كسر التقليد ! تدفق مستمر + أنثراسين السيريوم cocatalytic ، البنزيل الأكسدة في الأخضر وكفاءة عالية نظام جديد

فريق البحث من جامعة سيتشوان الصناعة الخفيفة والتكنولوجيا الكيميائية ، ومعهد شنغهاي الكيمياء العضوية ، الأكاديمية الصينية للعلوم ، نشرت نتائج البحوث الهامة في العدد 1 من مجلة الكيمياء في عام 2023 ، التي وضعت أنثراسين السيريوم التآزر نظام الحافز على أساس التدفق المستمر microreactor . . . . . . .

اختراق الأساسية : تحقيق كفاءة التحويل في ظل ظروف معتدلة

البنزيل الأكسدة التقليدية تعتمد على تكلفة معقدة محفز المعادن ، ويحتاج إلى درجة حرارة عالية وقوية مؤكسد ، وانخفاض كفاءة التفاعل وضعف الأمن . في حين اقترح فريق البحث ثلاثة اختراقات رئيسية في البرنامج الجديد :

1 . التآزر نظام الحافز ، وتحسين الكفاءة إلى حد كبير

في هذه الورقة ، 9 , 10-dibromoanthracene ( ديسيبل ) تم اختيار العضوية حفاز ضوئي ، جنبا إلى جنب مع السيريوم الكحول المعقدة ( م ( لا ₃ · 6H ₂ س ) كما السيريوم المصدر ، trichloroethanol كما نقل ذرة الهيدروجين المحفز ) تم دراستها . من خلال آلية يجند إلى معدن تهمة نقل ( lmct ) و ذرة الهيدروجين نقل ( قبعة ) ، متحمس ديسيبل يمكن أن تعزز تجديد م ( 3 ) م ( 4 ) بسرعة تحت الضوء المرئي ( 400 نانومتر الصمام ) ، ومن الواضح أن تسريع دورة الحفاز .

النتائج التجريبية تبين أن العائد من الثيل بنزيل الأكسدة يمكن أن تصل إلى 92 في المائة من 14 في المائة من السيريوم وحده مع 2 مول ٪ ديسيبل كما cocatalyst . العائد من الثيل بنزيل الأكسدة يمكن أن تصل إلى 8.4 ملمول / ساعة ، وهو أعلى بكثير من التقليدية نظام الحافز ( على سبيل المثال ، 0.3 ملمول / ساعة من tbadt و 1.1 ملمول / ساعة من الحديد ) .

2 . استمرار تدفق التكنولوجيا ، مع مراعاة السلامة والحجم

فريق مبتكر يجمع بين نظام الحافز مع تدفق مستمر microreactor لبناء نظام رد فعل بما في ذلك أربع وحدات النقل ، رد فعل ، الضغط مرة أخرى ، المنتج جمع . فائدة نموذج يحتوي على مزايا عالية الكفاءة خلط الغاز السائل مرحلتين ، وارتفاع كفاءة الإضاءة ، صغيرة الحجم ( مجموع حجم المفاعل 5.4ml ) ، وانخفاض وحدة تحميل المواد المتفاعلة الخطرة ، إلى حد كبير تحسين سلامة أكسدة هوائية فعل .

ما هو أكثر من ذلك ، يمكن للنظام التحكم في رد فعل بمرونة عن طريق ضبط معدل التدفق : في ظل حالة من معدل تدفق السائل 2 مل / دقيقة ، معدل تدفق الأكسجين 8 مل / دقيقة ، رد فعل الوقت الاحتفاظ فقط 1.8min لإكمال التحويل ، أقصى قدر من العائد 8.7mmol / h ; وعلاوة على ذلك ، فإن النظام هو من السهل أن تكون الموسع ، الذي يرسي أسس الإنتاج الصناعي المستمر .
3 - ظروف معتدلة وعالمية قوية

رد فعل كامل تتم في درجة حرارة الغرفة ، 0.8mpa ضغط الأكسجين ، وارتفاع في درجة الحرارة وارتفاع الضغط لا يلزم ، مؤكسد فقط يستخدم الأكسجين الصديقة للبيئة ، وارتفاع الاقتصاد الذري ، وانخفاض تصريف النفايات . وفي الوقت نفسه ، هذا النظام يظهر التوافق ممتازة على ركائز متعددة ألكيل أرين :

- الهدف العطرية كيتون يمكن الحصول عليها في حوالي 90 ٪ العائد من إيثيل البنزين مع مجموعة المانحين الإلكترون مثل methoxy أو الركيزة التي تحتوي على مجموعة امتصاص الإلكترون مثل بورات استر أسيتيل .

