RC1e与ReactIR技术联用

作者:佚名 文章来源:梅特勒-托利多公司 发布时间:2010-07-02

ReactIR实时在线反应分析技术经常与RC1e全自动实验室反应量热器1-3联用来提高化学过程的安全。ReactIR属于一种原位过程分析工具,使用户能直接监控所关注的组分。由于有些危险物种的反应活性较高,原位分析是跟踪浓度变化趋势的惟一方法。另一方面,从反应器取样后同时要进行稀释或其他样品处理,这均将明显改变样品的成分。本文将介绍RC1e与ReactIR技术联用监测格氏试剂的合成。

ReactIR研究有关Grignard试剂的应用报道涉及Grignard试剂的安全放大3和卡宾磷配合物与Grignard试剂生成两性卡宾配合物的反应4。这些重要的试剂被广泛应用了接近一个世纪,人们已经发现了它们潜在的反应危险:1.反应的延迟可能会导致烷基卤或芳基卤的积累或者反应失控;2.反应放热经常瞬间发生,而且非常剧烈;3.起点判断错误——操作者观察温度或者压力的变化会错误地相信反应已经开始,从而导致烷基卤或者芳基卤的加料速度太快;4.格氏试剂生成的快速反应动力学和高反应活性,不可能进行取样作离线测试,因此非常需要在线手段进行反应过程监测。

图1的三维红外谱图显示卤化物和产物随时间而变化的红外吸收。反应在开始阶段引发的延迟导致卤化物浓度的增大。直到15min后,反应才开始引发,随着格氏试剂的不断生成,其浓度不断增加。通过ReactIR实时在线反应分析系统对开始阶段卤化物滴加要求的了解,防止卤化物的积累,提高过程安全性。

图2中, ReactIR反应物和产物的“相对浓度-时间”曲线显示了在反应终点卤化物和产物的浓度变化。整个反应期间产物的生成过程显而易见,在卤化物滴加停止后,卤化物的浓度到达最高点,然后下降到平衡位置,说明卤化物的加料速度比反应速度要快。由于卤化物相对镁过量,因此看到最终卤化物的浓度并没有回到零。

图3中的热流曲线中,可以清楚看到各个阶段的热数据。通过这些热数据,可以了解整个反应的动力学过程,对过程安全作综合判断。结合ReactIR提供的信息,加速反应放大,防止反应失控的发生。

对于这类型的反应,应用ReactIR和RC1e联用进行监测有以下好处:首先,能实时地监测烷基卤或者芳基卤的浓度变化,在危险发生之前能及时提醒用户。其次,在这个含有易燃试剂的放热反应中,分析是在当前反应条件下进行的,用户无需从反应器中取样分析。再者,结合动力学和热力学信息,有利于加速反应放大,防止反应失控的发生。

【参考文献】

[1] “A Calorimetric Investigation to Safely Scale-Up a Curtius Re-arrangement of Acryloyl Azide”, am Ende, D.; DeVries, K.; Clifford, P.; Brenek, S.; Org. Proc. Res. Dev., 2, 1998, 382-392.

[2] “Streamlining Process R&D Using Multidimensional Analytical Technology”, McConnell, J.R.; Barton, K.P.; LaPack, M.A.; DesJardin, M.A.; Org. Proc. Res. Dev.; (Technical Note); 2002; ASAP Article. DOI: 10.1021/op0255332., www.acs.or.

[3] “Preparation of Grignard Reagents: FTIR and Calorimetric Investigation for Safe Scale-up”, am Ende, D.J.; Clifford, P.J.; DeAntonis, D.M.; Santa Maria, C.; Brenek, S.J.; Org. Proc. Res. Dev., 3(5), 1999, 319-329.

[4] “Monomeric and Dinuclear Tungsten Carbyne Complexes Containing Benzyl, Allyl, and Alkenyl Carbyne Substituents” Enriquez, A.; Templeton, J.; Organometallics, 21(5), 2002, 852-863.

0
-1
收藏
/
正在提交,请稍候…