ХИМИЯ В ИНТЕРЕСАХ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ
ТОМ 23, ¹ 3, МАЙ ИЮНЬ 2015
Подписной индекс 73457
Содержание
Применение ионных жидкостей в процессах синтеза полимеров в качестве растворителя и катализатора
Ì. Ä. ИБРАГИМОВА, À. Ã. ÀÇÈÇÎÂ, Ç. Í. ÏÀØÀÅÂÀ, Ô. Ì. АБДУЛЛАЕВА, Ô. Þ. ÞÑÈÔÇÀÄÅ,
Ñ. Ä. ДАДАШЕВА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
Продукты термолиза тавантолгойского каменного угля
Í. È. ÊÎÏÛËÎÂ, Þ. Ä. КАМИНСКИЙ, Æ. ÄÓÃÀÐÆÀÂ, Á. ÀÂÈÄ, Þ. Â. ПАТРУШЕВ . . . . . . . . . . . . . 235
Переработка отхода производства линейного полиэтилена
Â. Î. ÊÓÄÛØÊÈÍ, Ð. Õ. ÌÀÄÈÅÂ, À. À. САРЫМСАКОВ, Ñ. Ø. РАШИДОВА . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
Гидротермальный синтез цеолита типа левинита
Ã. À. МАМЕДОВА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
Влияние степени обводненности нефти на состав парафиновых углеводородов межфазных слоев
водонефтяных эмульсий
Í. À. ÍÅÁÎÃÈÍÀ, È. Â. ПРОЗОРОВА, Í. Â. ÞÄÈÍÀ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Особенности процессов пирометаллургической переработки полиметаллических руд
Чуктуконского месторождения (Красноярский край)
Ì. Â. ÏÀÂËÎÂ, È. Â. ÏÀÂËÎÂ, Â. Ô. ÏÀÂËÎÂ, Î. Â. ØÀÁÀÍÎÂÀ, À. Â. ШАБАНОВ . . . . . . . . . . . . 263
Мягкий механохимический синтез молибдата кальция
Ð. Í. ÐÓÌßÍÖÅÂ, È. Â. ÁÀÁÈ×ÅÂ, À. À. ИЛЬИН . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
Сорбция индия, железа и цинка из многокомпонентных систем на аминофосфоновых смолах
Ê. Ë. ÒÈÌÎÔÅÅÂ, À. Â. ÓÑÎËÜÖÅÂ, Ã. È. ÌÀËÜÖÅÂ, È. Ë. ТУТУБАЛИНА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
Экстракция цинка из хлоридных растворов смесями триалкилфосфиноксида и пара-трет-бутилфенола
È. Þ. ÔËÅÉÒËÈÕ, Ã. Ë. ÏÀØÊÎÂ, Ë. Ê. НИКИФОРОВА, Í. À. ГРИГОРЬЕВА . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
Состав структурных фрагментов, связанных эфирными и сульфидными мостиками в молекулах смолистых
веществ природного битума Ашальчинского месторождения (Татарстан)
Ò. Â. ×ÅØÊÎÂÀ, Ò. À. САГАЧЕНКО, Ð. Ñ. МИН . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
Твердофазный синтез вольфрамата меди на основе системы CuSO4
Na2
CO3
WO3
Ã. Ê. ØÓÐÄÓÌÎÂ, Þ. Ë. КАРДАНОВА, Ê. À. ÁÓÇÄÎÂ, Á. Ê. ШУРДУМОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
Pd-стекловолокнистые катализаторы селективного гидрирования ацетилена
Þ. Ê. ÃÓËßÅÂÀ, Á. Ñ. БАЛЬЖИНИМАЕВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
Влияние ингибирующих присадок на состав парафиновых отложений газоконденсата
Уренгойского месторождения
È. Â. ËÈÒÂÈÍÅÖ, È. Â. ПРОЗОРОВА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
Итоги Программы Десятилетие образования для устойчивого развития
на примере Института химии и проблем устойчивого развития РХТУ им. Д. И. Менделеева
Í. Ï. ÒÀÐÀÑÎÂÀ, Ä. È. ÌÓÑÒÀÔÈÍ, Å. Ñ. ÎÃÀÍÅÑßÍ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
Стр.1
Химия в интересах устойчивого развития 23 (2015) 225233
