Catalytic Synthesis of Butene-1 and Hexene-1 in the Homogeneous Oligomerization of Ethylene in the Presence of Nickel Complexes Based on N-Heteroaryl-Substituted α-Diphenylphosphinoglycines

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

It has been experimentally shown that N-heteroaryl-substituted α-diphenylphosphinoglycines N-(pyrazin-2-yl)-α-diphenylphosphinoglycine, N-(pyridin-2-yl)-α-diphenylphosphinoglycine and N-(pyrimidin-2-yl)-α-diphenylphosphinoglycine obtained by the reaction of three-component condensation of diphenylphosphine, the corresponding primary amine and glyoxylic acid monohydrate are capable in combination with Ni(COD)₂, where COD is cyclooctadiene-1,5, to form active forms of catalysts for selective homogeneous dimerization and trimerization of ethylene with the formation of butene-1 and hexene-1 as the main products. It has been established that the obtained organo-nickel catalytic systems provide a yield of short-chain (C₄–C₆) olefins at the level of 90% with a selectivity for linear α-olefins of 97%. The study of the influence of temperature on the process of homogeneous ethylene oligomerization using the obtained compounds made it possible to establish that the optimal temperature for ethylene oligomerization, providing the highest selectivity to butene-1 and hexene-1, is 80–105°C at the optimum pressure of ethylene is 20–35 atm. Under these conditions, the selectivity for butenes is 71.4–72.6% (selectivity for butene-1 – 69.3–71.1%), for hexenes 20.6–21.2% (selectivity for hexene-1 – 19.2–19.5%), and the optimal duration of the oligomerization process at a temperature 105°C is 1.5 h, which provides the rate of formation of butene-1 equal to 168.1 golig gNi⁻¹h⁻¹) and the rate of formation of hexene-1 – 47.3 golig gNi⁻¹h⁻¹).

Full Text

Restricted Access

About the authors

О. S. Soficheva

Arbuzov Institute of Organic and Physical Chemistry, Kazan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: olga.soficheva@iopc.ru
Russian Federation, Arbuzov str., 8, Kazan, 420088

G. E. Bekmukhamedov

Kazan Federal University

Email: olga.soficheva@iopc.ru
Russian Federation, Kremlyovskaya str., 18, Kazan, 420008

D. G. Yakhvarov

Kazan Federal University

Email: olga.soficheva@iopc.ru
Russian Federation, Kremlyovskaya str., 18, Kazan, 420008

