KR20100098387A - 유도 가열된 가열 매체의 도움으로 화학 반응을 수행하는 방법 - Google Patents

유도 가열된 가열 매체의 도움으로 화학 반응을 수행하는 방법 Download PDF

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위르겐 비헬하우스
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Abstract

본 발명은 반응기 내에 하나 이상의 첫 번째 반응물을 포함하는 반응 매체를 가열함에 의해 목적 화합물을 생산하기 위한 화학 반응을 수행하는 방법에 있어서, 첫 번째 반응물 내부의 또는 첫 번째 및 두 번째 반응물 사이의 화학 결합을 형성하거나 변경하는 것에 관한 것이다. 반응 매체를 고체 가열 매체와 접촉시키며, 고체 가열 매체는 전자기 유도에 의해 가열될 수 있으며, 반응기 내부에 있으며, 및 반응 매체에 의해 둘러싸여져 있다. 상기 가열 매체는 유도자의 도움으로 전자기 유도에 의해 가열되며, 목적 결합은 첫 번째 반응물로부터 또는 첫 번째 및 두 번째 반응물로부터 형성되며, 여기서 상기 목적 결합은 가열 매체로부터 분리된다.

Description

유도 가열된 가열 매체의 도움으로 화학 반응을 수행하는 방법{METHOD FOR CARRYING OUT CHEMICAL REACTIONS WITH THE AID OF AN INDUCTIVELY HEATED HEATING MEDIUM}
본 발명은 화학 합성의 분야에 속하며, 유도 가열된 가열 매체의 도움에 의해 화학 반응을 수행하는 방법에 관련된다.
열에 의해 유도할 수 있는 화학 반응을 수행하기 위하여, 다양한 기술들이 반응물을 가열하기 위하여 알려져 있다. 열 전도에 의한 가열이 가장 널리 사용된다. 여기서 반응물은 반응기에 존재하고, 여기서 반응기의 벽이 그 자체로 가열되거나, 또는 열 코일 또는 열 교환기 관 또는 판과 같은 열-전달 구성 요소가 반응기 안에 시공된다. 상기 방법은 비교적 느리며, 따라서 첫째로 상기 반응물이 천천히 가열되며, 둘째로 상기 열 공급이 빠르게 억제되거나 또한 냉각에 의해 보상될 수 없다. 이에 대안적인 것은 반응물 그 자체 또는 반응물을 함유하는 매체에 극초단파를 조사하여 반응물을 가열하는 것에 있다. 그러나, 극초단파 발생기는 기술적으로 비용이 많이 들고, 방사선 누출의 위험이 존재하기 때문에 상당한 안전 위험을 보여준다.
이에 대조적으로, 본 발명은 반응 매체가 가열 매체와 접촉되어 가열되는 방법을 제공하고, 여기서 상기 가열 매체는 전자기 유도에 의해 가열될 수 있으며, 유도자의 도움으로 전자기 유도에 의해 "외부로부터" 가열될 수 있다.
유도 가열의 방법이 산업에서 얼마 동안 사용되어왔다. 가장 빈번한 적용은 합금의 용해(melting), 경화(curing), 소결(sintering) 및 열 처리이다. 그러나, 구성 성분의 아교질(gluing), 수축(shrinking) 또는 결합(bonding) 과 같은 방법 또한 상기 가열 기술의 공지된 적용이다.
생체분자의 분리 및 분석 방법은 독일 특허 출원 DE 198 00 294 로부터 공지되어 있으며, 여기서 상기 생체분자는 유도 가열 가능한 자분(magnetic particle) 의 표면에 결합된다. 상기 문헌은 하기와 같이 기술한다:
"작동 원리는 기능성 중합체 매트릭스의 표면에 생체분자가 흡착 작용 또는 공유 결합으로 결합하는 것에 있으며, 여기서 상기 유도 가열 가능한 자기 콜로이드 또는 미세 분산된 자분은 캡슐화되고, 상기 생체분자는 상보적 친화 원리에 따라 DNA/RNA 서열, 항체, 항원, 단백질, 세포, 박테리아, 바이러스 또는 균류 포자와 같은 분석물에 결합하는 것이 가능하다. 상기 분석물이 매트릭스에 결합되면, 상기 자분은 고주파 교류 자계에서 바람직하게는 40 내지 120 ℃ 의 온도로 가열될 수 있고, 이는 분석, 진단 및 치료에 관련된다." 또한, 상기 문헌은 세정 시스템 및 고주파 발생기의 기술적 설계를 다루며, 이는 본 방법에 사용될 수 있다. 따라서, 인용된 문헌은 복잡한 생물학적 시스템 또는 생체분자의 분석을 위한 유도 가열 가능한 입자의 용도를 기술한다.
DE 10 2005 051637 은 미세구조 반응기를 지닌 반응기 시스템 및 상기 반응기에서 화학 반응을 수행하는 방법을 기술한다. 여기서 상기 반응기는 전자기 유도에 의해 가열된다. 반응 매체로의 열 전달은 가열된 반응기 벽을 통하여 이뤄진다. 다른 한편, 이는 반응 매체의 가열이 가능한 표면의 크기를 제한한다. 한편, 반응 매체와 직접적으로 접촉하지 않는 반응기의 부분 또한 가열되어야 한다.
US 5,110,996 는 가열된 반응기에서 메탄과 디클로로디플루오로메탄의 기상(gaseous phase) 반응에 의한 비닐리덴 플루오라이드의 제조를 기술한다. 상기 반응기는 비-금속성 충전제로 채워져 있었다. 전자기 유도에 의해 외부로부터 가열되는 금속 헐(hull) 은 상기 충전제를 함유하는 연소실(reaction chamber) 을 둘러싼다. 따라서, 상기 연소실 그 자체는 외부로부터 가열되고, 상기 충전제는 마찬가지로 열의 방사 및/또는 열전도율에 의해 시간에 따라 가열된다. 금속 반응기 벽이 유도 코일로부터 전자기장을 보호하기 때문에, 상기 충전제가 전기전도성이라면 반응물에 의해 순환된 충전제의 직접 가열은 일어나지 않는다.
WO 95/21126 은 금속 촉매의 도움으로 암모니아 및 탄화 수소로부터 시안화수소를 제조하는 기체상(gas phase) 방법을 개시한다. 상기 촉매는 반응물이 촉매 주변을 순환할 수 있도록 연소실 내부에 있다. 이는 0.5 내지 30 MHz 의 주파수를 지닌, 즉 고주파 교번장을 지닌 전자기 유도에 의해 외부로부터 가열된다. 이와 관련하여, 상기 문헌은 앞서 인용된 문헌 US 5,110,996 를 인용하고 있으며, 여기서 일반적으로 유도가열이 약 0.1 내지 0.2 MHz 주파수 범위에서 수행된다는 것에 주목하고 있다. 그러나, 상기 지적은 인용된 US 5,110,996 에 포함되지 않으며, 무엇을 가리키는지도 불명확하다.