УДК 541.64:542.952
DOI: 10.15372/KhUR20150301
Применение ионных жидкостей в процессах синтеза полимеров
в качестве растворителя и катализатора
Ì. Ä. ИБРАГИМОВА, À. Ã. ÀÇÈÇÎÂ, Ç. Í. ÏÀØÀÅÂÀ, Ô. Ì. АБДУЛЛАЕВА, Ô. Þ. ÞÑÈÔÇÀÄÅ, Ñ. Ä. ДАДАШЕВА
Институт нефтехимических процессов им. академика Ю. Г. Мамедалиева НАН Азербайджана,
проспект Õîäæàëû, 30, Баку AZ 1025 (Àçåðáàéäæàí)
E-mail: ziyaret_chemist@rambler.ru
(Поступила 19.09.14; после доработки 20.11.14)
Аннотация
Представлен краткий обзор, посвященный применению ионных жидкостей в качестве потенциальных
реакционных сред и каталитических систем в синтезе полимеров. Описаны наиболее известные
направления синтеза полимеров с применением ионных жидкостей. Показаны преимущества процесса
полимеризации в ионных жидкостях по сравнению с традиционными растворителями: высокий выход
полимера, улучшенные свойства полимера, легкость его выделения из реакционной среды.
Ключевые слова: ионная жидкость, катализатор, полимеризация, соли органических кислот, сополимеризация,
токсичный, реакционная среда
ВВЕДЕНИЕ
Замена токсичных, взрывоопасных и агрессивных
реакционных сред на альтернативные
(суперкритические Í2Î, ÑÎ2) или на
ионные жидкости один из активно развиваемых
в последние годы подходов к решению
экологической проблемы, связанной с пагубным
влиянием традиционных растворителей
на окружающую природу.
Ионные жидкости (ИЖ) представляют огромный
класс соединений, соли органических кислот,
жидкие при комнатной или близкой к ней
температуре. Число ИЖ лимитировано определенными
составляющими ионами.
Основное отличие этих соединений от обычных
солей заключается в том, что они состоят
не из молекул, а из ионов, чем и объясняется
своеобразие их физико-химических свойств.
Ионные жидкости известны еще с 1914 ã.,
когда русский ученый П. Вальден получил
первую ионную жидкость с температурой
плавления 12 °Ñ [1]. Первая публикация на эту
тему вышла в 1888 г. и была посвящена получению
этаноламмонийнитрата с температурой
плавления 5255 °Ñ. В 1934 ã. был получен патент
на новый способ растворения целлюлозы
при температуре ниже 100 °С, где также
упоминалось о жидкой четвертичной аммониевой
соли ионной жидкости [2].
В 19401980 ãã. были синтезированы ИЖ самого
различного состава, интерес к которым
резко возрос с 1990 г. Они находят применение
в самых различных областях в качестве реакционной
среды [3], растворителя [4], электролитов
в электрических батареях [5], пластификаторов
[6], катализатора [7, 8] и ò. ä.
Известны три основных метода синтеза
ИЖ [9, 10]:
реакция обмена между солью серебра,
содержащей необходимый анион В, и галогенпроизводным
с необходимым катионом А+:
Àg+Â + À+Hal → À+Â + ÀgHal
реакция кватернизации N-алкилгалогенпроизводного
с галогенидами металла:
=N+ÀlkHal + MeHaln → =N+ÀlkMåHal
n + 1
© Ибрагимова Ì. Ä., Азизов À. Ã., Пашаева Ç. Í., Абдуллаева Ô. Ì., Юсифзаде Ô. Þ., Дадашева Ñ. Ä., 2015
225
Стр.2
226
Ì. Ä. ИБРАГИМОВА и äð.
