Fine Chemicals: Tracking Exothermic Hydrogenation Steps With RC1

Delgado, J., Salcedo, W. N. V., Devouge-Boyer, C., Hebert, J., Legros, J., Renou, B., Held, C., Grenman, H., & Leveneur, S. (2023). Entalpie di reazione per l'idrogenazione di alchil levulinati e acido levulinico su Ru/C- influenza delle condizioni sperimentali e lunghezza della catena alchilica. Ricerca e progettazione di ingegneria chimica, 171, 289-298. https://doi.org/10.1016/j.psep.2023.01.025

Questo esempio presenta uno studio su come ottimizzare i catalizzatori per le reazioni di idrogenazione batch utilizzando la sperimentazione automatizzata ad alto rendimento. Gli autori descrivono come hanno utilizzato una combinazione di spettroscopia FTIR in situ ReactIR™ e calorimetro di reazione ad alta pressione RC1 per monitorare e controllare il processo di idrogenazione ed eseguire misurazioni in situ della cinetica di reazione e della formazione del prodotto. 

Lo studio ha dimostrato che l'approccio di sperimentazione automatizzata ad alto rendimento con gli strumenti METTLER TOLEDO può migliorare significativamente l'efficienza e l'accuratezza dell'ottimizzazione del catalizzatore per le reazioni di idrogenazione batch. Gli autori hanno notato che l'uso dell'unità di controllo del reattore ReactIR e RC1 ha consentito il monitoraggio in tempo reale della reazione, facilitando l'identificazione delle condizioni ottimali del catalizzatore in base alla cinetica di reazione e alla formazione del prodotto. L'uso di strumenti FTIR e di calorimetria di reazione per ottimizzare i processi di idrogenazione e i catalizzatori ha portato a un'ottimizzazione più rapida ed efficiente della reazione nell'idrogenazione batch.

Fine Chemicals: Efficient Hydrogenation Catalyst Screening Using In-Situ FTIR

Baimuratova, R. K., Andreeva, A. V., Uflyand, I. E., Shilov, G. V., Bukharbayeva, F. U., Zharmagambetova, A. K., & Dzhardimalieva, G. I. (2022). Sintesi e attività catalitica nella reazione di idrogenazione di strutture metallo-organiche drogate con palladio basate su complessi di zirconio oxo-centrati. Giornale di scienza dei compositi6(10), 299. https://doi.org/10.3390/jcs6100299

Gli autori descrivono l'uso di strumenti METTLER TOLEDO, come il sistema di reattori automatizzati EasyMax e la sonda FTIR in situ, per il monitoraggio in tempo reale delle reazioni di idrogenazione. Discutono anche dell'integrazione di una piattaforma robotica per automatizzare il processo di screening delle reazioni, consentendo un'ottimizzazione ad alta produttività delle condizioni di reazione.

Le piattaforme automatizzate aiutano a ridurre il tempo e le risorse necessarie per ottimizzare le reazioni di idrogenazione, oltre a migliorare l'efficienza e l'accuratezza del processo. L'uso di strumenti di spettroscopia FTIR in situ in combinazione con la piattaforma automatizzata fornisce un metodo affidabile ed efficiente per lo screening e lo sviluppo di reazioni di idrogenazione.

Pharmaceutical: Asymmetric Transfer Hydrogenation

Zhang, Y., Yuan, M., Liu, W., Xie, J., & Zhou, Q. (2018). Idrogenazione a trasferimento asimmetrico catalizzata dall'iridio di alchilchetoni utilizzando formiato di sodio ed etanolo come fonti di idrogeno. Lettere organiche20(15), 4486–4489. https://doi.org/10.1021/acs.orglett.8b01787

Questo esempio descrive un nuovo metodo per l'idrogenazione a trasferimento asimmetrico di alchinilchetoni utilizzando catalizzatori di iridio. Gli autori discutono l'uso dello spettrometro ReactIR per monitorare l'andamento della reazione in tempo reale, consentendo loro di ottimizzare le condizioni di reazione e monitorare gli intermedi di reazione. L'uso del sistema di reattori EasyMax™ per la configurazione della reazione ha permesso un controllo preciso dei parametri di reazione come la temperatura e la velocità di agitazione.

La combinazione degli strumenti di monitoraggio della reazione in situ con il sistema di catalizzatori all'iridio ha permesso ai ricercatori di eseguire la reazione con elevata riproducibilità e precisione. Questo approccio potrebbe essere esteso ad altre reazioni catalitiche, consentendo un'ottimizzazione e un'analisi delle reazioni più efficienti e accurate. 

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What is a hydrogenation reaction with an example?

In un processo chimico chiamato idrogenazione, l'idrogeno viene aggiunto a una molecola. A temperature normali, l'idrogenazione non è termodinamicamente vantaggiosa, quindi è necessario un catalizzatore. Questo catalizzatore è spesso realizzato in metallo. La margarina, la trementina minerale e l'anilina sono alcuni esempi di prodotti che sono stati idrogenati.

What type of reaction is hydrogenation?

Un processo di idrogenazione, noto anche come reazione di riduzione, si verifica quando le molecole di idrogeno vengono aggiunte a un alchene. Gli alcani vengono creati tramite una reazione di addizione tra alcheni e idrogeno gassoso in presenza di un catalizzatore, solitamente metallo.

What is the main purpose of hydrogenation?

L'idrogenazione è un processo ampiamente utilizzato nell'industria chimica per aggiungere idrogeno ai composti organici insaturi, con l'obiettivo di produrre composti saturi. Gli ingegneri chimici sono fortemente coinvolti nella progettazione e nell'ottimizzazione dei processi di idrogenazione, che svolgono un ruolo fondamentale in vari settori, tra cui la produzione di alimenti e combustibili.

Nell'industria alimentare, l'idrogenazione è comunemente usata per produrre grassi solidi da oli liquidi, come la margarina e il grasso. Idrogenando gli oli vegetali, è possibile migliorarne la stabilità, le proprietà funzionali e la qualità complessiva. Allo stesso modo, nella produzione di combustibili, l'idrogenazione degli idrocarburi insaturi nel petrolio greggio può produrre composti più stabili e meno reattivi.

Come parte cruciale del processo di idrogenazione, gli ingegneri chimici devono selezionare i catalizzatori, progettare i reattori e le condizioni di processo appropriati per ottimizzare la conversione e la selettività e gestire le considerazioni di sicurezza associate alle reazioni di idrogenazione ad alta pressione. Inoltre, devono sforzarsi di sviluppare processi di idrogenazione sostenibili e rispettosi dell'ambiente che riducano al minimo gli sprechi e il consumo di energia.

What are the reaction conditions for hydrogenation?

Le condizioni di reazione tipiche per l'idrogenazione dipendono dalla reazione specifica e dai reagenti coinvolti. Alcuni parametri comuni che vengono spesso utilizzati nelle reazioni di idrogenazione includono:

  • Temperatura
  • Pressione
  • Catalizzatore
  • Solvente
  • Fonte di idrogeno
  • Tempo di reazione

Le condizioni di reazione utilizzate per le reazioni di idrogenazione dipendono dai reagenti specifici e dal prodotto desiderato e l'ottimizzazione di queste condizioni può portare a un miglioramento dell'efficienza e della selettività della reazione.

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