WO 00/38831 은 제어된 흡착 및 탈착 방법과 관련되고, 여기서 흡착기 자재의 온도는 전자기 유도에 의해 제어된다.
본 발명의 요지는 하나 이상의 첫 번째 반응물을 반응기 안에 포함하는 반응 매체를 가열함에 의해 목적 화합물을 제조하기 위한 화학 반응을 수행하는 방법이며, 이로 인해 첫 번째 반응물 내부 또는 첫 번째 및 두 번째 반응물 사이에 화학 결합이 형성되거나 변형되고, 여기서 상기 반응 매체는 반응기 안에 있으며, 반응 매체에 의해 둘러싸여 있는, 전자기 유도에 의해 가열될 수 있는 고체의 가열 매체와 접촉하도록 되며, 상기 가열 매체는 유도자의 도움을 지닌 전자기 유도에 의해 가열되며, 여기서 상기 목적 화합물은 첫 번째 반응물 또는 첫 번째 및 두 번째 반응물로부터 형성되고, 여기서 상기 목적 화합물이 가열 매체로부터 분리된다.
따라서, 상기 화학 반응은 하나 이상의 첫 번째 반응물을 포함하는 반응 매체를 가열하여 일어난다. 이는 예를 들어 액체인 반응 매체 그 자체가 반응에 관여하고, 따라서 반응물을 대표하는 가능성을 포함한다. 그러므로, 반응 매체 전부는 하나의 반응물로 이루어질 수 있다. 추가로, 반응물은 반응 매체에 용해되거나 분산될 수 있으며, 여기서 상기 반응 매체는 그 자체로 불활성일 수 있으며, 또는 반응물 부분을 대표할 수 있다. 또는 하나, 둘 또는 더 많은 반응물을 화학 반응에 의해 그 자체는 변하지 않는 반응매체에 용해시키거나 분산시킨다.
이와 관련하여, 상기 반응 매체는 단일 반응물로 이루어지거나, 또는 그것을 포함할 수 있으며, 여기서 반응물 분자는 서로 반응하거나, 또는 화학 결합 시스템의 변경이 반응물 그 자체의 개개의 분자에서 일어날 수 있다. 상기 반응물은 양 경우에서 화학적으로 변형된다. 그러나, 일반적인 경우, 둘 이상 반응물은 반응에 서로 참여하고, 여기서 개개의 반응물 내부 및/또는 사이에 화학 결합이 재배열되거나 형성된다.
고체 가열 매체는 반응 매체에 의해 둘러싸여 있다. 이는 가능한 주변 지역으로부터 떨어져 있는 고체 가열 매체는 반응 매체 내에 존재하는 것을 의미할 수 있으며, 예를 들어 가열 매체가 입자, 줄밥(filing), 와이어, 거즈, 모직, 포장재 등의 형태로 존재하는 경우이다. 그러나, 상기 반응 매체는 가열 매체 내의 다수의 공동을 통하여 가열 매체를 통해 흐르는 것을 또한 의미할 수 있으며, 예를 들어 후자가 하나 이상의 막, 관의 다발, 말아올린 금속박, 프릿(frit), 다공성 포장재 또는 포말(foam) 로부터 이루어지는 경우이다. 가열 매체가 또한 반응 매체에 의해 필수적으로 둘러싸여 있는 경우, 그 표면의 대부분 (90% 이상) 은 반응 매체와 접촉한 채로 남아 있다. 외벽이 전자기 유도에 의해 가열되는 반응기 (문헌 US 5,110,996 에 인용된 실시예와 같은) 와 대조적으로 , 단지 내부 반응기 표면만이 반응 매체와 접촉한다.
반응기의 벽은 유도자에 의해 생성되는 전교류 자계를 차단하거나 흡수하지 않고, 따라서 그 자체는 가열되지 않는 물질로 만들어진다. 그 결과, 금속은 부적당하다. 예를 들어, 플라스틱, 유리 또는 세라믹 (예를 들어 탄화 규소 또는 질화 규소와 같은 것)으로 이루어진다. 마지막으로 언급되는 것은 고온 (500-600 ℃) 의 및/또는 압력 하의 반응에 특히 적합하다.
상기-언급된 방법은 화학 반응을 수행하기 위한 열 에너지가 예를 들어 반응기 벽, 열 코일, 열 교환 판 등과 같은 표면을 통하여 반응 매체에 전달되는 것이 아니라, 반응기의 부피로 직접적으로 생산되는 장점을 지닌다. 이 경우, 반응 매체의 부피 대비 가열된 표면의 비율은 (예를 들어 DE 10 2005 051637 의 도입부에 인용된 경우처럼) 열 전달 표면을 통한 가열보다 상당히 크다. 뿐만 아니라, 열 출력에 대한 전류의 효율도는 증가하였다. 유도자의 스위치를 켜는 것에 의해, 열은 반응 매체와 매우 고 표면을 통해 접촉된 채로 있는 고체 가열 매체의 전체에서 발생될 수 있다. 유도자의 스위치를 끄는 것은 임의의 추가 열 유입을 매우 빠르게 억제한다. 이는 매우 목적된 반응 조절을 허용한다.
목적 화합물이 형성된 후, 이는 가열 매체로부터 분리된다. 최고의 경우, 목적 화합물은 순수한 형태로 단리되며, 즉 용매가 없고, 단지 일반적인 불순물만 지닌다. 그러나, 상기 목적 화합물은 반응물을 지닌 혼합물 내의 가열 매체로부터 또는 반응 혼합물 내 용액으로서 또한 분리될 수 있으며, 요구된다면 그 후 추가 작업에 의해 단리되거나 다른 용매로 전달될 수 있다. 따라서, 상기 방법은 추가 단계에 이를 사용할 수 있기 위하여 목적 화합물의 예비 제조에 적합하다.
화학 반응은 가열 매체의 전자기 유도에 의해 확실히 비슷하게 개시되나, 상기 반응은 반응의 종결 후 가열 매체로부터 분리되는 목적 화합물을 제조하는 것을 제공하지 않는 방법과는 대조적이다. 이것의 예는 수지 시스템의 경화로, 여기서 경화 반응은 수지 시스템에 분산되고, 전자기 유도에 의해 가열된 입자에서 개시된다. 상기의 경우, 입자는 경화된 수지 시스템에 남으며, 어떠한 규정된 목적 화합물도 단리되지 않는다. 점착성의 화합물이 점착성의 매트릭스에 존재하는 유도 가열된 입자에 의해 다시 떼어지는 반대의 경우에도 동일하게 적용된다. 화학 반응은 이 경우 확실히 일어날 수 있으나, 목적 화합물은 단리되지 않는다.
