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). Reaktionsenthalpien für die Hydrierung von Alkyllävulineaten und Lävulinsäure auf Ru/C – Einfluss der experimentellen Bedingungen und der Alkylkettenlänge. Chemical Engineering Research & Design, 171, 289–298. https://doi.org/10.1016/j.psep.2023.01.025

An diesem Beispiel wird eine Studie vorgestellt, in der untersucht wird, wie Katalysatoren für Batch-Hydrierungsreaktionen mithilfe automatisierter Hochdurchsatzexperimente optimiert werden können. Die Autoren beschreiben, wie sie eine Kombination aus ReactIR™ in-situ FTIR-Spektroskopie und RC1 Hochdruck-Reaktionskalorimeter verwendeten, um den Hydrierungsprozess zu überwachen und zu steuern und in-situ Messungen der Reaktionskinetik und Produktbildung durchzuführen.

Die Studie zeigte, dass der automatisierte Hochdurchsatz-Experimentieransatz mit Instrumenten von METTLER TOLEDO die Effizienz und Genauigkeit der Katalysatoroptimierung für Batch-Hydrierungsreaktionen erheblich verbessern kann. Die Autoren stellten fest, dass die Verwendung von ReactIR und RC1 Reaktorsteuergeräten eine Echtzeitüberwachung der Reaktion ermöglichte, was die Identifizierung optimaler Katalysatorbedingungen auf der Grundlage der Reaktionskinetik und der Produktbildung erleichterte. Der Einsatz von FTIR- und Reaktionskalorimetrie-Instrumenten zur Optimierung von Hydrierungsprozessen und Katalysatoren führte zu einer schnelleren und effizienteren Reaktionsoptimierung bei der Batch-Hydrierung.

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). Synthese und katalytische Aktivität in der Hydrierungsreaktion von palladiumdotierten metallorganischen Gerüsten auf der Basis von Oxo-zentrierten Zirkoniumkomplexen. Zeitschrift für Verbundwerkstoffwissenschaft6(10), 299. https://doi.org/10.3390/jcs6100299

Die Autoren beschreiben den Einsatz von Instrumenten von METTLER TOLEDO wie dem automatisierten Reaktorsystem EasyMax und der in-situ-FTIR-Sonde für die Echtzeitüberwachung von Hydrierungsreaktionen. Sie diskutieren auch die Integration einer Roboterplattform zur Automatisierung des Reaktionsscreenings, die eine Hochdurchsatzoptimierung der Reaktionsbedingungen ermöglicht.

Automatisierte Plattformen tragen dazu bei, den Zeit- und Ressourcenaufwand für die Optimierung von Hydrierungsreaktionen zu reduzieren und die Effizienz und Genauigkeit des Prozesses zu verbessern. Der Einsatz von in-situ FTIR-Spektroskopie-Instrumenten in Kombination mit der automatisierten Plattform bietet eine zuverlässige und effiziente Methode für das Screening und die Entwicklung von Hydrierungsreaktionen.

Pharmaceutical: Asymmetric Transfer Hydrogenation

Zhang, Y., Yuan, M., Liu, W., Xie, J., & Zhou, Q. (2018). Iridium-katalysierte asymmetrische Transferhydrierung von Alkinylketonen unter Verwendung von Natriumformiat und Ethanol als Wasserstoffquellen. Organische Briefe20(15), 4486–4489. https://doi.org/10.1021/acs.orglett.8b01787

Dieses Beispiel beschreibt ein neues Verfahren zur asymmetrischen Transferhydrierung von Alkinylketonen unter Verwendung von Iridium-Katalysatoren. Die Autoren diskutieren die Verwendung von ReactIR-Spektrometern , um den Fortschritt der Reaktion in Echtzeit zu überwachen, was es ihnen ermöglicht, die Reaktionsbedingungen zu optimieren und die Reaktionszwischenprodukte zu überwachen. Die Verwendung des EasyMax-Reaktorsystems™ für den Reaktionsaufbau ermöglichte eine präzise Steuerung der Reaktionsparameter wie Temperatur und Rührgeschwindigkeit.

Die Kombination der In-situ-Reaktionsüberwachungsinstrumente mit dem Iridium-Katalysatorsystem ermöglichte es den Forschern, die Reaktion mit hoher Reproduzierbarkeit und Genauigkeit durchzuführen. Dieser Ansatz könnte auf andere katalytische Reaktionen ausgeweitet werden, was eine effizientere und genauere Reaktionsoptimierung und -analyse ermöglicht. 

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What is a hydrogenation reaction with an example?

In einem chemischen Prozess, der Hydrierung genannt wird, wird einem Molekül Wasserstoff zugesetzt. Bei normalen Temperaturen ist die Hydrierung thermodynamisch nicht vorteilhaft, daher ist ein Katalysator erforderlich. Dieser Katalysator wird oft aus Metall hergestellt. Margarine, Mineralterpentin und Anilin sind einige Beispiele für Waren, die hydriert wurden.

What type of reaction is hydrogenation?

Ein Hydrierungsprozess, auch Reduktionsreaktion genannt, findet statt, wenn Wasserstoffmoleküle zu einem Alken hinzugefügt werden. Alkane entstehen durch eine Additionsreaktion zwischen Alkenen und Wasserstoffgas in Gegenwart eines Katalysators, in der Regel Metall.

What is the main purpose of hydrogenation?

Die Hydrierung ist ein in der chemischen Industrie weit verbreitetes Verfahren zur Zugabe von Wasserstoff zu ungesättigten organischen Verbindungen mit dem Ziel, gesättigte Verbindungen herzustellen. Chemieingenieure sind stark an der Entwicklung und Optimierung von Hydrierungsprozessen beteiligt, die in verschiedenen Branchen, einschließlich der Lebensmittel- und Kraftstoffproduktion, eine wichtige Rolle spielen.

In der Lebensmittelindustrie wird die Hydrierung häufig verwendet, um feste Fette aus flüssigen Ölen wie Margarine und Backfett herzustellen. Durch die Hydrierung von Pflanzenölen können ihre Stabilität, ihre funktionellen Eigenschaften und ihre Gesamtqualität verbessert werden. In ähnlicher Weise kann bei der Kraftstoffherstellung durch die Hydrierung von ungesättigten Kohlenwasserstoffen in Rohöl stabilere und weniger reaktive Verbindungen entstehen.

Als entscheidender Teil des Hydrierungsprozesses müssen Chemieingenieure geeignete Katalysatoren auswählen, Reaktoren und Prozessbedingungen entwerfen, um die Umwandlung und Selektivität zu optimieren, und Sicherheitsaspekte im Zusammenhang mit Hochdruckhydrierungsreaktionen berücksichtigen. Darüber hinaus müssen sie sich bemühen, nachhaltige und umweltfreundliche Hydrierungsprozesse zu entwickeln, die Abfall und Energieverbrauch minimieren.

What are the reaction conditions for hydrogenation?

Die typischen Reaktionsbedingungen für die Hydrierung hängen von der spezifischen Reaktion und den beteiligten Reaktanten ab. Zu den gängigen Parametern, die häufig in Hydrierungsreaktionen verwendet werden, gehören:

  • Temperatur
  • Druck
  • Katalysator
  • Lösungsmittel
  • Wasserstoffquelle
  • Reaktionszeit

Die Reaktionsbedingungen, die für Hydrierungsreaktionen verwendet werden, hängen von den spezifischen Reaktanten und dem gewünschten Produkt ab, und die Optimierung dieser Bedingungen kann zu einer verbesserten Reaktionseffizienz und Selektivität führen.

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