Diplomityön aihe on sykloheksaani-1,2-dimetanolin, sykloheksaani-1,3-dimetanolin ja sykloheksaani-1,2,4-trimetanolin valmistaminen katalyyttisellä hydrogenaatiolla.
Kirjallisuusosa käsittelee bentseenipolykarboksylaattien ja sykloheksaanipolykarboksylaattien hydrogenaatiota sekä vedytyskatalyyttejä ja niiden ominaisuuksia, sekä kantaja-aineita ja katalyyttien valmistusmenetelmiä.
Lisäksi käsitellään katalyyttejä aromaattisten estereiden ja bentseenipolykarboksylaattien pelkistykseen sekä katalyyttejä esterien, karboksyylihappojen ja happoanhydridien pelkistämiseen.
Kokeellisessa osassa aromaatteja pelkistettiin 2 % rutenium-hiilellä.
Dimetyyliftalaatti pelkistettiin 80-100 bar paineessa ja 120 °C:ssa 74-79 % saannolla ja 94,5-97,1 % selektiivisyydellä ilman liuotinta, etanolissa, etikkahapossa ja etanoli-etikkahapposeoksessa.
Liuottimen ainoa vaikutus oli se, että 80 % tuotteesta oli cis-diastereomeeria ilman etikkahappoa ja 90 % etikkahapon kanssa.
Dimetyyli-isoftalaatti pelkistettiin 2 % Ru/C:Ila etanolissa 80-95 bar paineessa ja 120 °C:ssa dimetyyliheksahydroisoftalaateiksi 66 % saannolla.
Solvolyysi tuotti seoksen, jossa oli 85 % dimetyyli-isoftalaattia ja 13 % metyylietyyli-isoftalaattia, eli yhteensä 98 %. 140 °C:ssa hydrogenolyysiä tapahtui ja selektiivisyys heksahydroisoftalaattien suhteen oli vain 59 %.
Trimetyylitrimellitaatin pelkistys 2 % Ru/C:Ila 88-97 bar paineessa ja 120 °C:ssa pysähtyi 39 % konversioon.
Ftalidin pelkistys 2 % Ru/C:Ila 82-87 bar paineessa ja 140 °C:ssa antoi 46 % saannon heksahydroftalidia, jonka puhtaus oli 65 %.
Seoksessa oli lisäksi 4 % heksahydroftalaania ja loppu oli hydrogenolyysi- ja dekarboksylaatiotuotteita.
Dimetyyliftalaatti pelkistettiin sykloheksaani-1,2-dimetanoliksi 84 % saannolla litiumalumiinihydridillä tetrahydrofuraanissa.
Suodatus onnistui, kun sammutus tehtiin 1-2-1 -menetelmällä (1, 2, 1 osaa vettä, 20 % NaOH-liuosta ja vettä), mutta epäonnistui, kun sammutus tehtiin pienellä määrällä vettä ja natriumsulfaattidekahydraatilla.
Dimetyyliheksahydroftalaatin pelkistystä sykloheksaani-1,2-dimetanoliksi yritettiin siinä onnistumatta kuparikromiitilla, 2 % rutenium-1.5 % tina-hiilellä ja 2 % rutenium-0.7 % platina-0.4 % tina-hiilellä.
Heksahydroftalidi oli tärkein välituote, ja dehydraatio heksahydroftalaaniksi tapahtui helposti.
Kuparikromiittia käytettiin 95-98 bar paineessa.
Reaktiota tapahtui vain vähän ensimmäisenä 23 tuntina 150 °C:ssa, ja kun lämpötila nostettiin 200 °C:seen 23 tunniksi, lähtöainetta, josta 82 % oli cis-isomeeria, oli edelleen 74 % jäljellä.
Loppu oli 8 % heksahydroftalidia, 6 % sykloheksaani-1,2-dimetanolia, josta 35 % cis-isomeeria, 1.5% heksahydroftalaania, 9 % tuntemattomia ja 1.5 % kevyitä sivutuotteita.
RuSn/C:a, joka oli tehokkain katalyytti, käytettiin 84-94 bar paineessa ja 240 °C:ssa. 31 h jälkeen tuloksena oli 38 % kevyitä tuntemattomia aineita, 39 % heksahydroftalaania, 5 % heksahydroftalidia ja 0,2 % trans-sykloheksaani-1,2-dimetanolia.
Diesterin siis pelkistys, mutta tuote dehydrautui heksahydroftalaaniksi.
RuPtSn/C:a käytettiin 175-230 °C:ssa yhteensä 95 h ajan, mutta reaktio ei edistynyt enää 7 h sen jälkeen, kun lämpötila oli nostettu 230 °C:seen.
Lopussa reaktioseos oli 66 % lähtöainetta, 9 % heksahydroftalidia ja 25 % tuntemattomia yhdisteitä