가열 매체는 교류 전기장의 적용에 의해 가열된 전기적으로 전도성의 물질로 이루어진다. 매우 높은 표면 대 부피비를 지니는 물질로부터 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들어 가열 매체는 전기적으로 전도성의 줄밥, 와이어, 그물, 모직, 막, 다공성 프릿, 관 다발 (셋 이상의 관), 말아올린 금속박, 포말, 과립 또는 펠릿(pellet)과 같은 포장재, 라슈익 링(Raschig ring) 및 특히 바람직하게는 평균 직경이 1 mm 이하인 입자로부터 각 경우 선택될 수 있다. 예를 들어, 혼합된 금속의 구성 요소가 가열 매체로서 사용될 수 있으며, 고정식 혼합기(static mixer)로서 사용된다. 전자기 유도에 의해 가열 가능하게 되기 위하여, 상기 가열 매체는 전기적으로 전도성이며, 예를 들어 금속성이고 (여기서, 반자성(diamagnetic) 일 수 있음), 또는 자기장과 반자성에 대해 강화된 상호 작용을 나타내며, 특히 강자성(ferromagnetic), 준강자성(ferrimagnetic), 상자성(paramagnetic) 또는 초상자성(superparamagnetic)에 강화된 상호 작용을 나타낸다. 이런 점에서, 상기 가열 매체가 유기성 또는 무기성인 것이나, 유기 및 무기 구성 성분을 모두 함유하는 것은 중요하지 않다.
바람직한 구현예에 있어서, 가열 매체는 전기적으로 전도성의 입자 및/또는 자기화할 수 있는 고체로부터 선택되며, 여기서 상기 입자의 평균 입자 크기는 1 내지 1000, 특히 10 내지 500 nm 이다. 평균 입자 크기 및 필요한 경우 입자 크기 분포는 또한 예를 들어 광산란(light scattering) 에 의해 결정될 수 있다. 자분은 바람직하게는 예를 들어 강자성 또는 초상자성 입자에서 선택되고, 이는 최소의 가능한 전류 자기 또는 잔류 자기를 나타낸다. 이는 입자가 서로 들러붙지 않는 장점을 지닌다. 상기 자분은 "페로플루이드(ferrofluid)" 의 형태, 즉 액체일 수 있으며, 이는 나노 규모의 강자성 입자가 분산된 것이다. 따라서, 페로플루이드의 액체상은 반응 매체로서 역할을 할 수 있다.
목적한 특성을 나타내는 자기화할 수 있는 입자, 특히 강자성 입자는 선행 기술로부터 공지되어 있으며, 시판 중이다. 시판 중인 페로플루이드가 인용될 수 있다. 본 발명 방법의 맥락에서 사용될 수 있는 자기 나노-입자의 제조예는 Lu, Salabas 및 Schuth 의 논문("Magnetische nano-Partikel: Synthese, Stabilisierung, Funktionalisierung und Anwendung", Angew. Chem. 2007, 119, pp. 1242 내지 1266) 에서 찾을 수 있다.
다른 조성 및 상을 지닌 적합한 나노-입자는 공지되어 있다. 하기의 실시예가 인용될 수 있다: Fe, Co 및 Ni, Fe3O4 같은 산화물 및 감마-Fe2O3 과 같은 순수한 금속, MgFe2O4, MnFe2O4 및 CoFe2O4 과 같은 스피넬 (spinel) 유형 강자성체, 및 CoPt3 및 FePt 과 같은 합금. 자기 나노-입자는 균질한 구조일 수 있으며, 또는 코어-셀(core-shell) 구조를 지닐 수 있다. 후자의 경우에 있어서, 코어 및 셀은 다른 강자성 또는 반강자성 물질로도 이루어질 수 있다. 그러나, 예를 들어 강자성, 반강자성, 상자성 또는 초상자성일 수 있는 자기화할 수 있는 코어가 비-자기 물질에 의해 둘러싸여 있는 구현예가 또한 가능하다. 예를 들어, 유기 중합체는 상기 물질을 나타낼 수 있다. 또는 상기 셀은 예를 들어 실리카 또는 SiO2 과 같은 무기 물질로 이루어진다. 상기 유형의 코팅은 반응 매체 또는 자분 그 자체의 물질을 지닌 반응물 사이의 화학적 상호 작용을 방지할 수 있다. 더욱이, 상기 셀 물질은 관능화된 실재물과 상호 작용하는 자기화할 수 있는 코어 물질없이 표면을 변경할 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 코어 물질 입자는 상기 유형의 셀에 함께 봉입될 수 있다.
예를 들어, 초상자성 물질 나노-규모의 입자는 가열 매체로서 사용될 수 있으며, 이는 알루미늄, 코발트, 철, 니켈 또는 이들의 합금, 금속 산화물 유형 n-자적철석(n-maghemite) (감마-Fe2O3), n-자철광(n-magnetite) (Fe3O4) 또는 페라이트(ferrite) 유형 MeFe2O4 으로부터 선택되며, 여기서 Me 는 망간, 구리, 아연, 코발트, 니켈, 마그네슘, 칼슘 또는 카드뮴로부터 선택되는 2가의 금속이다. 바람직하게는 이들 입자의 평균 입자 크기는 < 100 nm 이며, 바람직하게는 ≤ = 51 nm 및 특히 바람직하게는 < 30 nm 이다.
좋은 예가 되는 적합한 물질은 Evonik (이전에는 Degussa) 에서 명칭 MagsilicaR 로서 시판 중이다. 상기 물질에 있어서, 5 내지 30 nm 의 크기를 지닌 철 산화물 입자를 무정형의 실리카 매트릭스에 끼워 넣는다. 독일 특허 출원 DE 101 40 089 에 상세하게 기술되어 있는 상기 철 산화물-규소 이산화물 합성 입자가 특히 적합하다.
상기 입자는 3 내지 20 nm 의 직경을 지닌 초상자성 철 산화물 영역을 포함할 수 있다. 서로 공간적으로 분리되어 있는 초상자성 지역을 의미하는 것으로 이해된다. 철 산화물은 단일 개질 또는 다양한 개질된 상기 영역 내에 존재할 수 있다. 특히 바람직한 초상자성 철 산화물 영역은 감마-Fe2O3, Fe3O4 및 이들의 혼합물이다.
상기 입자의 초상자성 철 산화물 영역의 함량은 1 내지 99.6 wt.% 일 수 있다. 개개의 영역은 서로로부터 분리되거나 및/또는 비-자기화할 수 있는 규소 이산화물 매트릭스에 의해 둘러싸여 진다. 초상자성 철 산화물 영역의 함량을 함유하는 지역은 바람직하게는 > 30 wt.%, 특히 바람직하게는 > 50 wt.% 이다. 상기 발명 입자의 성취할 수 있는 자기 효과는 또한 초상자성 지역의 함량과 함께 증가한다. 규소 이산화물 매트릭스는 또한 초상자성 철 산화물 영역의 공간적인 분리를 분리하는 것에 더하여 영역의 산화 수준을 안정시킨다. 따라서, 예를 들어, 자철광은 규소 이산화물 매트릭스에 의해 초상자성 철 산화물 상으로서 안정화된다. 본 발명에 특히 적합한 상기 입자들의 상기 및 추가 특성은 보다 상세하게 DE 101 40 089 및 WO 03/042315 에 나열되어 있다.
