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研究和创新

流动化学技术为筛选、研究和优化工业化学反应提供了更快、更安全的方法

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研究人员开发了一种基于流动的高通量筛选技术,提供了一种更快、更安全、更便宜的方法来确定进行高压/高温催化化学反应的最佳条件。该技术的重点是氢甲酰化反应,它被用于创造各种商业产品。

“氢甲酰化反应是一种工业过程,用于制造从增塑剂到洗涤剂的所有东西,”Milad Abolhasani说,他是一篇关于这项工作的论文的通讯作者,也是北卡罗莱纳州立大学化学和生物分子工程的助理教授。“使用常规技术评估一组条件的测试和分析过程通常需要数天。我们现在可以在30分钟内完成。”

伊士曼化学公司的外部创新经理道恩·梅森说:“伊士曼使用均相氢甲酰化工艺来制造二次材料,这些二次材料包括在许多产品中,在物质方面提高了我们的生活质量,比如油漆、药品和墨水。”“能够以比以前更安全、更快速的方式提供技术改进是我们与北卡罗来纳州立大学合作成功的原因。”

新技术使用非常小的样本,大约11微升,而不是传统技术中使用的毫升。新技术还将试剂制备、反应过程和分析集成到一个单一序列中。有关该工作的说明视频可在以下网址下载https://www.youtube.com/watch?v=biyVA7eaL2Q

“大多数优化过程涉及多个步骤,在不同的工作岗位进行,”Abolhasani说。“这是他们花这么长时间的原因之一。通过将这些步骤集成到一个连续的序列中,我们大大提高了整个过程的效率。”

高通量流动化学技术和小样本量也加快了反应速度。但是速度不是唯一的优势——新技术也更安全。这是因为这些反应必须在高压和高温下进行,使用有毒和可燃气体。

“我们的技术最大限度地减少了人类与这些气体的互动,因为大部分工作是由机器人完成的,”Abolhasani说。“此外,我们只使用60微升这些气体,而传统技术使用几毫升或更多——这至少是两个数量级的差异,这意味着我们的过程是更安全的。”

相对较小的样本规模也节省了资金。反应中使用的催化剂和配体价格昂贵。通过使用更小的样品,该过程需要更少的昂贵的配体和催化剂材料,减少了2到3个数量级的相关费用。

Abolhasani说:“最终,为这些反应开发一种更有效的技术是非常重要的,因为它可以加快研发,允许研究人员改进生产流程,并加快工业识别具有商业应用的新配体的能力。”

纸”,铑催化氢甲酰化反应的流动化学研究的研究结果发表在《皇家化学学会》杂志上化学通讯.论文第一作者为朱程,北卡罗来纳州立大学博士后研究员。合著者包括北卡罗来纳州的博士后Keshav Raghuvanshi;麻省理工学院的康纳·科利;以及伊士曼化学公司的道恩·梅森、乔迪·罗杰斯和梅斯芬·扬卡。伊士曼化学公司资助了这项研究。

希普曼-

编辑:研究摘要如下。

铑催化氢甲酰化反应的流动化学研究

作者:程朱、Keshav Raghuvanshi和Milad Abolhasani,北卡罗莱纳州立大学;麻省理工学院康纳·w·科利;Dawn Mason, Jody Rodgers和Mesfin E. Janka,伊士曼化学公司

发表: 7月3日,化学通讯

DOI: 10.1039 / C8CC04650F

文摘:提出了一种自动微尺度流动化学平台,用于均相氢甲酰化反应中连续和离散反应参数的快速性能评价。我们通过系统研究膦基配体库对催化活性和区域选择性的影响,证明了所开发的微流控平台的多功能性。

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