Cross-Metathesis of Propene Using Supported Ionic Liquid Phase (SILP) Catalysts

Kreuzmetathese von Propen mittels Supported Ionic Liquid Phase (SILP) Katalysatoren

  • Nowadays, strong global demand for propene outpaces supply from conventional sources. Ca. 60% of the world propene production is used for making polypropene and the rest is for producing acrylonitrile, oxo alcohol, acrylic acid, etc. Due to this continuously increasing demand, the goal of the research is to find a new way to synthesize propene selectively which cannot be obtained with the established oligomerisation process. One interesting way to synthesize propene is the metathesis of ethene and 2-butene. Olefin metathesis is a unique reaction that allows carbon skeleton redistribution in which unsaturated carbon-carbon bonds are rearranged in the presence of metal carbene complexes. BecauNowadays, strong global demand for propene outpaces supply from conventional sources. Ca. 60% of the world propene production is used for making polypropene and the rest is for producing acrylonitrile, oxo alcohol, acrylic acid, etc. Due to this continuously increasing demand, the goal of the research is to find a new way to synthesize propene selectively which cannot be obtained with the established oligomerisation process. One interesting way to synthesize propene is the metathesis of ethene and 2-butene. Olefin metathesis is a unique reaction that allows carbon skeleton redistribution in which unsaturated carbon-carbon bonds are rearranged in the presence of metal carbene complexes. Because the metathesis catalysts which based on ruthenium are very expensive, solutions must be found in order to separate these highly active homogeneous catalysts from the products at the end of the reaction. Different immobilization concepts are already established for metathesis. In the presented work, attempts have been made to get both the advantages of homogeneous catalysis (mild reaction condition, high yield) and heterogeneous catalysis (simple handling) with the Supported Ionic Liquid Phase (SILP) concept. In SILP, homogeneous catalyst complex is dissolved in an ionic liquid, which then is applied as a thin film on a highly porous carrier. Thus one obtains a “heterogenized” catalyst, which can be used in conventional fixed bed reactors. In the context of this work, different Ru-based catalysts were examined for their suitability for the metathesis using SILP concept. Another goal is to find the optimum reaction conditions.show moreshow less
  • Die globale Nachfrage nach Propen ist momentan so groß, dass sie das Angebot aus herkömmlichen Quellen übertrifft. Etwa 60 % des Weltbedarfs an Propen werden zu Polypropylen verarbeitet. Weitere Produkte sind Acrylnitril, Oxoalkohole und Acrylsäure. Aufgrund dieser erhöhten Nachfrage ist es das Ziel der Forschung, selektive Synthesewege für Propen zu finden, die mit den etablierten Oligomerisierungsprozessen nicht erzielt werden können. Eine interessante Möglichkeit, Propen herzustellen ist die Metathese von Ethen und 2-Buten. Die Olefinmetathese ist eine einzigartige Reaktion, die es erlaubt, an komplexen Metall-Carben-Katalysatoren die Kohlenstoffgerüste der Eduktmoleküle an einer DoppelbiDie globale Nachfrage nach Propen ist momentan so groß, dass sie das Angebot aus herkömmlichen Quellen übertrifft. Etwa 60 % des Weltbedarfs an Propen werden zu Polypropylen verarbeitet. Weitere Produkte sind Acrylnitril, Oxoalkohole und Acrylsäure. Aufgrund dieser erhöhten Nachfrage ist es das Ziel der Forschung, selektive Synthesewege für Propen zu finden, die mit den etablierten Oligomerisierungsprozessen nicht erzielt werden können. Eine interessante Möglichkeit, Propen herzustellen ist die Metathese von Ethen und 2-Buten. Die Olefinmetathese ist eine einzigartige Reaktion, die es erlaubt, an komplexen Metall-Carben-Katalysatoren die Kohlenstoffgerüste der Eduktmoleküle an einer Doppelbindung zu verändern. Da Metathesekatalysatoren basierend auf Ruthenium sehr teuer sind, müssen Wege gefunden werden, diese hochaktiven Homogenkatalysatoren am Ende der Reaktion vom Produkt abzutrennen. Verschiedene Immobilisierungskonzepte sind bereits für die Metathese etabliert. In der vorliegenden Arbeit wurde versucht, die Vorteile der homogenen (milde Reaktionsbedingungen, hoher Umsatz) und der heterogenen (einfache Handhabung) Katalyse mittels des SILP-Konzepts (Supported Ionic Liquid Phase) zu vereinen. Hierzu wird ein dünner Film einer ionischen Flüssigkeit, in dem der Katalysatorkomplex homogen gelöst ist, auf ein hochporöses Trägermaterial aufgebracht. So erhält man einen heterogenisierten Katalysator, der in herkömmlichen Festbettreaktoren eingesetzt werden kann. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedenen Katalysatoren auf Ru-Basis auf ihre Eignung für die Metathese mit dem SILP-Konzept untersucht. Weiterhin wurde versucht, optimierte Reaktionsbedingungen zu finden.show moreshow less

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Metadaten
Author:Soebiakto Loekman
URN:urn:nbn:de:bvb:29-opus-28925
Advisor:Peter Wasserscheid
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of Completion:2011
Publishing Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Granting Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Technische Fakultät
Date of final exam:2011/07/29
Release Date:2011/10/25
Tag:2-Buten; SILP; Supported Ionic Liquid Phase
2-Butene; SILP; Supported Ionic Liquid Phase
SWD-Keyword:Ethylen; Festbet; Gas-Feststoff-System; Heterogene Katalyse; Homogene Katalyse; Ionische Flüssigkeit; Kreuzmetathese; Propen; Reaktionstechnik
Institutes:Technische Fakultät / Technische Fakultät -ohne weitere Spezifikation-
Dewey Decimal Classification:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
open_access (DINI-Set):open_access

$Rev: 13581 $