Mechanistic investigation of CO2 hydroformylation methods
Authors
Date
2021Copyright
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Tämän pro gradu – tutkielman kirjallisessa osassa on käsitelty perinteinen hydroformylaatioreaktio, jossa käytetään hiilimonoksidia reagenssina. Tämä sisältää useiden eri tutkimusryhmien tekemiä reaktioita. Esimerkit reaktioista ovat jaoteltu muun muassa eri lähtöaineiden, sekä erilaisten katalyyttikompleksien mukaan. Katalyyttikompleksien käyttäytymistä reaktiossa on kuvattu reaktiomekanismien avulla. Kirjallisuuskatsauksen tärkeimmässä osassa on käsitelty lukuisia esimerkkejä tähän asti tehdyistä hiilidioksidia käyttävistä hydroformylointireaktioista. Tämäkin osuus sisältää kuvauksen useimmiten käytetyistä katalyyttikomplekseista, ja niiden käyttäytymisen reaktiomekanismeista. Ioninesteitä ja niiden ominaisuuksia on kuvattu, sillä niitä on onnistuneesti käytetty liuottimina hydroformylointireaktiossa. Käänteistä vesi-kaasu siirtoreaktiota on myös käsitelty tarkasti, sillä se muuntaa hiilimonoksidin hiilidioksidiksi, joka toimii lähtoaineena hydroformylointireaktiossa.
Tutkielman kokeellisen osan tavoitteena oli alun perin selvittää tarkemmin hiilidioksidia käyttävän hydroformylointireaktion mekanismia, tutkimalla kineettistä isotooppiefektiä (KIE) leimauskokeiden avulla. Tämän mahdollistamiseksi oli syntetisoitu leimatut lähtöaineet, 1-deuterium-syklohekseeni sekä 1,2,3,3-tetradeuterium-syklohekseeni, joiden saannot ja leimautumisprosentit saatiin melko suuriksi. Projektille annetun hyvin lyhyen ajan vuoksi näitä lähtöaineita ei kuitenkaan ehditty käyttämään hydroformylointireaktion mekanismin tutkimiseen.
...
The theoretical part of the thesis describes the conventional hydroformylation reaction, which uses carbon monoxide, with many important reaction examples performed by several investigation groups. Reaction examples are divided by substances, and different homogeneous catalytic complexes, also different reaction mechanisms depending on used catalytic complex, are described. As a very important part, also several examples of hydroformylation reaction that uses carbon dioxide are described, together with mostly used homogeneous catalytic complexes, and reaction mechanisms. This contains reverse-water gas shift reaction, which converts carbon monoxide to carbon dioxide, and ionic liquids, which are successfully used as solvents in hydroformylation reaction.
The experimental part aimed to investigate the mechanism of the carbon dioxide-based hydroformylation reaction through investigating the kinetic isotope effect (KIE). Based on that, deuterated substrates were synthesized with good yields and deuteration levels, 1-deuterio-cyclohexene and 1,2,3,3-tetradeuterio-cyclohexene. Unfortunately, the deuterated substrates could not be used in the KIE-experiments, due to the lack of time for this project.
...
Keywords
hydroformylation carbon capture and utilization kinetic isotope effect hiilidioksidi reaktiot ligandit katalyysi aldehydit hiilimonoksidi ilmastonmuutokset katalyytit hyödyllisyys kemia carbon dioxide reactions ligands catalysis aldehydes carbon monoxide climate changes catalysts usefulness chemistry
Metadata
Show full item recordCollections
- Pro gradu -tutkielmat [29116]
Related items
Showing items with similar title or keywords.
-
Effect of atomic layer deposited zinc promoter on the activity of copper-on-zirconia catalysts in the hydrogenation of carbon dioxide to methanol
Arandia, Aitor; Yim, Jihong; Warraich, Hassaan; Leppäkangas, Emilia; Bes, René; Lempelto, Aku; Gell, Lars; Jiang, Hua; Meinander, Kristoffer; Viinikainen, Tiia; Huotari, Simo; Honkala, Karoliina; Puurunen, Riikka L. (Elsevier, 2023)The development of active catalysts for carbon dioxide (CO2) hydrogenation to methanol is intimately related to the creation of effective metal-oxide interfaces. In this work, we investigated how the order of addition of ... -
N-Heteroaryl Carbamates from Carbon Dioxide via Chemoselective Superbase Catalysis : Substrate Scope and Mechanistic Investigation
Mannisto, Jere K.; Pavlovic, Ljiljana; Heikkinen, Johannes; Tiainen, Tony; Sahari, Aleksi; Maier, Norbert M.; Rissanen, Kari; Nieger, Martin; Hopmann, Kathrin H.; Repo, Timo (American Chemical Society (ACS), 2023)We report a mild superbase-catalyzed and nitrogen-selective carboxylation of N-heteroaryls, with subsequent alkylation enabling the synthesis of drug-like O-alkyl carbamates in good yields (av. 86%). Our findings suggest ... -
Lignin-based activated carbon-supported metal oxide catalysts in lactic acid production from glucose
Kupila, Riikka; Lappalainen, Katja; Hu, Tao; Romar, Henrik; Lassi, Ulla (Elsevier, 2021)In this study, heterogeneous biomass-based activated carbon-supported metal oxide catalysts were prepared and tested for lactic acid production from glucose in aqueous solution. Activated carbons were produced from hydrolysis ... -
Theoretical characterization of the photochemical reaction CO2+O(3P)→CO+O2 related to experiments in solid krypton
Grigorenko, Bella L.; Duarte, Luís; Polyakov, Igor V.; Nemukhin, Alexander V. (Elsevier, 2020)Formation and decomposition of the complex of carbon dioxide and atomic oxygen are characterized by quantum chemistry methods aiming to rationalize experimental studies in solid krypton. The observed FTIR spectra reflected ... -
Di- and Tetrairon(III) μ-Oxido Complexes of an N3S-Donor Ligand : Catalyst Precursors for Alkene Oxidations
Das, Biswanath; Al-Hunaiti, Afnan; Sánchez-Eguía, Brenda N.; Zeglio, Erica; Demeshko, Serhiy; Dechert, Sebastian; Braunger, Steffen; Haukka, Matti; Repo, Timo; Castillo, Ivan; Nordlander, Ebbe (Frontiers Media, 2019)The new di- and tetranuclear Fe(III) µ-oxido complexes [Fe4(µ-O)4(PTEBIA)4](CF3SO3)4(CH3CN)2] (1a), [Fe2(µ-O)Cl2(PTEBIA)2](CF3SO3)2 (1b), and [Fe2(µ-O)(HCOO)2(PTEBIA)2](ClO4)2 (MeOH) (2) were prepared from the ...