또한, 예를 들어 WO 03/054102 로부터 공지된 것과 같은 나노-규모의 페라이트는 가열 매체로서 사용될 수 있다. 상기 페라이트는 조성 (Ma 1 -x-y Mb x Fell y) Felll 2O4 을 지니며, 여기서
Ma 는 Mn, Co, Ni, Mg, Ca, Cu, Zn, Y 및 V 로부터 선택되며,
Mb 는 Zn 및 Cd 로부터 선택되며,
x 는 0.05 내지 0.95, 바람직하게는 0.01 내지 0.8 를 의미하며,
y 는 0 내지 0.95 를 의미하며, 및
x 및 y 의 합은 최대 1 이다.
전자기 유도에 의해 가열될 수 있는 입자는 임의의 부가적인 첨가제 없는 가열 매체를 나타낼 수 있다. 그러나, 전자기 유도에 의해 가열될 수 있는 입자를 전자기 유도에 의해 가열될 수 없는 다른 입자와 혼합하는 것이 또한 가능하다. 예를 들어 모래가 사용될 수 있다. 따라서, 유도 가열 가능한 입자는 비-유도 가열 가능한 입자로 희석될 수 있다. 이는 향상된 온도 조절을 허락한다. 다른 구현예에 있어서, 유도 가열 가능한 입자는 수행되는 화학 반응에 대한 촉매의 특성을 지니거나 또는 화학 반응에 다른 방법으로 참여하는 비-유도 가열 가능한 입자와 혼합될 수 있다. 그 후, 상기 입자는 직접적으로 전자기 유도에 의해 가열되는 것이 아니라, 간접적으로, 가열 가능한 입자와 접촉하는 것 또는 반응 매체로부터의 열 전달에 의해 가열된다.
만약 나노-규모의 전자기적으로 유도 가열 가능한 입자가 굵은 비-유도 가열 가능한 입자와 섞여진다면, 그 후 이것은 가열 매체의 감소된 패킹 밀도를 야기할 수 있다. 반응 매체는 가열 매체를 만드는 패킹을 통해 흐르는 구현에서는 이것이 흐름 반응기(flow-through reactor) 에서 압력 강하의 목적하는 감소를 초래할 수 있다.
고체 가열 매체는 목적하는 화학 반응에 촉매 활성인 물질로 표면-코팅될 수 있다. 예를 들어 효소의 활동을 지니는 유기 분자 또는 생체분자일 수 있다. 이 경우, 상기 분자가 이들의 효소의 활동을 잃을 정도로 가열 매체가 너무 강하게 가열되지 않도록 관리되는 것이 보장되어야 할 것이다.
특히, 유도 가열 가능한 가열 매체는 촉매의 활성이 공지된 금속 원자 또는 금속의 화합물로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 금속의 원자 또는 화합물은 란탄 계열일 수 있으며, 특히 Sm 또는 Ce, Fe, Co, Ni 또는 귀금속, 바람직하게는 백금속 및 특히 Pt 또는 Pd 일 수 있다.
규소 이산화물 매트릭스 또는 실리카 매트릭스 내의 자기화할 수 있는 영역을 포함하는 입자, 예를 들어 앞서 기술된 철 산화물 및 규소 이산화물의 합성 입자는 촉매 활성 원자 또는 화합물로 코팅하기에 특히 적합하다. WO 03/042315 에 보다 상세하게 기술된 바와 같이, 규소 이산화물 셀은 반응성 OH 기를 운반하고, 여기서 반응성은 입자 표면에 촉매 활성 물질을 고정하기 위하여 활용될 수 있다. 이의 몇몇 예는 실험 부분에 나타난다.
원칙적으로 화학 반응은 연속적 또는 회분식 방법에서 수행될 수 있다. 만약 반응이 회분식 방식으로 수행되면, 그 후 반응성 매체 및 유도 가열된 고체 가열 매체는 바람직하게는 반응 동안 서로에 대하여 상대적으로 움직인다. 미립자 가열 매체를 사용하는 경우, 가열 매체와 반응 혼합물을 교반함에 의하여, 또는 반응 매체 내에 가열 매체를 와류시킴에 의하여 특히 효과적일 수 있다. 만약 예를 들어 그물 또는 모직이 실 모양의 가열 매체에 사용되면, 그 후 반응 매체 및 가열 매체를 함유하는 반응조(reaction vessel) 는 진탕될 수 있다.
회분식 방식 반응의 바람직한 구현예는 반응조 내 가열 매체의 입자와 함께 존재하는 반응 매체로 구성되며, 반응 매체에 존재하는 움직이는 구성요소의 도움으로 움직여지며, 여기서 움직이는 구성 요소는 유도자로서 배열되며, 이에 의해 가열 매체의 입자가 전자기 유도에 의해 가열된다. 그 결과, 상기 구현예에서 유도자는 반응 매체의 내부에서 발견된다. 상기 움직이는 구성 요소는 예를 들어 교반기 또는 앞뒤로 움직이는 플런저(plunger) 로서 설계될 수 있다.
화학 반응 동안 반응기를 외부적으로 냉각하기 위한 준비가 또한 만들어질 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, 만약 유도자가 반응 매체에 침지된다면, 이는 특히 회분식 방식에서 가능하다. 그 후, 반응기 내에 전교류 자계의 공급은 냉각 장치에 의해 지연되지 않는다.
반응기는 냉각 코일 또는 열 교환기에 의해 내부로부터 냉각되거나, 또는 바람직하게는 외부로부터 냉각될 수 있다. 임의로 미리 냉각된 물 또는 냉각제 예를 들어 온도가 0 ℃ 미만인 냉각제도 냉각에 사용될 수 있다. 상기 유형의 좋은 예가 되는 냉각제는 아이스-테이블(ice-table) 염 혼합물, 메탄올 / 드라이 아이스 또는 액체 질소이다. 상기 냉각은 반응기 벽 및 유도 가열된 가열 매체 사이에 온도 기울기를 만든다. 이것은 예를 들어 메탄올 / 드라이 아이스 또는 액체 질소와 같은 온도가 상당히 0 ℃ 미만인 냉각제가 사용되었을 경우 특히 두드러진다. 유도 가열된 가열 매체에 의하여 가열된 반응 매체는 그 후 다시 외부적으로 식혀진다. 상기 경우에 있어서, 반응물의 화학 반응은 그 후 오직 가열 매체와 접촉하거나, 적어도 매우 근접한 경우에만 일어난다. 가열 매체에 대한 반응 매체의 상대적 움직임에 기인하여, 반응 동안 형성된 생성물은 빠르게 반응 매체의 냉각 지역에 도달하고, 이에 이들의 열 연속 반응은 억제된다. 이렇게 하여, 목적하는 반응 경로는 반응물(들)의 복수의 가능한 반응 경로가 존재할 때 활동적으로 선택될 수 있다.
