Бионеорганический катализатор для аэробного окисления углеводородов
- Авторлар: Зейналов Э.Б.1, Гусейнов Э.Р.1, Шарифова С.К.1, Гусейнов А.Б.1, Абдуллаева Ф.А.1, Сулейманова Э.И.2
-
Мекемелер:
- Институт катализа и неорганической химии им. академика М. Нагиева Министерства науки и образования Азербайджана
- Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности
- Шығарылым: Том 60, № 8 (2024)
- Беттер: 946-952
- Бөлім: Articles
- URL: https://ruspoj.com/0002-337X/article/view/681647
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X24080045
- EDN: https://elibrary.ru/LOKARK
- ID: 681647
Дәйексөз келтіру
Аннотация
Углеродные нанотрубки могут быть использованы в качестве активной матрицы для размещения и переноса биомодулирующих компонентов. Представляется, что область применения таких систем может распространяться и на реакции аэробного и пероксидного окисления углеводородов. В работе исследованы железосодержащие многостенные углеродные нанотрубки (Fe@MУНТ) и дигидрат глицината марганца [NH2CH2COO]2Mn∙2H2O в качестве активной каталитической системы аэробного окисления углеводородов. Идентификацию полученных исходных соединений проводили с помощью инфракрасной спектроскопии, электронной микроскопии и элементного анализа. В качестве модельной тестовой реакции использован процесс аэробного окисления кумола. Установлено, что соединения, взятые отдельно, ускоряют реакцию в 10–12 раз по сравнению с контрольным образцом, тогда как при совместном использовании Fe@MУНТ и дигидрата глицината марганца скорость реакции возрастает многократно, достигая значения 373 мм3 О2/мин. Предложена схема процесса окисления, описывающего наблюдаемый синергический эффект. Использование таких каталитических систем имеет интересную перспективу для дальнейших исследований в области бионеорганического катализа.
Толық мәтін

Авторлар туралы
Э. Зейналов
Институт катализа и неорганической химии им. академика М. Нагиева Министерства науки и образования Азербайджана
Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: iradam@rambler.ru
Әзірбайжан, пр. Г. Джавида, 113, Баку, AZ-1143
Э. Гусейнов
Институт катализа и неорганической химии им. академика М. Нагиева Министерства науки и образования Азербайджана
Email: iradam@rambler.ru
Әзірбайжан, пр. Г. Джавида, 113, Баку, AZ-1143
С. Шарифова
Институт катализа и неорганической химии им. академика М. Нагиева Министерства науки и образования Азербайджана
Email: iradam@rambler.ru
Әзірбайжан, пр. Г. Джавида, 113, Баку, AZ-1143
А. Гусейнов
Институт катализа и неорганической химии им. академика М. Нагиева Министерства науки и образования Азербайджана
Email: iradam@rambler.ru
Әзірбайжан, пр. Г. Джавида, 113, Баку, AZ-1143
Ф. Абдуллаева
Институт катализа и неорганической химии им. академика М. Нагиева Министерства науки и образования Азербайджана
Email: iradam@rambler.ru
Әзірбайжан, пр. Г. Джавида, 113, Баку, AZ-1143
Э. Сулейманова
Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности
Email: iradam@rambler.ru
Әзірбайжан, пр. Азадлыг, 20, Баку, AZ-1010
Әдебиет тізімі
- Moro-oka Y., & Akita M. Bio-inorganic Approach to Hydrocarbon Oxidation // Catal. Today. 1998. V. 41. № 4. P. 327–338. https://doi.org/10.1016/S0920-5861(98)00023-6
- Матиенко Л.И., Мосолова Л.А., Заиков Г.Е. Металлокомплексный катализ в окислительных процессах. Кинетика и механизм // Вестн. МИТХТ им. М.В. Ломоносова. 2009. Т. 4. № 6. С. 3–32.
- Matienko L.I., Mosolova L.A., Zaikov G.E. Selective Catalytic Hydrocarbons Oxidation: New Perspectives. N. Y.: Nova Science, 2010.
