Selective and efficient oxidation of alcohols to aldehydes in presence of visible-light-driven photocatalysts: A green organic synthesis approach. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.
|
PDF
Rami_Elsayed_-_May_2014.pdf Download (3MB) | Preview |
Arabic Abstract
تمثل عملية تحويل الكحول إلى الالدهيدات المقابلة بطريقة سليمة بيئيا وغير مكلفه اقتصاديا تحديا حتى هذه اللحظة. في هذا البحث تم تحضير حافزين ضوئيين (ضوء مرئي)؛ فوسفات الفضة (Ag3PO4) و تنجسات البزموث المحورة والمطعمة بجزيئات نانومترية من البلاتين(Ag3PO4) , وتم التحقق من بنيتهما التركيبية ومن ثم استخدما في عملية تحويل بعض المركبات الكحولية مثل (الكحول البنزيلي, 4- ميثوكسي الكحول البنزيلي, كحول السنميل و 4- نايترو الكحول البنزيلي) إلى الالدهيدات المقابلة بكفاءة عاليه و انتقائية كيميائية وكميا وذلك في وجود الماء, أشعة ضوء شمس (محاكة) تحت الظروف الاعتيادية. تم دراسة تأثير كلا من: تركيز المواد المتفاعلة, كمية الحافز الضوئي ونسبة الفلز المستخدم في التطعيم. عمليا تم الحصول على انتقائية كيمائيه > 99%, تحول كمي > 99% وكفاه تحويل > 90%باستخدام Ag3PO4, في المقابل تم الحصول على انتقائية كيمائيه > 99%, تحول كمي >99% وكفاه تحويل > 99% باستخدام Pt/Bi2WO6. لم يتم ملاحظه أي عملية أكسده للالدهيدات المتكونة خلال التفاعل حتى اكتمال تحول كل الكحوليات. وقد اظهر Pt/Bi2WO6 مقدرته الفعالة على أكسدة الكحوليات في عدم وجود الضوء, حيث أن التفاعل يسلك مسارا مختلفا عن ذلك في حالة وجود الضوء. تم استنتاج الخطوة المحددة للتفاعل عن طريق دراسة تأثير مختلف مثبطات الجذور الحرة. من هذه الدراسة نخلص إلى أن المواقع الاختزالية لأشباه موصلات الحافزات الضوئية تلعب دورا حاسما في تحديد الانتقائية الكيميائية حيث تفضل أكسدة الكحوليات عن الماء.
English Abstract
Achieving alcohols to aldehydes conversion in an energy efficient and environmentally benign way still remains a challenge. In this work, we describe highly efficient, chemoselective and quantitative conversion of alcohols (e.g., Benzylalcohol, 4-methoxybenzyl alcohol cinnamyl alcohol and 4-nitrobenzyl alcohol) to corresponding aldehydes using synthesized and characterized visible-light photocatalysts, i.e., silver orthophosphate (Ag3PO4) and platinum-modified nanoporous hierarchical bismuth tungstate spheres (Pt/Bi2WO6) in water under simulated sunlight at ambient conditions. Dependency of alcohol oxidation on substrate concentration, photocatalyst amount and metal loading was studied. The experimental results indicates that chemoselective (>99%), quantitative (>99%) and efficient conversion (>90%) of alcohols to the corresponding aldehydes were achieved using Ag3PO4, likewise, highly efficient, chemoselective (>99%) and quantitative (>99%) conversion were achieved using Pt/Bi2WO6. No overoxidation of the formed aldehyde was observed during the photooxidation process until comprehensive alcohol oxidation was attained. Pt/Bi2WO6 showed substantial oxidation under dark and course of conversion was different than that of under light. The effect of various radical scavengers was investigated and the rate determining step was elucidated. It has been envisaged that the reduction site of semiconductor photocatalysts plays more decisive role in determining the chemoselectivity as alcohol preferably get oxidized over that of water.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Subjects: | Chemistry |
| Department: | College of Chemicals and Materials > Chemistry |
| Committee Advisor: | Alhooshani, Khalid |
| Committee Members: | Chanbasha, Basheer and Mohammad, Qamar |
| Depositing User: | RAMI ELSAYED (g201107410) |
| Date Deposited: | 04 Jun 2014 07:41 |
| Last Modified: | 01 Nov 2019 15:42 |
| URI: | http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139211 |