References

  1. Fischer K., Jonas K., Misbach P., Stabba R., Wilke G. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1973. V. 12. P. 943.
  2. Wilke G. // J. Organomet. Chem. 1980. V. 200. P. 349.
  3. Peuckert M., Keim W. // Organometallics. 1983. V. 2. P. 594.
  4. Breuil P.-A.R., Magna L., Olivier-Bourbigou H. // Catal. Lett. 2015. V. 145. № 1. P. 173.
  5. Keim W., Kowaldt F. H., Goddard R., Krüger C. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1978. V.17. P. 466.
  6. Peuckert M., Keim W., Storp S., Weber R. S. // J. Mol. Catal. 1983. V. 20. P. 115.
  7. Keim W., Behr A., Gruber B., Hoffmann B., Kowaldt F., Kürschner U., Limbäcker B., Sistig F. // Organometallics. 1986. V. 5. P. 2356.
  8. Keim W., Schulz R. // J. Mol. Catal. 1994. V. 92. P. 21.
  9. Keim W. // Vysokomol. Soedin. Ser. A. 1994. V. 36. P. 1644.
  10. Pietsch J., Braunstein P., Chauvin Y. // New J. Chem. 1998. P. 467.
  11. Heinicke J., Köhler M., Peulecke N., Keim W. // J. Catal. 2004. V. 225. P. 16.
  12. Keim W. // Angew. Chem. Int. Ed. 2013. V. 52. P. 12492.
  13. Britovsek G. J.P., Malinowski R., McGuinness D.S., Nobbs J. D., Tomov A. K., Wadsley A. W., Young C. T. // ACS Catal. 2015. V. 5. P. 6922.
  14. Herrmann W. A., Beller M., Paciello R. Applied Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds. Wiley, 2017.
  15. Olivier-Bourbigou H., Breuil P. A.R., Magna L., Michel T., Fernandez Espada Pastor M., Delcroix D. // Chem. Rev. 2020. V. 120. № 15. P. 7919.
  16. Bekmukhamedov G. E., Sukhov A. V., Kuchkaev A. M., Yakhvarov D. G. // Catalysts. 2020. V. 10. № 5. P. 498.
  17. Petit J., Magna L., Mézailles N. // Coord. Chem. Rev. 2022. V. 50. № 214227.
  18. Mecking S. // Angew. Chem., Int. Ed. 40. 2001. V. 3. P. 534.
  19. McGuinness D.S., Wasserscheid P., Keim W., Morgan D., Dixon J. T., Bollmann A., Maumela H., Hess F., Englert U. // J. Am. Chem. Soc. 2003. V. 125. P. 5272.
  20. Speiser F., Braunstein P., Saussine L. // Acc. Chem. Res. 2005. V. 38. P. 784.
  21. McGuinness D.S. // Chem. Rev. 2011. V. 111. P. 2321.
  22. Hao P., Song S., Xiao T., Li Y., Redshaw C., Sun W. H. // Polyhedron. 2013. V. 52. P. 1138.
  23. Kuhn P., Sémeril D., Jeunesse C., Matt D., Lutz P., Welter R. // Eur. J. Inorg. Chem. 2005. P. 1477.
  24. Kuhn P., Semeril D., Jeunesse C., Matt D., Neuburger M., Mota A. // Chem. Eur. J. 2006. V. 12. P. 5210.
  25. Braunstein P., Chauvin Y., Mercier S., Saussine L. // Chimie. 2005. V. 8. P. 31.
  26. Heinicke J., He M., Dal A., Klein H., Hetche O., Keim W., Flörke U., Haupt H. // Eur. J. Inorg. Chem. 2000. P. 431.
  27. Wasserscheid P., Hilgers C., Keim W. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2004. V. 214. P. 83.
  28. Heinicke J., Köhler M., Peulecke N., Kindermann M. K., Keim W., Köckerling M. // Organometallics. 2005. V. 24. P. 344.
  29. Kuhn P., Semeril D., Jeunesse C., Matt D., Lutz P. J., Louis R., Neuburger M. // Dalton Trans. 2006. P. 3647.
  30. Scholz J., Hager V., Wang X., Kohler F. T.U., Sternberg M., Haumann M., Szesni N., Meyer K., Wasserscheid P. // ChemCatChem. 2014. V. 6. P. 162.
  31. Kohler F. T.U., Gärtner K., Hager V., Haumann M., Sternberg M., Wang X., Szesni N., Meyer K., Wasserscheid P. // Catal. Sci. Technol. 2014. V. 4. P. 936.
  32. Heinicke J., Lach J., Basvani K. R., Peulecke N., Jones P. G., Köckerling M. // Phosphorus Sulfur Silicon Relat. Elem. 2011. V. 186. P. 666.
  33. Фомина (Софьичева) О.С., Синяшин О. Г., Хайнике И., Яхваров. Д.Г. // Бутлеровские сообщения. 2012. Т. 10. С. 63.
  34. Ghalib M., Lach J., Fomina O. S., Yakhvarov D. G., Jones P. G., Heinicke J. // Polyhedron. 2014. V. 77. P. 10.
  35. Lach J., Peulecke N., Kindermann M. K., Palm G. J., Köckerling M., Heinicke J. W. // Tetrahedron. 2015. V.71. P. 4933.
  36. Fomina O. S., Heinicke J. W., Sinyashin O. G., Yakhvarov D. G. // Phosphorus Sulfur Silicon Relat. Elem. 2016. V. 191. P. 1478.
  37. Peulecke N., Yakhvarov D. G., Heinicke J. W. // Eur J. Inorg. Chem. 2019. P. 1507.
  38. Soficheva O. S., Bekmukhamedov G. E., Dobrynin A.B, Heinicke J. W., Sinyashin O. G., Yakhvarov D. G. // Mendeleev Commun. 2019. V. 29. P. 575.
  39. Soficheva O. S., Nesterova A. A., Dobrynin A. B., Zueva E. M., Heinicke J. W., Sinyashin O. G., Yakhvarov D. G. // Mendeleev Commun. 2020. V. 30. P. 516.
  40. Kagileva A. A., Kagilev A. A., Kantyukov A. O., Gafurov Z. N., Sakhapov I. F., Bekmukhamedov G. E., Khayarov K. R., Zueva E. M., Soficheva O. S., Yakhvarov D. G. // New J. Chem. 2022. V. 46. P. 17303.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Schema 1.

Download (96KB)
3. Fig.1

Download (138KB)
4. Fig.2

Download (182KB)
5. Fig.3

Download (66KB)
6. Fig.4

Download (138KB)
7. Fig.5

Download (136KB)
8. Fig.6

Download (69KB)


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».