대안적인 구현예에 있어서, 화학 반응은 적어도 부분적으로 고체 가열 매체로 채워지고, 따라서 적어도 하나의 전자기 유도에 의해 가열될 수 있는 가열 구역을 지니는 흐름 반응기에서 연속적으로 수행되고, 여기서 반응 매체는 흐름 반응기를 통하여 연속적으로 흐르고, 여기서 유도자는 반응기 외부에 위치한다. 여기서 반응 매체가 입자, 줄밥, 와이어, 그물, 모직, 포장재 등의 형태로 있을 때 가열 매체 주변을 흐른다. 또는 반응 매체는 가열 매체 내 복수의 구멍을 통하여 가열 매체를 통하여 흐르고, 여기서 이것은 하나 또는 복수의 막, 프릿, 다공성 포장재 또는 포말로 이루어진다.
흐름 반응기는 바람직하게는 관형 반응기로서 설계된다. 상기 경우에 있어서, 유도자는 완전히 또는 적어도 부분적으로 반응기를 둘러쌀 수 있다. 유도자에 의해 발생된 전교류 자계는 그 후 모든 면으로부터 또는 적어도 반응기로 복수의 장소로부터 공급된다.
여기서, "연속적으로" 는 일반적인 반응 방식을 의미하여, 이는 반응기 그 자체의 내부 부피에 비하여 커다란 전체 부피의 반응 매체가 반응기를 통하여 흐르고, 반응 매체의 흐름이 끊어지기 전까지 적어도 한 주기의 시간동안 반응 매체가 반응기를 통하여 흐르는 것을 의미한다. 여기서 "커다란" 은 "최소 두 배 커다란" 을 의미한다. 물론, 상기 유형의 연속적으로 작동된 반응 또한 시작 및 끝을 가진다.
흐름 반응기 내의 상기 연속적 공정에 있어서, 반응기가 복수의 가열 구역을 가지는 것이 가능하다. 예를 들어, 다른 가열 구역은 다르게 가열될 수 있다. 이는 흐름 반응기 내 다른 가열 매체의 배치에 따른 결과이거나, 또는 반응기를 따라 다르게 고정된 유도자에 기인한 결과일 수 있다.
둘 이상의 가열 구역의 사용은 특정 구현예를 구성하고, 그 경우에는 흐름 반응기는 첫 번째 및 두 번째 가열 구역을 소유하고, 여기서 반응 매체의 흐름 방향에서 첫 번째 가열 구역은 촉매 활성 물질을 지니는 가열 매체를 포함하지 않으나, 이에 반해서 반응 매체의 흐름 방향에서 두 번째 가열 구역은 촉매 활성 물질을 지니는 가열 매체를 포함한다. 대안적인 구현예에 있어서, 반대의 배치가 촉매 및 비-촉매 활성 가열 매체로서 선택된다. 이는 부가적인 비-촉매적으로 개시된 반응 단계가 촉매 활성 반응 단계 전 또는 후에 수행되도록 허용한다.
용매 또는 반응 매체는 또한 반응에서 가열 매체에 접촉하기에 앞서서 전통적 방법으로 처음에 미리 가열될 수 있다.
요구된다면, 예를 들어 반응기 주변의 냉각 재킷 형태인 냉각 구역이 (마지막) 가열 구역 이후 제공될 수 있다.
또한, 가열 구역을 벗어난 후, 반응 매체는 반응 매체로부터 부산물 또는 불순물을 제거하는 흡수재와 접촉하도록 할 수 있다. 예를 들어, 그것은 가열 구역을 벗어난 후 반응 매체가 통과하여 흐르는 분자체(molecular sieve) 일 수 있다. 이렇게 하여 생성물은 그의 생성 후 즉시 정제될 수 있다.
화학 반응 속도에 따라, 생성물 수율은 고체 가열 매체를 통하여 흐르고, 다시 고체 가열 매체를 통하여 흐르는 반응 매체를 적어도 부분적으로 재활용함에 의해 임의로 증가될 수 있다. 이렇게 하여, 불순물, 부산물 또는 목적하는 주요 생성물도 고체 가열 매체를 통한 각 흐름 후 반응 매체로부터 제거될 수 있다. 다양한 공지된 분리 방법, 예를 들어 흡수재 상의 흡수, 막 공정을 통한 분리, 냉각에 의한 침전 또는 증류에 의한 분리와 같은 것이 이를 위하여 적합하다. 이는 궁극적으로 달성되는 반응물(들)의 완전한 전환을 가능하게 한다. 이는 반응 생성물을 분리하는 것 없이 화학 반응은 단지 평형 상태로 진행하는 경우에서 또한 사실이다.
유도 가열된 가열 매체를 지닌 반응 매체에 요구되는 전체 접촉 시간은 각 화학 반응의 동역학의 함수로 선택되는 것이 필요하다. 목적하는 화학 반응이 느릴수록, 접촉 시간이 길어진다. 이는 각 개개의 경우 경험적으로 적용되어야 한다. 참고로서, 반응 매체는 바람직하게는 유도 가열된 가열 매체와 반응 매체의 전체 접촉 시간이 목적 생성물을 분리하기에 앞서 1 초 내지 2 시간의 범위에 있는 속도로 흐름 반응기를 통하여 한번 또는 여러번 흐른다. 더 짧은 접촉 시간은 가능하지만, 조절하기 더 어렵다. 더 긴 접촉 시간은 특히 느린 화학 반응에 요구될 수 있지만, 공정의 경제적인 면에서는 더욱더 악화시킨다.
반응이 회분식으로 작동되거나, 흐름 반응기에 연속적인지 여부와 독립적으로, 반응기는 압력 반응기로서 설계될 수 있으며, 화학 반응은 대기압 보다 큰 압력에서, 바람직하게는 적어도 1.5 바(bar) 하에서 수행된다. 생성물 형성(목적 화합물의 형성) 이 부피 축소와 관련되는 경우, 이에 따라 생성물 수율이 증가될 수 있는 것은 널리 공지되어 있다. 둘 이상의 가능한 반응에서, 부피의 최대한 축소를 초래하는 특정 생성물의 형성이 바람직할 수 있다.
본 발명의 방법은 반응기 내의 반응 매체가 정해진 반응 조건 (특히 온도 및 압력) 하에 액체 형태로 있는 경우에 바람직하게 수행된다. 이는 일반적으로 기체상 반응에 비하여, 반응기 부피에 기초하여 시간에 따른 더 나은 부피/수율이 가능하도록 한다.
