Синтетический пористый кристаллический материал мсм-68, его синтез и применение

 

Изобретение относится к области химии. Новый кристаллический материал характеризуется особой рентгенограммой и обладает уникальной кристаллической структурой, которая включает по меньшей мере одну систему каналов, в которой каждый канал определяется 12-членным кольцом из тетраэдрически координированных атомов, и по крайней мере две другие, независимые системы каналов, в которых каждый канал определяется 10-членным кольцом из тетраэдрически координированных атомов, где число уникальных каналов из 10-членных колец вдвое превышает число каналов из 12-членных колец. Предложен способ его получения и структуронаправляющий органический реагент для синтеза материала. Изобретение позволяет получить материал с каталитической активностью в превращениях органических соединений. 6 с. и 15 з.п.ф-лы, 4 ил., 12 табл.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть)у

Формула изобретения

1. Синтетический пористый кристаллический материал, который включает по меньшей мере одну систему каналов, в которой каждый канал определяется 12-членным кольцом из тетраэдрически координированных атомов, и по крайней мере две другие, независимые системы каналов, где каждый канал определяется 10-членным кольцом из тетраэдрически координированных атомов, где число уникальных каналов из 10-членных колец вдвое превышает число каналов из 12-членных колец.

2. Кристаллический материал по п.1, который включает одну систему каналов из 12-членных колец и две системы каналов из 10-членных колец.

3. Кристаллический материал по п.2, в котором каналы каждой системы каналов из 10-членных колец проходят в направлении, в общем перпендикулярном направлению каналов другой системы каналов из 10-членных колец и направлению каналов из 12-членных колец.

4. Кристаллический материал по п.2, в котором каналы из 12-членных колец обычно являются прямолинейными, а каналы из 10-членных колец являются извилистыми (синусоидальными).

5. Синтетический пористый кристаллический материал, включающий каркас из тетраэдрических атомов, связанных в качестве мостиков кислородными атомами, причем этот каркас из тетраэдрических атомов определяется элементарной ячейкой, в которой положения атомов определяются расстояниями, выраженными в нанометрах, указанными в таблице 1, где положения вдоль каждой оси координат могут варьироваться в диапазоне ±0,05 нм.

6. Синтетический пористый кристаллический материал, отличающийся рентгенограммой, включающей практически такие значения, которые суммированы в таблице 1, приведенной в описании, и обладающей составом, который отражает следующее молярное соотношение:

Х₂О₃:(n)YO₂,

в котором n обозначает число по меньшей мере 5;

Х обозначает атом трехвалентного элемента;

Y обозначает атом четырехвалентного элемента.

7. Кристаллический материал по п.6, обладающий составом, который выражен (на безводной основе) числом молей оксидов на n молей YO₂, соответствующим формуле

(0,1-2)М₂О:(0,2-2)Q:Х₂О₃:(n)YO₂,

в которой М обозначает атом щелочного или щелочно-земельного металла;

q обозначает органический остаток.

8. Кристаллический материал по п.7, в котором Q представляет собой дикатион, выбранный из N,N,N`,N`-тетраалкилбицикло [2.2.2]окт-7-ен-2,3:5,6-дипирролидиниевого дикатиона и N,N,N`,N`-тетраалкилбицикло [2.2.2]октан-2,3:5,6-дипирролидиниевого дикатиона.

9. Кристаллический материал по п.6, в котором Х представляет собой атом алюминия, а Y представляет собой атом кремния.