- Shulpin G.B., Kozlov Y.N., Shulpina L.S. Metal Complexes Containing Redox-Active Ligands in Oxidation of Hydrocarbons and Alcohols: A review // Catalysts. 2019. V. 9. № 12. P. 1046. https://doi.org/10.3390/catal9121046
- Shulpin G.B., Shulpina L.S. Oxidation of Organic Compounds with Peroxides Catalyzed by Polynuclear Metal Compounds // Catalysts. 2021. V. 11(186). P. 1–37. https://doi.org/10.3390/catal11020186
- Ma Z., Mahmudov K.T., Aliyeva V.A., Gurbanov A.V., da Silva M.F.C.G., Pombeiro A.J. Peroxides in Metal Complex Catalysis // Coord. Chem. Rev. 2021. V. 437. P. 213859. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2021.213859
- Зейналов Э.Б., Гусейнов Э.Р. Нанокатализ. Акценты // Азерб. хим. журн. 2018. № 2. C. 40–43.
- Зейналов Э.Б., Алиева А.З., Нуриев Л.Г., Ибрагимов Х.Д., Ищенко Н.Я. Многостенные углеродные нанотрубки, содержащие металл в качестве катализатора // Нефтегазовые технологии. 2011. Т.6. C. 69–72.
- Zeynalov E.B., Friedrich J.F., Hidde G., Ibrahimov H.J., Nasibova G.G. Brominated Carbon Nanotubes as Effective Catalysts for Petroleum Hydrocarbons Aerobic Oxidation // Oil Gas Eur. Mag. 2012. № 1. P.45–48.
- Zeynalov E.B., Allen N.S., Salmanova N.I., Vishnyakov V.M. Carbon Nanotubes Catalysis in Liquid-Phase Aerobic Oxidation of Hydrocarbons: Influence of Nanotube Impurities // J. Phys. Chem. Solids. 2019. V. 127. № 4. P. 245–251. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2018.12.031
- Zeynalov E.B., Huseynov A.B., Huseynov E.R., Salmanova N.I., Nagiyev Ya.M., Abdurakhmanova N.A. Impact of as-Prepared and Purified Multi-Walled Carbon Nanotubes on the Liquid-Phase Aerobic Oxidation of Hydrocarbons // Chem. Chem. Technol. 2021. V. 15. № 4. P. 479–485. https://doi.org/10.23939/chcht15.04.479
- Зейналов Э.Б., Нагиев Я.М., Гусейнов А.Б., Надири М.И., Гулиев А.Д., Салманова Н.И., Аббасов М.Х., Назаров Ф.Б., Апаева Р.Р. Аэробно-пероксидное окисление нафталина в присутствии переходного металла на наноуглеродном носителе // SOCAR Proc. 2022. № 4. P. 142–149.
- Нагиев Я.М., Апаева Р.Р., Салманова Н.И., Надири М.И., Гусейнов А.Б., Зейналов Э.Б. Каталитическая активность железосодержащих углеродных нанотрубок в реакции окисления фракции дизельного топлива // SOCAR Proc. 2023. № 3. P. 182–189.
- Efendieva L.M., Aliyeva L.I., Ismailov E.G., Nuriev L.G., Suleimanova S.A., Abbasov V.M. Aerobic Oxidation of a Naphtene–Paraffin Concentrate in the Presence of Reduced Graphene Oxide // Pet. Chem. 2018. V. 58. P. 542–547.
- Kobotaeva N.S., Skorokhodova T.S., Ryabova N.V. Catalytic Systems of Cumene Oxidation Based on Multiwalled Carbon Nanotubes // Russ. J. Phys. Chem. A. 2015. V. 89. № 3. P. 462–468. https://doi.org/10.1134/S0036024415030164
- Зейналов Э.Б., Нуриев Л.Г., Агаев Б.К., Алиева А.З., Кабеткина Ю.П. Применение фуллеренов и нанотитан диоксидов в качестве перспективных катализаторов жидкофазного окисления углеводородов до карбоновых кислот // Процессы нефтехимии и нефтепереработки (спец. выпуск, посвященный 90-летнему юбилею академика Зейналова Б.К.) 2007. Т. 3. № 30. C. 34–37.
- Siegbahn P.E., Blomberg M.R. Transition-Metal Systems in Biochemistry Studied by High-Accuracy Quantum Chemical Methods // Chem. Rev. 2000. V. 100. № 2. P .421–438. https://doi.org/10.1021/cr980390w
- Crabtree R.H., Loch J.A., Gruet K., Lee G.-H., Borgmann C. Substrate Binding and Activation Via Pendant Hydrogen-Bonding Groups as an Approach to Biomimetic Homogeneous Catalysis // J. Organomet. Chem. 2000. V. 600. № 7–11. P. 14995.
