$Pt/MoO_3/SiO_2$ 촉매계에서의 $50^{\circ}C$ 등온 환원 실험에서 hydrogen spillover는 소성 온도가 증가함에 따라 더욱 빠른 속도로 진행된다. 이는 Pt 표면위에 형성되는 overlayer에 기인하는 것임을 TEM과 CO chemisorption 측정으로 알 수 있었다. 1-butene의 iso-butene으로의 골격이성질화 반응 mechanism은 carbonium ion의 형성과 methyl기의 골격 치환의 2 step으로 알려져 있다. $Pt/MoO_3/SiO_2$ 촉매계에서 약 $250^{\circ}C$에서 calcination하면 iso-butene 수율이 증가한다. 이는 $PtCl_x$ precursor 내에 존재하는 chlorine의 감소에 의한 것과 overlayer 생성에 따라 Pt 표면으로부터 $MoO_3/SiO_2$로의 hydrogen spillover의 증가에 의한 것으로 추측된다.
고령토를 사용하여 합성한 faujasite형 zeolite를 $Zn^{2+},\;La^{3+},\;H^+(NH_4^+)$로 양이온 교환하고 Na-, Zn-, La- 및 H-faujasite의 1-butene의 분해 및 이성화반응에 대한 촉매활성을 조사하였다. $1-Butene{\rightarrow}2-butene$ 반응은 강한 산점이 별로 없는 zeolite에서도 쉽게 일어난다. Isobutene생성에 대한 활성은 La > H > Zn > Na-faujasite의 순으로 La-faujasite가 가장 컸다. Propylene 생성에 대한 활성도 같은 경향을 나타냈으나 여기서는 La-와 H-faujasite의 활성이 거의 같은 정도이었다. 본 실험결과를 보면 zeolite의 산성도(산의 강도 및 량)는 1-butene의 분해 및 이성화 반응에 대한 활성과 직접적인 관계가 있는 것 같다.
$C_4$ 잔사유에 포함되어 있는 2-부텐을 부가가치가 더 높은 1-부텐으로 위치 이성화하는 공정의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 2-부텐을 1-부텐으로 전환하기 위하여 상업용 Pd/alumina 촉매를 사용하여 수첨이성화반응 실험을 수행하였다. 상업용 Pd 촉매인 LD-265 촉매가 같은 반응조건에서 다른 상업용 촉매들보다 1-부텐 수율이 높았다. 1-부텐의 최적반응조건은 반응온도 $75^{\circ}C$, 반응압력 150 psig, 2-부텐의 유량 48 cc/h, $H_2$ 유량 48 cc/h이었으며, 이 조건하에서 1-부텐의 수율이 5.3%로 최대임을 알 수 있었다. 수첨이성화 반응기와 증류탑으로 구성된 공정의 모사를 수행하였다. 순도 99.0% 이상의 1-부텐을 얻기 위해서 단 효율이 78% 일 때 환류비가 120이고 171 단의 증류탑이 필요한 것으로 나타났다.
Effect of H2 spillover rate as function of reduction temperature on reaction kinetics was evaluated. Reaction kinetics including yield, conversion, activation energy and selectivity of 1-butene isomerization over Pt/HxMoO/SiO were measured as reaction temperature was increased. While conversion of 1-butane was decreased, yield of iso-butene was increased. Two kinds of reaction mechanism were proposed from the change of selectivity as function of temperature.
Double bond migration of butene-2 to butene-1 over ${\eta}$-alumina was investigated. The effects of calcination temperature on catalytic properties were analyzed by applying BET surface area, XRD, $NH_3$-TPD, and FT-IR of adsorbed pyridine techniques. The highest activity of the ${\eta}$-alumina catalyst calcined at $600^{\circ}C$ could be attributed not only to the highest amount of weak and medium strength acid sites, but also to the highest ratio of medium to weak strength Lewis acid sites.
