ΜΗ ΙΟΝΤΙΚΗ ΒΑΣΙΚΗ ΚΑΤΑΛΥΣΗ

Προκειμένου να εφαρμοστούν ηπιότεροι όροι αντίδρασης και για να απλοποιηθούν οι χειρισμοί, ένας μεγάλος αριθμός οργανικών βάσεων έχει αναπτυχθεί και έχει χρησιμοποιηθεί ως καταλύτης ή αντιδραστήριο για τις οργανικές συνθέσεις.

Μεταξύ αυτών των βάσεων χρησιμοποιούνται συχνά:

  • Αμίνες όπως : τριεθυλαμίνη , πιπεριδίνη , 1,2,2,6,6-πενταμέθυλοπιπεριδίνη, πιριδίνη, 2,6-δι-τριτοταγής-βουτιλοπιριδίνη και 4-διμεθυλο-αμινοπιριδίνη (DMAP).
  • Αμιδίνες όπως: 1,8-διαζαδίκυκλο[5.4.0]ενδεκα-7-ενιο(DBU) and 1,5- διαζαδίκυκλο [4.3.0]ενεα-5-ένιο (DBN).
  • Γουανιδίνες όπως: 1,5,7- τριαζαδίκυκλο [4.4.0]δέκα-5-ένιο (TBD), 1,1,3,3-τετραμεθυλογουανιδίνη (TMG), 1,1,2,3,3-πενταβουτυλογουανιδίνη (PBG),1,3-διφαινυλογουανιδίνη, 1,2,3-τριφαινυλογουανιδίνη και άμινο- και νιτρογουανιδίνες.
  • Τριαμινο(ιμινο)φωσφοράνια όπως τριτοταγές-βουτυλιμινο-2-διεθυλαμινο-1,3-διμεθυλο-περυδρο-1,3,2- διαζαφωσφοράνιο (BEMP) και τρι(διμεθυλαμινο)μεθυλιμινοφωσφοράνιο (Me7P)

Η δραστικότητα και η αποδοτικότητα τέτοιων μη ιοντικών βάσεων ως καταλύτες στη μετεστεροποίηση των φυτικών ελαίων μελετήθηκαν αρκετά.

Σε μια πρώτη σειρά μελετών, η καταλυτική δραστηριότητα μερικών γουανιδινών συγκρίθηκε με αυτήν που παρατηρήθηκε από τη χρησιμοποίηση άλλων βάσεων όπως οι αμιδίνες DBU και DBN, και τα τριαμινο(ιμινο)φωσφοράνια BEMP και Me7P. Παρατηρήθηκε ότι η TBD, ακόμα κι αν χρησιμοποιηθεί κατά μόνο 1 mol%, παράγει περισσότερο από 90% των μεθυλεστέρων μετά από 1 ώρα. Χρησιμοποιώντας τις άλλες βάσεις, υπό τις ίδιες πειραματικές συνθήκες, οι παραγωγή δεν ήταν υψηλότερη από 66%.

Σε μια δεύτερη σειρά μελετών, η καταλυτική δραστηριότητα της TBD συγκρίθηκε με αυτήν που παρατηρείται για τους χαρακτηριστικούς βιομηχανικούς καταλύτες (π.χ. NaOH και K2CO3). Οι αποδόσεις της αντίδρασης με καταλύτη TBD ήταν κοντά σε εκείνες που παρατηρήθηκαν με NaOH και δεν παρατηρήθηκε κανένα ανεπιθύμητο υποπροϊόν όπως τα σαπούνια (που σχηματίζονται εύκολα όταν χρησιμοποιούνται τα υδροξείδια των αλκαλίων ). Όταν συγκρίνεται με το ανθρακικό άλας καλίου, η TBD ήταν πάντα πιο ενεργή, ακόμη και στις χαμηλές μοριακές συγκεντρώσεις. Αν και η TBD είναι λιγότερο ενεργή από το μεθοξείδιο του νατρίου (μόνο 0,5%, CH3ONa παράγει περισσότερο από 98% των μεθυλεστέρων μετά από 30 min.), η χρήση της δεν απαιτεί οποιεσδήποτε ειδικές συνθήκες.

Λόγω της άριστης απόδοσης της TBD στη μετεστεροποίηση των φυτικών ελαίων, ερευνήθηκε επίσης η καταλυτική δραστηριότητα άλλων αλκυλογουανιδινών, προκειμένου να γίνουν κατανοητοί όλων οι παράγοντες που μπορούν να επιδράσουν στις καταλυτικές ιδιότητές τους. Σε μια τρίτη σειρά μελετών, η καταλυτική δραστηριότητα διάφορων αλκυλογουανιδινών σε σύγκριση με την TBD , η τελευταία ήταν πάντα το πιο ενεργή. Όμως οι, 1,3-δικυκλοεξυλ-2-n-οκτυλγουανιδίνη (DCOG), 1,1,2,3,3-πενταμεθυλογουανιδίνη (PMG), 7-μεθυλο-1,5,7-τριαζαδίκυκλο[4.4.0]δεκα-5-΄ενιο (MTBD) and 1,2,3-τρικυκλοεξυλγουανιδίνη (TCG), επίσης παρουσίασαν καλή καταλυτική δράση. Η σειρά δραστικότητας των καταλυτών TBD> TCG> DCOG> MTBD> PMG αντιστοιχεί στη σχετική βασική ισχύ τους, η οποία αυξάνεται από τους δομικούς παράγοντες όπως ο αριθμός και ο τύπος των υποκαταστατών (substituents) και η κυκλική ή μη κυκλική αλυσίδα.

Τα αποτελέσματα που επιτεύχθηκαν κατά τη μετεστεροποίηση του ελαίου σόγιας με τη μεθανόλη δείχνουν ότι η 1,2,3,4,5-πεντακυκλοεξυλδιγουανιδίνη (PCBG) είναι ακόμα πιο ενεργή από τη TCG, δεδομένου ότι παραγωγή 82% των μεθυλεστέρων λαμβάνεται με PCBG μετά από 1 ώρα , έναντι 69% με TCG υπό τις ίδιες συνθήκες.

 

ΑΡΧΗ

ΔΙΧΗΝΕΤ 2004©