реакционный обмен на ионообменных
смолах или глинах.
Особый интерес представляют методики
синтеза без использования галогенсодержащих
соединений, в частности хлоридов, так как они
ухудшают свойства ИЖ в электрохимических
процессах и в каталитических реакциях [11].
Повышенное внимание к ИЖ обусловлено наличием
у них следующих специфических свойств:
широкий интервал жидкого состояния (>300 °Ñ)
и низкие температуры плавления (Òïë < 100 °Ñ);
высокая удельная электропроводность;
высокая полярность;
хорошая растворяющая способность по
отношению к разнообразным неорганическим,
металлорганическим и органическим соединениям
и полимерам природного и синтетического
происхождения;
каталитическая активность, обеспечивающая
повышение селективности органических
реакций и выхода целевого продукта [12];
нелетучесть, возможность многократного
использования;
негорючесть, невзрывоопасность, нетоксичность
[13] и обусловленное этим отсутствие
вредного воздействия на окружающую среду;
безграничные возможности в направленном
синтезе ИЖ с заданными свойствами.
Указанные свойства обеспечивают широкий
объем и многогранность областей применения
ИЖ, а также создание экологически и
экономически приемлемых технологий на их
основе. Они зарекомендовали себя как системы,
перспективные в различных областях
применения: в рефрактометрии, в электрохимических
сенсорах (потенциометрические сенсоры,
вольтамперометрические биосенсоры,
газовые сенсоры); в катализе и органическом
синтезе (как каталитические среды и растворители);
при синтезе полимеров путем полимеризации,
поликонденсации; в электрохимии
(топливные элементы, химические источники
тока, батареи, электроокисление и электровосстановление
органических и неорганических
соединений, электроосаждение, очистка
и полирование металлов).
Ионные жидкости чаще всего привлекают
внимание исследователей как каталитические
системы и компоненты катализаторов,
а также как растворитель в процессах синтеза
полимеров.
До конца прошлого века применение ИЖ
(в основном чувствительных к влаге галогеналюминатных
органических солей) в химии высокомолекулярных
соединений (ВМС) ограничивалось
полимеризацией олефинов (этилена,
пропилена, н-бутилена-1) в присутствии катализаторов
Циглера Натта и Ni-катализаторов,
а также электрохимическим синтезом
электропроводных полимеров (политиофен,
полипиррол и äð.) [1416]. С осуществлением
синтеза коммерчески доступных и химически
стойких ИЖ на основе катионов 1-этил-3-метилимидазола
(ÝÌÈ)+, 1-áóòèë-3-ìåòèëèìèäàçîëà
(БМИ)+ и фторсодержащих анионов
6
PF ,
4
PF расширились области применения ИЖ в
химии высокомолекулярных соединений.
Участие ИЖ в полимеризации обеспечивает
высокую скорость этого процесса, возможность
направленной модификации свойств
полимеров [17, 18], а также влияет на порообразование
и электропроводность функциональных
полимерных материалов [1925]. В проведенных
многочисленных исследованиях установлено,
что использование ИЖ благодаря
разнообразию в них катион-анионных комбинаций
обеспечивает избирательность, селективность
и высокий выход целевых продуктов.
Цель настоящего обзора анализ известных
литературных данных, связанных с применением
ИЖ в качестве растворителя и катализатора
в синтезе полимеров; оценка влияния
ионной природы на процессы формирования
и свойства полимеров.
Представленные литературные данные
могут стимулировать дальнейшие исследования
в этой области, так как направленное
изменение структуры катионов и анионов
позволяет получать ИЖ с определенной областью
температур жидкого состояния, хорошей
растворяющей способностью и каталитической
активностью для синтеза полимеров
различных классов, как полимеризационных,
так и поликондесационных.
СВОБОДНОРАДИКАЛЬНАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ
Свободнорадикальная полимеризация
основной метод в полимерной промышленности
для производства целого ряда полимеров
[26]. Ионные жидкости в качестве растворителя
впервые применялись в свободнора
Стр.3