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Media type:
E-Book
Title:
Synthesis of Carboxylic Acids from Oxygenated Substrates, CO2 and H2 ; Synthèse d'acides carboxyliques à partir de substrats oxygénés, de CO2 et de H2
imprint:
[Erscheinungsort nicht ermittelbar]: HAL CCSD, 2018
Language:
English
Origination:
University thesis:
Dissertation, HAL CCSD, 2018
Footnote:
Description:
Aliphatische Carbonsauren werden in vielen industriellen Bereichen verwendet und ihre wirtschaftliche Bedeutung nimmt zu. Sie werden derzeit in gror.en Mengen hergestellt, indem das meistens nicht erneuerbare Kohlenmonoxid als C1-Synthon genutzt wird. Kohlendioxid ist ein potenziell umweltfreundlicher, erneuerbarer und abundanter C1-Baustein. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Protokolls zur katalytischen Umwandlung von C02, H2 und sauerstoffhaltigen Substraten, um nützliche Chemikalien, wie Carbonsauren zu erhalten. Zu diesem Zweck wird ein homogenes Rh-Katalysatorsystems zur Herstellung aliphatischer Carbonsauren aus sauerstoffhaltigen Substraten, C02 und H2 untersucht und optimiert. Das System besteht aus Rh-Prakursor, lodid-Additiv und PPh3 als Ligand, die in einem Batchreaktor unter C02 und H2 eingesetzt werden. Die Reaktionsbedingungen wurden für folgende Substratklassen optimiert: primare Alkohole, sekundare Alkohole, Ketone, Aldehyde und Epoxide. Es wurden insgesamt 30 verschiedene Substrate mit Ausbeuten bis zu 80% zu Carbonsauren umgesetzt. Darüber hinaus wurde das System mit einem, Statistische Versuchsplanung-Ansatz untersucht, um zusatzliche lnformationen zu den untersuchten Parametern zu erhalten. Mechanismus und katalytisch aktive Spezies wurden durch verschiedene Experimente wie Konkurrenzreaktionen, NMR- und Markierungsexperimenten untersucht. Dies erschloss den Reaktionsweg, der aus mehreren nicht-katalytischen Transformationen und zwei katalytischen Schritten besteht. Die Reaktion verlauft durch eine, reverse Wassergas-Shift-Reaktion" (rWGSR), die C02 und H2 in C0 und H20 umwandelt. Diese werden wiederum bei der nachfolgenden Hydrocarboxylierung des in-situ gebildeten Alkens unter Bildung der Carbonsaure verbraucht. Das katalytische System ahnelt herkômmlichen Rh-Carbonylierungs- und WGSR-Katalysatoren. PPh3 fungiert als zusatzlicher Ligand, der es dem Katalysator ermôglicht unter den gleichen Reaktionsbedingungen mit minimaler Menge toxischen C0 als Liganden zu arbeiten. Zusatzlich wurde ein heterogenes katalytisches System für die gleiche Reaktion untersucht. Single atom catalysts" (SACs) erhalten gror.e Aufmerksamkeit als neue Katalysatorklasse. Sie kombinieren die Selektivitat und hohe Aktivitat homogener und die einfache Abtrennung und Recycling heterogener Katalysatoren Verschiedene Katalysatoren aus auf N-dotiertem Graphen dispergierten Rh-Atomen, wurden synthetisiert und charakterisiert. Dadurch wurden lnformationen über die chemische und physikalische Struktur des Materials gewonnen und als Katalysatoren für C02-Aktivierung, Carbonsauresythese, Hydrierung und Hydrogenolyse getestet