Новий суперкислотний ZrO₂−SiO₂−Al₂O₃ оксид та його активність в олігомеризації тетрагідрофурану

Abstract

Золь-гель методом синтезовано висококислотний змiшаний ZrO₂−SiO₂−Al₂O₃ оксид. Знайдено, що концентрацiйне поле утворення суперкислотних (H₀ = −14,52) центрiв обмежується вмiстом катiонiв 12 ≤ Zr⁴⁺ ≤ 39, 48 ≤ Si⁴⁺ ≤ 72, 3 ≤ Al³⁺ ≤ 31%(ат.). Згiдно iз IЧ-спектрами адсорбованих пiридину та дейтерованого ацетонiтрилу, на поверхнi ZrO₂−SiO₂−Al₂O₃ присутнi кислотнi L- та B-центри. Суперкислотнiсть ZrO₂−SiO₂−Al₂O₃ пов’язана з утворенням координацiйно-ненасичених iонiв цирконiю як сильних центрiв Льюїса. Показано, що ZrO₂−SiO₂−Al₂O₃ ефективно каталiзує олiгомеризацiю тетрагiдрофурану в присутностi оцтового ангiдриду з 68% виходом ацетату полiтетраметиленоксиду (Mn = 510) при 40 °С.Золь-гель методом синтезирован сильнокислотный смешанный ZrO₂−SiO₂−Al₂O₃ оксид. Найдено, что концентрационное поле образования суперкислотних (H0 = −14,52) центров ограничивается содержанием катионов 12 ≤ Zr⁴⁺ ≤ 39, 48 ≤ Si⁴⁺ ≤ 72, 3 ≤ Al³⁺ ≤ 31%(ат.). Согласно ИК-спектрам адсорбированных пиридина и дейтерированного ацетонитрила, на поверхности ZrO₂−SiO₂−Al₂O₃ присутствуют кислотные L- и В-центры. Суперкислотность ZrO₂−SiO₂−Al₂O₃ связана с образованием координационно-ненасыщенных ионов циркония как сильных центров Льюиса. Показано, что ZrO₂−SiO₂−Al₂O₃ эффективно катализирует олигомеризацию тетрагидрофурана в присутствии уксусного ангидрида с 68% выходом ацетата политетраметиленоксида (Mn = 510) при 40 °С.Strong acidic mixed ZrO₂−SiO₂−Al₂O₃ oxide has been synthesized by the sol-gel method. It was found that superacid (H0 = −14.52) sites are formed at the following ion content: 12 ≤ Zr⁴⁺ ≤ 39, 48 ≤ Si⁴⁺ ≤ 72, 3 ≤ Al³⁺ ≤ 31%(at.). According to the IR spectra of adsorbed pyridine and deuterated acetonitrile, the L- and B-sites are on the surface of ZrO₂−SiO₂−Al₂O₃. The generation of superacidity in the ZrO₂−SiO₂−Al₂O₃ matrix could be explained by the formation of coordination- unsaturated Zr⁴⁺ ions as strong Lewis acid sites. It was shown that ZrO₂−SiO₂−Al₂O₃ efficiently catalyzes the oligomerization of tetrahydrofuran in the presence of acetic anhydride with 68% yield of polytetramethyleneoxide acetate (Mn = 510) at 40 °С.