가열 매체의 성질 및 유도자의 설계는 반응 매체가 가열되도록 허락하는 것 같은 방식으로 서로 대응되어야 한다는 것은 말할 것도 없다. 이것의 중요한 가치는 첫째로 와트(watt) 의 유도자 정격 출력이고, 또한 유도자에 의해 발생된 교번장의 주파수이다. 더 많은 가열 매체의 질량이 유도 가열되면, 더 높은 출력이 선택될 것이다. 실제는, 성취할 수 있는 출력은 주로 유도자를 공급하는데 필요한 발생기를 냉각시키는 능력에 의해 제한된다.
특히 적합한 유도자는 약 1 내지 약 100 kHz, 바람직하게는 10 내지 80 kHz 및 특히 바람직하게는 약 10 내지 약 30 kHz 범위 주파수의 교번장(alternating field) 을 발생시킨다. 관련된 발생기와 함께 상기 유형의 유도자는 시판 중이며, 예를 들어 Ismaning (독일) 의 IFF GmbH 에서 시판 중이다.
따라서, 유도 가열은 바람직하게는 중주파 범위 내 교번장과 수행된다. 더 높은 주파수의 여기와 비교하는 경우, 예를 들어 고주파 범위 (주파수 0.5 초과, 특히 1 MHz 초과) 인 경우, 가열 매체로의 에너지 공급이 더 잘 조절될 수 있는 장점이 있다. 이것은 특히 반응 매체가 반응 조건 하에 액체 형태로 있는 경우 사실이다. 그 결과, 본 발명과 관련하여, 반응 매체는 바람직하게는 액체 형태이며, 유도자는 상기 언급된 중주파 범위에서 교번장을 발생시키도록 사용된다. 이것은 경제적이고 잘 조절 가능한 반응 방법을 허용한다.
발명의 방법의 특수한 구현예에 있어서, 가열 매체는 강자성이며 약 40 ℃ 내지 약 250 ℃ 범위의 퀴리 온도를 나타내며, 선택된 반응 온도로부터 20 ℃ 초과, 바람직하게는 10 ℃ 이하로 차이 나지 않는 퀴리 온도에서 선택된다. 이는 의도되지 않은 과열에 대한 내재적 보호를 제공한다. 가열 매체는 전자기 유도에 의해 단지 그의 퀴리 온도까지 가열될 수 있다; 전교류 자계에 의해 상기 온도 초과로 더 나아가 가열되지는 않을 것이다. 유도자의 기능 부전이 있어도, 반응 매체의 온도는 임의의 고의가 아닌 가열 매체의 퀴리 온도보다 상당히 상승된 값으로의 증가는 방지된다. 가열 매체의 온도가 그것의 퀴리 온도 이하로 떨어지면, 그 후 다시 전자기 유도에 의해 가열될 것이다. 이것은 퀴리 온도 지역에서 가열 매체의 온도의 자가 통제를 이끈다.
발명의 방법은 열에 의해 유도된 반응을 수행하기에 특히 적합하다. 원칙적으로 가능한 반응 유형에 대한 제한은 없으나, 단, 가열 매체를 파괴할 수 있는 반응 조건 (예를 들어 pH 와 같은) 또는 유리체가 선택되지 않아야 한다. 예를 들어, 화학 반응은 적어도 하나의 화학 결합이 두 개의 탄소 원자 사이 또는 탄소 원자 및 원자 X 사이에 형성되고, 절단되고, 또는 재배열되는 때 수행될 수 있으며, 여기서 X 는 하기에서 선택된다: H, B, O, N, S, P, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi 및 할로겐. 상기 반응은 예를 들어 고리화 첨가반응(cycloaddition) 및 Diels-Alder 반응에서 일어나는 것처럼, 화학 결합의 재배열을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 열에 의해 유도된 반응은 하기 반응 유형의 적어도 하나에 상응할 수 있다: 산화, 환원 (수소 첨가 포함), 분열(fragmentation), 이중 또는 삼중 결합으로 첨가 (고리화 첨가반응 및 Diels-Alder 반응 포함), 치환 (SN1 또는 SN2, 라디칼), 특히 방향족 치환, 제거, 재배열, 크로스 커플링(cross coupling), 복분해 반응(metathetical reaction), 복소환의 형성, 에테르 형성, 에스테르 형성 또는 에스테르 교환, 아민 또는 아미드 형성, 우레탄 형성, 페리시클릭 반응 (pericyclic reaction), Michael 첨가, 축합, 중합 (라디칼, 음이온의, 양이온의), 중합체 그래프트.
환원 또는 수소 첨가 반응에 있어서, 적합한 환원제 또는 수소 공급원는 예를 들어 하기와 같다: 시클로헥센과 같은 시클로알켄, 에탄올과 같은 알코올, 수소화붕소나트륨 또는 수소화알루미늄나트륨과 같은 무기 수소 첨가제.
예를 들어, 지방 또는 오일은 분열될 수 있다. 이는 용액에서 일어날 수 있으며, 또한 용매가 없는 물질에서도 일어날 수 있다. 후자의 경우에 있어서, 상기와 같은 지방 또는 오일은 전체 반응 매체를 나타낸다.
무기 목적 생성물을 도출하는 반응도 물론 또한 가능하다.
하기의 실시예는 흐름 반응기 내에 본 발명의 방법으로 수행되었던 실험실 규모의 화학 반응을 예시한다. 본 발명은 물론 이에 한정되지 않는다.
실시예
본 발명을 실험실 규모에서 시험하였다. 내부 및 외부 직경이 가지각색인 유리관 (10 cm 길이) 을 관형 반응기로서 사용하였다. 관은 HPLC 및 적합한 배관을 부착할 수 있게 양 끝에 나사 연결을 제공하였다.
사용된 유도자는 하기의 작업 특성을 지닌다: 유도력: 134 μHenry, 실패(spool) 의 와인딩(winding) 셈: = 2 - 16, 단면적 = 2.8 mm2 (단면적은 유도자 내의 도체 와이어의 숫자 및 그들의 직경에 기인한다). 관형 반응기를 받기 위한 틈의 직경은 12 mm 였다. 모든 실험에 있어서, 유도자를 주파수 25 kHz 에서 작동하였다.
실험에 있어서, 특정 주파수 25 kHz 를 일정하게 놔뒀으며, 가열 조절을 PMW 를 통하여 단독으로 착수하였다 (PWM = 고정된 기본 주파수에서 정방형 신호에 대한 온/오프 스위치). 하기에 있어서, PWM 는 ‰ 로 기재된다. 유도된 온도를 열전쌍(thermocouple) 및 적외선 온도계로 측정하였다. 열전쌍을 가능한 한 정확한 측정을 허용하기 위하여 바로 반응기 뒤 유체 내에 설치하였다. 그러나, 열전쌍의 금속의 구성 성분 때문에 최소 4 cm 의 거리가 관측되어야 하였다. 근접 초점 광학(close focus optics) 을 지닌 레이저 적외선 온도계를 두 번째 온도 측정에 사용하였다. 측정점은 직경 1 mm 를 가졌다. 상기 방법과 함께, 반응기의 표면 온도가 온도 결정을 위한 두 번째 측정점을 수득하기 위하여 측정되어야 한다. 물질의 배출 계수(emission factor) 는 적외선 측정에 중요한 상수이다. 이는 열 배출의 척도이다. 0.85 의 배출 계수를 사용하였고, 이는 평균 유리의 값에 대응된다.
