Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 2-ФУРФУРИЛОВОГО СПИРТА В РЕАКЦИЯХ ОКИСЛЕНИЯ ПЕРОКСИДОМ ВОДОРОДА В ПРИСУТСТВИИ СОЕДИНЕНИЙ ВАНАДИЯ

Посконин В.В., Бедило А.В., Сивочубова А.А.

Реакции фурановых соединений с пероксидом водорода на протяжении многих десятилетий являются привлекательным объектом научных исследований. Это обусловлено тем, что они являются перспективным источником получения разнообразных ценных химических продуктов. Нами в последние годы ведется широкое изучение реакций каталитического перекисного окисления фурановых соединений (фурана, 2-метилфурана, фурфурола, 2-фуранкарбоновой кислоты). Это позволило создать новые методы синтеза ряда функционально замещенных гидрофуранов, гидрофуранонов, карбоновых кислот и их производных, используемых в качестве дефицитных химических реактивов и биологически активных веществ.

Наиболее значимые результаты получены нами при изучении процессов окислении фурана 1 и фурфурола 2 в системах, содержащих водный пероксид водорода и ванадиевый катализатор (V2O5, VOSO4, VO(acac)2 и др.). При этом была выявлена принципиальная возможность управления направленностью этих реакций путем изменения природы фуранового субстрата. Различие в составе продуктов окисления соединений 1 и 2объяснялось нами присутствием в молекуле фурфурола весьма реакционноспособной формильной группы, обладающей к тому же p-электроноакцепторным влиянием на фурановое ядро. Вследствие этого фуран в обсуждаемых реакциях проявлял преимущественно диеновые свойства, тогда как фурфурол – ароматические. Это различие оказало существенное влияние на соотношение конкурирующих превращений соединений 1 и 2при их взаимодействии с пероксокомплексами ванадия, образующимися в изученной реакционной системе.

В связи с изложенным мы предположили, что использование 2-фурфурилового спирта 3 в качестве субстрата окисления в системе "Н2О– соединение ванадия" позволит в определенных условиях изменить направленность процесса по сравнению с альдегидом 2. Основанием для этого являлось ожидаемое сходство поведения соединений 1 и 3 в реакциях перекисного окисления вследствие повышенной p-электронной плотности в ядре спирта 3 (сопряжение между циклом и заместителем в его молекуле отсутствует).

В то же время наличие фрагмента аллилового спирта в молекуле соединения 3 позволяло ожидать особого поведения этой группировки в системе "Н2О– ванадиевый катализатор". Ранее такая возможность была установлена рядом исследователей при изучении реакций окисления аллиловых спиртов в указанной системе.

С учетом особенностей электронного строения 2-фурфурилового спирта, литературных данных об особенностях перекисного окисления аллиловых спиртов и ранее полученных нами результатов возможные первичные превращения спирта 3 в системе "Н2О2 – ванадиевый катализатор" можно представить в виде следующей схемы:

При рН<2 окисление спирта 3 протекает подобно реакции фурфурола, приводя к такому же качественному и количественному составу основных продуктов. Это, по-видимому, связано с тем, что в данных условия 2-фурфуриловый спирт преимущественно окисляется до альдегида 2, превращения которого протекают через ключевые интермедиаты 4 и 5. Предполагается, что альтернативное направление, связанное с образованием озонида 7 также возможно при окислении диена 3 в кислых средах. В средах с пониженной кислотностью заметную роль могут играть превращения, обусловленные образованием на начальной стадии процесса интермедиатов 6 и 8. Возможность эпоксидирования спирта 3 обусловлена наличием в его молекуле фрагмента аллилового спирта, способного образовывать комплекс с пероксоформой VO3+ за счет группы ОН и двойной связи. В щелочных средах соединение 3 может легко окисляться до фуранкарбоновой кислоты 8. Последующие превращения интермедиатов 6-8 позволяют ожидать образования новых продуктов окисления фуранов в ряду гидрокси-, оксозамещенных g-лактонов и карбоновых кислот.


Библиографическая ссылка

Посконин В.В., Бедило А.В., Сивочубова А.А. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 2-ФУРФУРИЛОВОГО СПИРТА В РЕАКЦИЯХ ОКИСЛЕНИЯ ПЕРОКСИДОМ ВОДОРОДА В ПРИСУТСТВИИ СОЕДИНЕНИЙ ВАНАДИЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2006. – № 2. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=208 (дата обращения: 23.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074