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Keywords:

  • sulfated zirconia;
  • diphenyl oxide;
  • 1-decene;
  • a-olefins;
  • kinetics;
  • eley-rideal mechanism;
  • heterogeneous catalysis;
  • Friedel-Crafts alkylation

Abstract

Friedel-Crafts alkylation and acylation reactions, using highly polluting homogeneous Lewis and Bronsted acids, are ubiquitous in a variety of organic process industries. In many cases very high conversions and selectivities can be achieved with aluminum chloride as catalyst and nitrobenzene as a solvent. However, environmental concerns associated with aluminum chloride-nitrobenzene or BF3-HF or mineral acids catalysts have encouraged development of solid acids, which not only intensify the rates of reactions but also offer better product selectivity. Amongst these catalysts, sulfated zirconia has gained a considerable importance due to its super-acidity under certain conditions. The alkylation of diphenyl oxide with 1-decene was studied over sulfated zirconia catalyst and it leads to industrially important products. The surface reaction between chemisorbed 1-decene diphenyl oxide from the liquid phase, in the absence of any mass transfer resistance, was found to be the rate determining step with Eley-Rideal type of mechanism.

Les réactions d'alkylation et d'acylation de Friedel-Crafts, à l'aide d'acides homogènes hautement polluants de Lewis et Bronsted, se retrouvent dans plusieurs industries de procédés organiques. Dans bien des cas, des conversions et des sélectivités très élevées pewent ětre obtenues avec du chlorure d'aluminium comme catalyseur et du nitrobenzène comme solvant. Toutefois, les considérations environnementales associées aux catalyseurs de chlorure d'aluminium-nitrobenzène, de BF3-HF ou d'acides minéraux ont encouragé le développement d'acides solides, qui non seulement intensifient les vitesses de réaction mais offrent également une meilleure sélectivité de produits. Parmi ces catalyseurs, le zirconium sulfaté a pris une importance considérable en raison de sa super-acidité dans certaines conditions. L'alkylation de l'oxyde de diphénye avec du 1-décène a été étudiée sur un catalyseur de zirconium sulfaté et méne à des produits industriellement importants. La réaction de surface entre l'oxyde de dyphénile et le 1-décène chimisorbé de la phase liquide, en l'absence de toute résistance au transfert de matière, s'avère ětre l'étape déterminant la vitesse avec le type de mécanisme de Eley-Rideal.