- p-benzylphenyl بديلا الزيلين ، حلقي Fluorene ، phthalide وغيرها من ركائز الهيكلية الخاصة ، يمكن أيضا تحقيق كفاءة عالية الأكسدة ، العائد من 58 ٪ - 86 ٪ ؛

- ارتفاع الانتقائية الكيميائية ، أي من المنتجات من حمض البنزويك التي تنتجها كسر البنزيل ج - ج بوند تم الكشف عنها .

الشكل 1 مخطط التدفق المستمر مفاعل كيميائي

الكشف عن آلية : دورة مزدوجة محرك فعل

من أجل توضيح آلية أساسية من التآزر الحفز ، نموذج دورة مزدوجة العضوية حفاز ضوئي + السيريوم الحفز المقترح من خلال الأشعة فوق البنفسجية فيز طيف الامتصاص ، مضان الانبعاثات الطيف و دوري voltammetry . . . . . . .

1 . السيريوم المحفز دورة : م ( 4 ) - الكحول مجمعات متشققة في الضوء المرئي من خلال lmct لإنتاج trichloroethoxy الراديكالية الحرة ، من خلال تفعيل c-h السندات من الثيل بنزيل بنزيل ، البنزيل الراديكالية الحرة ، التي تم التقاطها بواسطة الأكسجين ، ثم خفضت إلى امينو اسيتوفينون ، وفي الوقت نفسه ، م ( 4 ) تم تحويلها إلى م ( 3 ) ؛

2 . العضوية حفاز ضوئي دورة : أرض الدولة ديسيبل يمتص الفوتونات الانتقال إلى دولة متحمس ، والأكسجين أو بيروكسيد الأنواع المؤكسدة في ديسيبل الراديكالية الأيونات الموجبة ، ثم من خلال نقل الإلكترون واحد ( مجموعة ) أكسدة م ( 3 ) إلى م ( 4 ) ، والعودة إلى أرض الدولة لإكمال الدورة الدموية .

ضعف دورة العمل التعاوني ، حل عنق الزجاجة من بطء تجديد م ( 3 ) في السيريوم التقليدية الحفز ، وتحقيق قفزة نوعية في كفاءة التفاعل .

آفاق تطبيق : فتح طريق جديد الأخضر التوليف

الكيتونات العطرية هي الوحدات الهيكلية الرئيسية في الأدوية و الجزيئات النشطة بيولوجيا ، مثل مضادات الاكتئاب والمضادات الحيوية وسيطة .

- تخليق وسيطة صيدلانية على نطاق أخضر ، مما يقلل من تكاليف الإنتاج ويقلل من التلوث؛

- في مجال المواد الكيميائية غرامة ، وتحقيق إعداد متعددة الوظائف العطرية كيتون الاتجاه ؛

- التوسع في غيرها من c ( sp 3 ) - ( h-bonding functionalized ردود الفعل ، وتعزيز تطوير تكنولوجيا أخرى التوليف .

هذا البحث ليس فقط يوفر حلا جديدا البنزيل الأكسدة ، ولكن أيضا يدل على إمكانات كبيرة في الجمع بين تدفق مستمر مع التكنولوجيا التعاونية الحفز . ويعتقد أن هذا النظام سوف تلعب دورا هاما في مجالات الطب والكيمياء مع مزيد من التحسين من التكنولوجيا ، وتعزيز التنمية المستدامة للصناعة الكيميائية .

مجلة الكيمياء http://sioc-journal.cn و DOI: 10.6023/A23030099）
تشجيانغ بريليانس لديه معرفة عميقة في مجال الكيمياء fluidic المستمر ، مع التركيز على الابتكار التكنولوجي والتصنيع الهبوط القدرة . استمرار مفاعل دبابات نوع يجمع بين مزايا تدفق مستمر و رد فعل غلاية نوع للتغلب على صعوبة رد فعل النظام الصلبة والسائلة ، وتحسين كفاءة استخدام الضوء أكثر من مرتين ، و خلط التوحيد أكثر من 98 في المائة .