Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία αποτελεί μια μελέτη για την καταλυτική υδρογόνωση της φουρφουράλης (FAL), μιας ένωσης πλατφόρμας που προέρχεται από την ανανεώσιμη βιομάζα, χρησιμοποιώντας υδατοδιαλυτά σύμπλοκα του παλλαδίου τροποποιημένα με σουλφουρωμένες φωσφίνες, μονο-, δι- και τρισχιδείς αζωτούχους υποκαταστάτες που έχουν σουλφονικές, φωσφονικές και καρβοξυλομάδες όπως και χηλικά συστήματα P ͡ N και N ͡ O σε υδατικό περιβάλλον.
Στην εργασία αυτή που είναι σύμφωνη με τις 5 από τις 12 αρχές της Πράσινης Χημείας εξετάζονται αρκετές παράμετροι που διέπουν την από παλλάδιο καταλυόμενη υδρογόνωση της φουρφουράλης με σκοπό τη βελτιστοποίηση της καταλυτικής δραστικότητας και εκλεκτικότητας προς το επιθυμητό προϊόν τη φουρφουρόλη. Διερευνάται η επίδραση της φύσης του πρόδρομου καταλύτη Pd και του υποκαταστάτη, των μοριακών λόγων υποκαταστάτη/Pd, FAL/Pd, η θερμοκρασία και ο χρόνος αντίδρασης, η συγκέντρωση του Pd και η ποσότητα του προστιθέμενου υδατικού διαλύτη υπό ουδέτερες συνθήκες (pH=7,0).
Το πρόδρομο καταλυτικό σύστημα Pd(CF3COO)2 τροποποιημένο με το μετά νατρίου άλας της τρισουλφουρωμένης τριφαινυλοφωσφίνης (TPPTS) σε θερμοκρασία 150οC, 40 bar πίεση διυδρογόνου και μοριακούς λόγους TPPTS/Pd=3 και FAL/Pd=4000, παρουσία 20ml ύδατος, χαμηλή συγκέντρωση παλλαδίου 24ppm σε pH=7,0 και διάρκεια αντίδρασης 30 λεπτά παρουσίασε την υψηλότερη δραστικότητα ίση με 3400 TOFs ανά ώρα με ποσοτική εκλεκτικότητα προς φουρφουρόλη.
(EL)
This thesis constitutes a study on the catalytic hydrogenation of furfural (FAL), a platform chemical, i.e. a renewable biomass downstream product, using water-soluble palladium complexes modified with sulfonated phosphines, mono-, di- and tri-dentate nitrogen-containing ligands bearing sulfonic, phosphonic and carboxylic moieties as well as P ͡ N and N ͡ O chelating ligands in aqueous medium.
This study is consistent with 5 of the 12 Principles of Green Chemistry and deals with the influence of various operating parameters on the palladium-catalyzed hydrogenation reaction in order to achieve high catalytic activity and selectivity towards the desired product furfuryl alcohol. The influence of the nature of palladium catalyst precursor and of the ligand, the molar ratios of ligand/Pd and FAL/Pd, temperature, reaction time, palladium concentration and the amount of added aqueous solvent has been investigated under neutral conditions (pH=7.0).
The Pd(CF3COO)2 catalyst precursor modified with the sodium salt of trisulfonated triphenylphosphine (TPPTS) at temperature 150οC, under 40 bar dihydrogen pressure and molar ratios of TPPTS/Pd=3 and FAL/Pd=4000 with addition of 20 ml water, low palladium concentration of 24 ppm, at a pH value of 7.0 and reaction duration of 30 min exhibited the highest activity of 3400 TOFs per hour in quantitative selectivity towards furfuryl alcohol.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