10. Способ синтеза кристаллического материала, проявляющего рентгенографические характеристики, включающие максимальные значения расстояний d, представленные в таблице 1, который включает (I) приготовление смеси, способной к образованию такого материала, причем эта смесь включает источники щелочного или щелочно-земельного металла (М), оксид трехвалентного элемента (Х), оксид четырехвалентного элемента (Y), воду и структуронаправляющий агент (Q), представляющий собой дикатион, выбранный из N,N,N`,N`-тетраалкилбицикло [2.2.2]окт-7-ен-2,3:5,6-дипирролидиниевого дикатиона и N,N,N`,N`-тетраалкилбицикло [2.2.2]октан-2,3:5,6-дипирролидиниевого дикатиона, и обладающего составом, выраженным в значениях мольных соотношений, которые находятся в следующих интервалах:

YO₂/X₂O₃ По меньшей мере 5

H₂O/YO₂ От 10 до 1000

OH^-/YO₂ От 0,05 до 2

M/YO₂ От 0,05 до 2

Q/YO₂ От 0,01 до 1

(II) выдержку этой смеси в достаточных условиях, включающих температуру от 80 до 250°С, до образования кристаллов такого материала и (III) выделение кристаллического материала со стадии (II).

11. Способ по п.10, в котором смесь характеризуется следующими композиционными интервалами:

YO₂/X₂O₃ От 8 до 50

H₂O/YO₂ От 15 до 100

OH^-/YO₂ От 0,1 до 0,5

M/YO₂ От 0,1 до 0,5

Q/YO₂ От 0,05 до 0,2

12. Способ по п.10, в котором эта смесь далее включает затравочные кристаллы в количестве, которого достаточно для улучшения синтеза кристаллического материала.

13. Способ по п.10, в котором Х представляет собой атом алюминия, а Y представляет собой атом кремния.

14. Способ превращения сырья, включающего органические соединения, в продукт конверсии, который включает введение такого сырья в условиях превращения органического соединения в контакт с катализатором, включающим активную форму синтетического пористого кристаллического материала по любому из пп.1, 4 и 5.

15. Способ по п.14, в котором органическое соединение представляет собой ароматический углеводород, а способом является способ алкилирования.

16. Способ по п.15, в котором ароматический углеводород представляет собой бензол, а способ включает алкилирование бензола олефином, выбранным из этилена и пропилена.

17. Способ по п.14, в котором органическое соединение представляет собой алкилароматический углеводород, а способом является способ переалкилирования.

18. Способ по п.17, который включает переалкилирование бензолом алкилароматического углеводорода, выбранного из полиэтилбензолов и полиизопропилбензолов.

19. Способ по п.14, в котором органическое соединение представляет собой алкилароматический углеводород, а процесс выбирают из изомеризации, диспропорционирования и деалкилирования.

20. Органическое азотсодержащее соединение, представляющее собой дикатион, выбранный из N,N,N`,N`-тетраалкилбицикло [2.2.2]окт-7-ен-2,3:5,6-дипирролидиниевого дикатиона и N,N,N`,N`-тетраалкилбицикло [2.2.2]октан-2,3:5,6-дипирролидиниевого дикатиона, которые могут быть представлены следующими формулами:

N,N,N`,N`-тетраалкилбицикло[2.2.2]окт-7-ен-2,3:5,6-дипирролидиний

N,N,N`,N`-тетраалкилбицикло [2.2.2]октан-2,3:5,6-дипирролидиний,

где R₁ и R₂ могут обозначать одинаковые или разные заместители, выбранные из алкильных групп, содержащих от 1 до 6 углеродных атомов каждая, фенильных групп и бензильных групп, или R₁ и R₂ могут быть связанными в виде циклической группы, содержащей от 3 до 6 углеродных атомов, а W, X, Y и Z могут обозначать одинаковые или разные заместители, выбранные из атома водорода, алкильных групп, содержащих от 1 до 6 углеродных атомов каждая, фенильных групп и атомов галогенов.

21. Органическое азотсодержащее соединение по п.20, представляющее собой N,N,N`,N`-тетраэтил-экзо,экзо-бицикло[2.2.2]окт-7-ен-2,3:5,6-дипирролидиниевый (бициклодикват-Et₄) дикатион.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40, Рисунок 41, Рисунок 42, Рисунок 43, Рисунок 44, Рисунок 45