Synthesis and chemical properties of 1,4-bisdiazo-2-butene have been studied. 1,4-Bisdiazo-2-butene which was very unstable produced in protic solvents 1,3-butadiene and one unidentified substance instead of ring compounds. The reaction in aprotic solvents remains for further investigations.
Ethylene-1-butene copolymers were prepared with $SiO_2$-supported $TiCl_4$ catalyst by changing of 1-butene/ethylene molar ratio in feed, and the resulting copolymers were analyzed using temperature rising elution fractionation (TREF) and crystallization fractionation (Crystaf) methods to investigated the influence of $C_4/C_2$ molar ratio in feed on chemical compositional distribution and other parameters such as molecular weight and its distribution. TREF analysis showed that the copolymers had a broad and bimodal chemical compositional distribution (CCD) regardless of the content of 1-butene in the copolymer. The chemical composition was in the range of 5 to 55 branches per 1,000 carbons for all copolymers prepared in the study. Furthermore, the broader CCD was revealed for the copolymers having the higher content of 1-butene. Crystaf analysis did not showed a bimodal CCD for the copolymers having the 1-butene content of less than 5.1 wt%. The lower crytalline part having 1-butene content in Crystaf analysis was less than of TREF analysis.
n-butene의 i-butene으로의 골격 이성질화 반응은 발열반응으로서 열역학적으로 저온($100^{\circ}C{\sim}150^{\circ}C$)에서 최고수율을 나타내며 반응 mechanism은 carbonium ion의 형성과 methyl기의 골격치환에 따른 2step으로 규정된다. 산처리되어 강산점을 가지는 zeolite, alumina와 비교하여, $Pt/MoO_3/SiO_2$ 촉매 사용시 $110^{\circ}C$ 등온 환원반응 실험으로 설명되는 Proton의 증가된 표면 이동 속도는 골격 이성질화 반응시 carbonium ion의 형성을 빠르게 촉진시킬 수 있으며, 이에 따라 $110^{\circ}C$에서 1-butene의 수율은 최대치로 나타나며 부산물은 생성되지 않는다. $110^{\circ}C$에서의 등온 환원반응에서 $Pt/MoO_3/SiO_2$가 $Pt/MoO_3/Al_2O_3$보다 높은 proton spillover 속도를 보이지만 약 90분 경과한 $MoO_3$ 표면의 proton 포화상태에서는 i-butene의 반응수율이 같고, $MoO_3$가 없는 zeolite, $Pt/SiO_2$보다 높은 전환율을 보이므로 proton spillover에 의한 carbonium ion의 생성이 반응속도를 조절하는 것으로 나타난다. $Pt/MoO_3/SiO_2$에서 산점의 증가, Pt 및 $MoO_3$ 함량의 증감은 i-butene 수율에 영향을 미치지 않으며, 이는 proton spillover에 의한 Pt 표면위의 carbonium ion의 형성이 속도 결정 단계이기 때문인 것으로 사료된다.
소성 온도에 따른 수소 이동 속도가 반응 속도에 미치는 영향을 조사하였다. 반응 온도 증가에 따른 Pt/HxMoO₃/SiO₂시료의 1-butene의 이성질화 반응의 수율, 전화율 및 선택도를 측정하였다. 소성 조건 변화에 따른 수소 이동 현상이 반응에 참여하는 반응 기구를 조사하였다. 반응 온도 증가에 따라 전화율은 감소하지만, i-butene의 수율은 증가하는 것으로 나타났다. 반응 온도 증가에 따른 선택도의 변화로부터 2가지 반응 기구가 존재하는 것으로 추정되었다.
3,4-Dihydropyrimidin-2(1H)-ones were efficiently converted into the corresponding pyrimidin-2(1H)-ones in high yields within a short period of time on treatment with aqueous acetonitrile using 1,4-bis(triphenylphosphonium)-2-butene peroxodisulfate. Chemoselective oxidation of 3,4-dihydropyrimidin in the presence of other oxidizable functional groups was also achieved by this reagent.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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