- Dunietz B.D., Beachy M.D., Cao Y., Whittington D.A., Lippard S.J., Friesner R.A. Large Scale Ab-Initio Quantum Chemical Calculation of the Intermediate in the Soluble Methane Monooxygenase Catalytic Cycle // J. Am. Chem. Soc. 2000. V. 122. P. 2828–2839.
- Shulpin B.G. Metal-Catalyzed Hydrocarbon Oxygenations in Solutions: the Dramatic Role of Additives: A Review // J. Mol. Catal. A: Chem. 2002. V. 189(1). P. 39–66. https://doi.org/10.1016/S1381-1169(02)00196-6
- Filizola M., Loew G.H. Probing the Role of Protein Environment in Compound I Formation of Chloroperoxidase (CPO) // J. Am. Chem. Soc. 2000. V. 122. P. 3599–3605.
- Himo F., Eriksson L.A., Maseras F., Siegbahn P.E.M. Catalytic Mechanisms of Galactose Oxidase: A Theoretical Study // J. Am. Chem. Soc. 2000. V. 122. P. 8031–8036. https://doi.org/10.1021/ja994527r
- Moenne-Loccoz P., Richter O.-M.H., Huang H.-W., Wasser J.M., Ghiladi R.A., Karlin K.D., Vries S. de. Nitric Oxide Reductase from Paracoccus Denitrificans Contains an Oxo-Bridged Heme/Nonheme Diiron Center // J. Am. Chem. Soc. 2000. V. 122. P. 9344–9345.
- Hay B.P. & Hancock R.D. The Role of Donor Group Orientation as a Factor in Metal Ion Recognition by Ligands // Coord. Chem. Rev. 2001. V. 212. № 1. P. 61–78.
- Shulpin G.B. Metal-Catalysed Hydrocarbon Oxidations // C. R. Chim. 2003. V. 6. № 2. P. 163–178. https://doi.org/10.1016/S1631-0748(03)00021-3
- Гусейнов Э.Р., Шарифова С.К., Зейналов С.Б., Абдуллаева Ф.А., Садыхова Г.К. Комплексная соль кобальта (II) с триптофаном как биомиметический катализатор в реакциях окисления углеводородов // Сб. тез. докл. XII Междунар. конф. молодых ученых по нефтехимии. 2018. C. 429–431.
- Zeynalov S.B., Huseynov E.R., Sharifova S.K., Abdullayeva F.A., Abbasov M.G., Sharifova A.K. Synthesis and Study of Complex Compounds Based on Ferric Chloride (FeCl3) Reactions with Amino Acids // Chem. Probl. 2020. № 2 (18). P. 229–236. https://doi.org/
- Abdullayeva S., Musayeva N.N., Frigeri C., Huseynov A.B., Jabbarov R.B., Abdullayev R.B., Sultanov Ch.A., Hasanov R.F. Characterization of High Quality Carbon Nanotubes Synthesized Via Aerosol–CVD // Adv. Phys. 2015. V. 11. № 4. P. 3229–3240. https://doi.org/10.24297/jap.v11i3.6943
- Золотухин И.В., Калинин Ю.Е., Ситников А.В., Ушакова А.Е. Способы получения упорядоченных углеродных нанотрубок и нановолокон методом химического осаждения из пара // Углеродные наноструктуры. 2006. № 2. C. 45–51.
- ГОСТ Р 58356-2019. Нанотрубки углеродные одностенные. Технические требования и методы испытаний.
- Tsepalov V.F., Kharitonova A.A., Gladyshev G.P., Emanuel N.M. Determination of the Rate Constants and Inhibition Coefficients of Phenol Antioxidants with the Aid of Model Chain Reactions // Kinet. Catal. 1977. V. 18. № 5. P. 1034–1041.
- Zeynalov E.B., Vasnetsova O.A. Kinetic Screening of Inhibitors of Radical Reactions. Baku: Elm, 2015. 228 p.
- Zeynalov E.B., Allen N.S. Simultaneous Determination of the Content and Activity of Sterically Hindered Phenolic and Amine Stabilizers by Means of an Oxidative Model Reaction // Polym. Degrad. Stab. 2004. V. 85. № 2. P. 847–853.
Қосымша файлдар
