Capillary flow reactor for selected dye-assisted solar photochemical reactions. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.
|
PDF
Thesis_final_.pdf Download (3MB) | Preview |
Arabic Abstract
تم تصنيع واختبار مفاعل تدفق شعري على بعض التفاعلات العضوية باستخدام أصباغ كمحفزات (خالية من الفلزات) تحت إشعاع الشمس. الأصباغ العضوية رخيصة الثمن, وغير مسببة للتلوث, وصديقة للبيئة كما أنه يمكن عمل بعض التعديلات عليها بسهولة على عكس محفزات الأكسدة والإختزال الفلزية. تم متابعة تقدم التفاعل باستخدام الفصل الكروماتوجرافي السائل عالي الأداء, والفصل الكروماتوجرافي بالطبقة الرقيقة. تتميز المملكة العربية السعودية بشدة عالية لأشعة الشمس على مدار العام, حيث يصل متوسط الإشعاع المتلقى على منطقة شبه الجزيرة العربية في العموم إلى 2200 كيلو وات في الساعة/ متر مربع. في هذه الدراسة. تم تنفيذ ثلاثة تفاعلات مختلفة: الإقتران بإزالة الهيدروجين, تفاعل الأسيلة الضوئية, وأخيراً تفاعل إضافة السيانيد. تم التحصل على نتائج متوسطة إلى جيدة بمعدل انتاجية 43%, 64% و 80% للتفاعلات الثلاثة بالترتيب السابق ذكره. هذه النتائج على وفاق مع ما تم من أعمال بحثية أخرى, وللمرة الأولى , بيّنا تأثير حجم المفاعل على إنتاجية تفاعل إضافة السيانيد, حيث قمنا بتصنيع ثلاثة مفاعلات بأطوال شعرية مختلفة 3.0, 7.5 و 11 متر وتم ملاحظة تقليص زمن التفاعل مع زيادة طول المفاعل, كما تم دراسة تفاعل إضافة السيانيد باستخدام ضبغ عضوي مع حمض الخليك (كمساعد محفز) مع ثلاثي أمين غير حلقي. هذا العمل يمثل إثبات ودعامة للعمل المنجز من قبل روبين وفريق العمل الذين قاموا بالدراسة على مشتق من أمين غير حلقي, مشتقات الأمين تلك أيضاّ صالحة للإستخدام في هذه التفاعلات وليس مقتصرة على مشتقات (تتراهيدرو أيزوكينولين) فقط المتواجدة بكثرة في الأعمال العلمية المنشورة.
English Abstract
A capillary flow reactor was fabricated and tested on few organic reactions using dye as catalyst (metal-free) under sunlight irradiation. Organic dyes are cheap, non-polluting, environmentally friendly and can be modified easily unlike metal photoredox catalysts. The reaction progress was monitored using high-performance liquid chromatography (HPLC) and thin layer chromatography (TLC). Kingdom of Saudi Arabia is blessed with high intensity of solar energy throughout the year; annual average solar radiation received on the Arabian Peninsula, in general, is about 2200 kWh/m2. In this study, we carried out three different reactions: Dehydrogenative coupling reaction, Photoacylation reaction and finally cyanation reactions. We achieved a moderate to good yield with 43%, 64% and 80% for dehydrogenative coupling, photoacylation, and cyanation reaction respectively. The results were in good agreement with the literature. For the first time, we showed the effect of reactor size on the reaction yield for the cyanation reaction. We fabricated three different reactors with 3.0, 7.5 and 11.0m capillary length and observed a decrease in reaction time with an increase in the reactor size as a form of scale up, and we studied cyanation reaction using an organic dye and acetic acid (cocatalyst) with an acyclic tertiary amine. This work stands as a support for the claim made by Rueping et al who conducted their study with a derivative of an acyclic amine: that acyclic amine derivatives are also viable in this type of reactions and not restricted to the tetrahydroisoquinoline derivatives alone which are abundant in literature.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Subjects: | Chemistry |
| Department: | College of Chemicals and Materials > Chemistry |
| Committee Advisor: | Chanbasha, Basheer |
| Committee Members: | Hasan Ali, Al-muallem and Mohamed Ismail, Wazeer M |
| Depositing User: | ISMAILA YUNUS (g201404980) |
| Date Deposited: | 17 May 2016 12:43 |
| Last Modified: | 01 Nov 2019 16:33 |
| URI: | http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139945 |