Bor alkoksitlerin homojen ve heterojen katalizör olarak aldehit ve ketonların indirgenmesi üzerine etkileri ve indirgenme reaksiyon kinetiğinin incelenmesi

Abstract

Yapılan çalışmada büyük yüzey alanı ve düzenli gözenek yapısı ile mezogözenekli malzemeler sınıfının en önemli materyallerinden olan MCM-41 sentezlenmiştir. Sentezlenen MCM-41 üzerine bor tri-izopropoksit ?(B(OiPr)3)? grafting metodu ile aşılanarak ?(B(OiPr)3-MCM-41)? adı verilen yeni bir heterojen katalizör hazırlanmıştır. Katalizör detaylı olarak XRD, FTIR, 11B NMR-,29Si NMR-,13C NMR- spektroskopileri, SEM, TEM, EDX teknikleri, N2 adsorpsiyon-desorpsiyon izotermleri ve ICP-OES analizleri ile karakterize edilmiştir. Yeni hazırlanan hibrit materyal ?(B(OiPr)3-MCM-41)?, ?, ß-doymamış karbonil bileşiklerinin kimyasal olarak seçimli Meerwein?Ponndorf?Verley (MPV) indirgenmesi reaksiyonlarında test edilmiş ve oldukça aktif bir katalizör olarak bulunmuştur. Yapılan deneyler sonucunda, ?, ß-doymamış aldehit ve ketonların indirgenmesinde, allilik alkollere yüksek seçimlilik gözlenmiştir. Reaksiyon sonucunda arzu edilen ?ürün alkol? dışında yan ürünler elde edilmemiştir. Aşılanan bor alkoksit katalizörünün 6. denemenin sonunda dahi aktivitesini kaybetmeden koruması, katalizörün yeniden kolaylıkla kullanılabilirliğini göstermiştir. Ayrıca aşılanan bor tri-izopropoksitin reaksiyon karışımına geçmediği, katalitik aktivitenin tamamen yüzey üzerine yüklenen bor alkoksitten kaynaklandığı görülmüştür.Trietil borat [B(OEt)3] ve tri-izopropil borat [B(OiPr)3] gibi iki farklı bor alkoksit bileşiğinin homojen katalizörler olarak çeşitli sübstitüe, siklik, doymamış ve aromatik aldehit ve ketonların MPV indirgenme reaksiyonları üzerine katalitik etkileri de çalışılmış ve reaksiyonun kinetiği incelenmiştir. Homojen katalizörler ?[B(OEt)3] ve [B(OiPr)3]? varlığında gerçekleşen MPV indirgenme reaksiyonları, hazırlanan heterojen katalizör ?B(OiPr)3-MCM-41? varlığında gerçekleşen MPV indirgenme reaksiyonları ile ?,ß-doymamış aldehit ve ketonların allilik alkollere seçimli indirgenmesi için karşılaştırılmıştır.Homojen ve heterojen katalizörler varlığında gerçekleşen indirgenme reaksiyonları karşılaştırıldığında, homojen katalizörler varlığında gerçekleşen indirgenme reaksiyonlarının daha uzun sürelerde gerçekleştiği, elde edilen ürün alkol verimlerinin ise neredeyse aynı kaldığı görülmüştür. Her iki katalizör türü varlığında elde edilen ürün alkol verimlerinin oldukça iyi olması ve indirgenme reaksiyonlarında seçimlilik olması endüstriyel açıdan önemli alkollerin üretilmesi için bor alkoksitler katalizörlüğünde gerçekleşen indirgenme reaksiyonlarının oldukça faydalı olduğunu ortaya çıkarmaktadır. Heterojen katalizörün yeniden kullanılabilirliği gibi avantajının olduğu da düşünüldüğünde, yapılan çalışma ile endüstriyel açıdan ümit veren yeni bir katalizör ?B(OiPr)3-MCM-41? geliştirilmiştir.