다른 가열 매체를 이용한 가열 테스트:
실험을 EW5 유닛 (전력 5 와트) 로 주파수 25 kHz 에서 건조 분말 (무흐름) 로 수행하였다. 각 가열 시간은 10 분 동안 지속되고, 온도를 고온계로 측정하였다. 하기의 가열 매체를 테스트 하였다:
a) MagSilica®58/85, Evonik (이전에는 Degussa),
b) 망간 페라이트 분말, SusTech GmbH, Darmstadt,
c) Bayferrox®318 M: 합성 알파-Fe3O4, Harald Scholz & Co. GmbH,
d) 망간-아연-페라이트, 올레산으로 코팅된 표면, 페라이트 함량 51.7 wt.%, SusTech GmbH, Darmstadt
10 분 후, 하기의 온도에 도달하였다:
Figure pct00001
다른 가열 매체로 수행된 반응:
각 경우에 있어서, 반응기를 반응을 위한 유도자에 의해 목적하는 가열을 수득하기 위하여 인용된 물질 3.3 g 으로 채웠다.
망간 페라이트 (b):
Figure pct00002

Bayferrox (c):
Figure pct00003
게다가, 전자기 유도에 의한 말려진 구리 포일(foil)의 가열을 조사하였다: 포일을 주파수 20 kHz 및 단지 175 ‰ PWM 에서 10 분 미만 후 > 160 ℃ 로 가열하였다.
하기의 실험의 가열 매체는 Evonik (이전에는 Degussa) 의 MagSilica 58/85 이였고, 하기의 방법에 따라 임의로 표면이 개질되었다.
촉매로 가열 매체의 표면 개질:
기질의 철저한 혼합을 확실히 하기 위하여 촉매에 제조에 진탕기를 사용하였다. 전통적인 필터 종이는 구멍이 너무 빨리 막혀 세척에 적합하지 않은 것으로 입증되었다. 따라서, 고체를 각 세척 단계에서 원심 분리하였다. 자기 특성 또는 자기 분리를 시판 중에 있는 자석으로 테스트 하였다.
촉매 7 의 제조:
Figure pct00004
1. 단계: 촉매 전구물질 14
Figure pct00005
MagSilica 50/85® (15.0 g) 을 환류 하에서 2 h 동안 이중 증류된(bidistilled) H2O (150 mL) 에서 가열하고, 및 그 후 고진공 하에서 건조시켰다. 고체를 톨루엔 (180 mL) 에서 현탁시키고, (p-클로로메틸)페닐트리메톡시실란 (15 mL, 68.1 mmol)로 26 h 동안 진탕하였다. 반응 혼합물을 환류 하에서 3 h 동안 가열하였다. 냉각 후, 고체를 원심분리 하고, 톨루엔 (2 x 40 mL) 으로 세척하였다. 고진공 하에서 건조 후, 12.1 g 의 14 을 흑색 자기 분말로서 수득하였다.
2. 단계: 촉매 전구물질 61
Figure pct00006
14 (12.0 g) 를 트리메틸아민으로 포화된 톨루엔 용액 (350 mL) 으로 현탁시키고, 72 h 동안 진탕하였다. 고체를 원심분리 하고, 톨루엔 (3 x 40 mL) 으로 세척하고, 및 고진공 하에서 건조시켰다. 12.4 g 의 61 을 흑색 자기 분말로서 수득하였다.
3. 단계: 촉매 전구물질 15
Figure pct00007
61 (3.0 g) 을 이중 증류된 H2O (150 mL) 에서 현탁시키고, 이중 증류된 H2O (10 mL) 중 나트륨 테트라클로로팔라데이트 (100 mg, 0.34 mmol) 용액으로 18 h 동안 진탕하였다. 고체를 원심분리 하고, 이중 증류된 H2O (2 x 40 mL) 로 세척하고, 및 고진공 하에서 건조시켰다. 2.7 g 의 15 을 흑색 자기 분말로서 수득하였다.
4. 단계: 촉매 전구물질 7
Figure pct00008
15 (2.7 g) 을 이중 증류된 H2O (30 mL) 에서 현탁시키고, 이중 증류된 H2O (15 mL) 중 수소화붕소나트륨 (0.64 g, 16.9 mmol) 용액으로 처리하였다. 반응 혼합물을 5 h 동안 진탕하고, 원심분리 하고, 이중 증류된 H2O, 포화 NaCl 용액 및 H2O (각 40 mL) 로 세척하고, 및 고진공 하에서 건조시켰다. 2.6 g 의 7 을 흑색 자기 분말로서 수득하였다. 촉매량은 6.7 x10-5 mmol Pd/mg 촉매이었다 (ICP-MS 추적 분석).
촉매 6 의 제조:
Figure pct00009
1. 단계: 촉매 전구물질 12
Figure pct00010
MagSilica 50/85® (6.0 g) 을 200 ℃ 에서 6 h 동안 고진공 하에서 건조시키고, 그 후 불활성 기체 분위기에서에서 절대 톨루엔 (150 mL) 내에 현탁시켰다. 절대 톨루엔 (10 mL) 내에 3-아미노프로필트리메톡시실란 (4.5 mL, 25.3 mmol) 을 첨가하였다. 반응 혼합물을 16 h 동안 진탕하고, 원심분리 하였다. 고체를 절대 톨루엔 (2x 40 mL) 및 수성 톨루엔 (1 x 40 mL) 로 세척하고, 그 후 고진공 하에서 건조시켰다. 5.3 g 의 12 을 흑색 자기 분말로서 수득하였다.
2. 단계: 촉매 전구물질 62
Figure pct00011
불활성 기체 분위기에서 12 (4.0 g) 을 절대 디에틸 에테르 (180 mL) 내에 현탁시키고, HBF4 OEt2 (10 mL, 38.9 mmol) 로 처리하였다. 반응 혼합물을 2 h 동안 진탕하였다. 고체를 그 후 원심분리 하고, 디에틸 에테르, 수성 디에틸 에테르, 포화 NaCl 용액 및 이중 증류된 H2O (각 40 mL) 로 세척하고, 및 고진공 하에서 건조시켰다. 3.5 g 의 62 을 흑색 자기 분말로서 수득하였다.
3. 단계: 촉매 전구물질 13
Figure pct00012
62 (3.0 g) 을 이중 증류된 H2O (150 mL) 에서 현탁시키고, 이중 증류된 H2O (10 mL) 에서 나트륨 테트라클로로팔라데이트 (0.5 g, 1.7 mmol) 로 처리하였다. 반응 혼합물을 12 h 동안 진탕하였다. 고체를 용액이 단지 약간 황색을 띌 때까지 이중 증류된 H2O (3 x 40 mL) 로 세척하고, 그 후 고진공 하에서 건조시켰다. 2.8 g 의 13 을 흑색 자기 분말로서 수득하였다. 촉매량은 3.7 x 10-5 mmol Pd/mg 촉매이었다 (ICP-MS 추적 분석).
