|
原位停止-流動固體核磁共振技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)多相催化反應(yīng)研究
項(xiàng)目持有者：王為
聯(lián)系方式：E-mail: wang.wei@itc.uni-stuttgart.de
項(xiàng)目介紹：
原位停止-流動固體核磁共振技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)多相催化反應(yīng)研究：
苯胺衍生物的工業(yè)合成
技術(shù)特點(diǎn):工業(yè)催化領(lǐng)域中普遍涉及到多相催化反應(yīng)體系。對於多相催化反應(yīng)機(jī)理的原位(in situ) 研究，能夠提供關(guān)于反應(yīng)體系最為直接可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)，從而能科學(xué)合理地安排工業(yè)生產(chǎn)、優(yōu)化反應(yīng)條件、提高生產(chǎn)率。而原位固體核磁共振技術(shù)，能夠直接觀測到反應(yīng)物、中間體以及反應(yīng)產(chǎn)物在固相催化劑表面的實(shí)時(shí)變化，并能夠準(zhǔn)確測定多相反應(yīng)動力學(xué)。2000年，申請人在斯圖加特化工研究所首創(chuàng)原位停止-流動魔角旋轉(zhuǎn)固體核磁共振技術(shù)(in situ stopped-flow MAS NMR technique)，首次實(shí)現(xiàn)了完全模擬工業(yè)催化條件，對多相反應(yīng)體系的在線實(shí)時(shí)監(jiān)控。四年來，這一新技術(shù)成功地應(yīng)用于多相催化反應(yīng)機(jī)理的研究，并因其已經(jīng)提供的新結(jié)果和其廣闊的應(yīng)用潛力，得到了普遍的關(guān)注(參見J. Am. Chem. Soc., 2003，125，15260；J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 7548; Chem. Commun., 2004, 584; Chem. Commun., 2003，2600；J. Phys. Chem. B, 2001, 105, 12553等) 。
應(yīng)用范圍：工業(yè)催化領(lǐng)域的多相催化反應(yīng)體系均可適用。例如，苯胺烷基化在工業(yè)生產(chǎn)中可以得到一系列重要的化工原料和關(guān)鍵中間體。2002年，采用原位停止-流動魔角旋轉(zhuǎn)固體核磁共振技術(shù)，在酸性沸石分子篩催化的苯胺和甲醇的反應(yīng)中，我們首次觀測到N,N,N-三甲基苯胺正離子的生成和降解。我們進(jìn)一步提出氣相中的產(chǎn)物分布與不同甲基化苯胺正離子之間的化學(xué)平衡有關(guān)(見J. Am. Chem. Soc., 2002，124, 7548)。這一發(fā)現(xiàn)首次揭示了苯胺烷基化的真實(shí)反應(yīng)機(jī)理，從而為苯胺衍生物的工業(yè)合成提供了直接可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)。這一研究成果目前正在專利申請中。
市場前景和效益分析：目前，能夠應(yīng)用原位停止-流動魔角旋轉(zhuǎn)固體核磁共振技術(shù)的，國際上僅有德國斯圖加特化工研究所。對於特定的工業(yè)催化反應(yīng)體系，斯圖加特化工研究所可以提供最有效的技術(shù)支持。根據(jù)特定的工業(yè)催化反應(yīng)條件，采用最小量的資金投入，在斯圖加特化工研究所可以實(shí)現(xiàn)對工業(yè)催化體系的完全模擬。在最短的時(shí)間內(nèi)提供完全優(yōu)化的反應(yīng)參數(shù)，從而大幅度降低試車成本，縮短從試車到生產(chǎn)的時(shí)間投入、人力投入和資金投入。
|