесия и объёмной концентрацией H 2 . Так как TOF для Pd не зависит от растворителя [1], то и исследование реакции гидрирования карвона — это исследование переменных температур, давления и растворителей, которые могут влиять на конкретный вид реализации механизма реакции, то есть благоприятное гидрирование каждой функциональной группы. © Никитин К. А., Осадчая Т. Ю., Меледин А. Ю., Сальникова Н. В., Смирнов Е. П., 2024 315