4. 단계: 촉매 전구물질 6
Figure pct00013
13 (2.5 g) 을 이중 증류된 H2O (40 mL) 내에 현탁시키고, 이중 증류된 H2O (15 mL) 내에 수소화붕소나트륨 (0.64 g, 16.9 mmol) 용액으로 처리하였다. 반응 혼합물을 기체 방출이 중지될 때까지 진탕하였다. 고체를 이중 증류된 H2O, 포화된 NaCl 용액 및 이중 증류된 H2O (각 40 mL) 로 세척하고, 고진공 하에서 건조시켰다. 2.3 g 의 6 을 흑색 자기 분말로서 수득하였다. 촉매량은 3.7 x 10-5 mmol Pd/mg 촉매이었다.
촉매 8
Figure pct00014
MagSilica 50/85® (2.0 g) 을 EtOH 내에 현탁시키고, EtOH (10 mL) 중 팔라듐 질산염 이수화물 (84 mg, 0.32 mmol) 용액과 50 ℃ 에서 30 분 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 진공 하에서 건조될 때까지 농축시켰다. 건조 후 진공 하에서, 1.92 g 의 8 을 흑색 자기 분말로서 수득하였다. 촉매량은 11.3 x 10-5 mmol Pd/mg 촉매이었다.
촉매 9 의 제조:
Figure pct00015
1. 단계: 촉매 전구물질 63
Figure pct00016
MagSilica 50/85®(3.0 g) 은 환류 하에서 2 h 동안 이중 증류된 H2O (50 mL) 내에서 가열하고, 그 후 고진공 하에서 건조시켰다. 도데칸 (18 mL) 중 흑색 고체를 DVB (0.41g, 5.3 m%), VBC (7.11 g, 94.7 m%) 및 AIBN (37.5 mg, 0.5 m%) 로 처리하고, KPG-교반기로 70 ℃ 에서 16 h 동안 교반하였다. 생성된 흑색 현탁액을 속슬렛(soxhelt) 추출기에서 13 h 동안 클로로폼으로 정제하였다. 생성물을 잔류의 중합체로부터 분리하고, 고진공 하에서 건조시켰다. 4.4 g 의 63 을 흑녹색을 띄는 자기 분말로서 수득하였다.
2. 단계: 촉매 전구물질 64
Figure pct00017
63 (4.4 g) 을 트리메틸아민으로 포화된 톨루엔 용액 (350 mL) 내에 현탁시키고, 93 h 동안 진탕하였다. 고체를 원심분리 하고, 톨루엔 (3 x 40 mL) 으로 세척하였다. 고진공 하에서 건조 후 흑녹색을 띄는 자기 분말을 수득하였다. 4.1 g 의 63 을 수득하였다.
3. 단계: 촉매 전구물질 65
Figure pct00018
64 (4.1 g) 을 이중 증류된 H2O (150 mL) 에서 현탁시키고, 이중 증류된 H2O (10 mL) 중 나트륨 테트라클로로팔라데이트 (700 mg, 2.38 mmol) 으로 17 h 동안 진탕하였다. 고체를 원심분리 하고, 이중 증류된 H2O (3 x 40 mL) 로 세척하고, 및 고진공 하에서 건조시켰다. 흑녹색을 띄는 자기 고체를 수득하였다. 미정제 생성물을 건조시키지 않고 하기의 반응에서 사용하였다.
4. 단계: 촉매 9
Figure pct00019
65 (4.0 g) 을 이중 증류된 H2O (50 mL) 내에 현탁시키고, 이중 증류된 H2O (15 mL) 내에 수소화붕소나트륨 (0.5 g, 13.2 mmol) 용액으로 처리하였다. 반응 혼합물을 2 h 동안 진탕하고, 원심분리 하고, 이중 증류된 H2O, 포화 NaCl 용액 및 H2O (각 40 mL) 로 세척하고, 및 고진공 하에서 건조시켰다. 3.3 g 의 9 을 흑녹색을 띄는 자기 분말로서 수득하였다.
발명의 방법으로 수행된 몇몇의 화학 반응을 하기에 나타낸다. 디메틸포름아미드 (DMF) 를 모든 경우에 있어서 용매로서 사용하였다. 비교로서, 동일한 반응을 동일한 온도 및 반응 시간을 지닌 가열된 배쓰(bath) 에서 전통적인 가열로 또한 수행하였다. 비교 반응 수율이 표에 나타나있으며, 여기서 "열" 은 가열 배쓰 (비교) 내의 전환을 의미하고, "유도" 는 본 발명의 공정 후의 전환을 의미한다. 본 발명의 공정에 있어서, 전체 반응 시간에 이르러, 반응 매체는 순환하고, 따라서 종종 반응기를 통하여 흘렀다.
열 공정의 경우와 같이 본 발명의 공정에서 대략 동일한 반응 온도를 얻기 위하여, 가열 작용을 위한 예비 실험을 수행하였다. 이를 위하여, DMF 을 관형 반응기 내에 MagSilica® 및 모래의 혼합물 (약 67 vol.% MagSilica® 및 33 vol.% 모래) 을 통하여 통과시켰다. 유도자는 항상 25 kHz 에서 작동하였다. 상기 조건을 또한 개개의 반응에도 고수하였다.
가열 테스트의 결과:
표 1: 가열 표. 각 일정한 온도로 25 kHz, DMF 내 2 mL/분에서 측정함
PWM [‰] 측정 시간 [분] 외부 온도 [℃]a 유체 온도 [℃]b
600 2 > 170 _c
400 4 > 170 _c
350 10 > 170 72
325 15 145 60
300 15 136 49
250 15 71 37
225 15 54 20
200 15 33 19
, a 열전쌍으로 측정함, b 적외선 온도계로 측정함, c 액체 증발에 기인하여 측정하지 않음.
반응의 실시예:
표 2: Heck-Mizoroki 커플링(Coupling), 1 mmol 할로겐화 아릴, 3 eq. 스티렌, 3 eq. n-Bu3N, 2.8 mol% 촉매 7, 반응 시간 각 1 h, 유량 2 mL/분, PWM = 325 ‰
반응 원리:
Figure pct00020
Figure pct00021
표 3: 부가적인 촉매; Suzuki-Miyaura 반응
2 mL/분, 반응 시간 각 1 h,: 0.5 mmol 할로겐화 아릴, 1.5 eq. 보론산, 2.4 eq. CsF, PWM 750 ‰
a 1 mol%, b 2.8 mol%,.
Suzuki-Miyaura 반응:
Figure pct00022
Figure pct00023

실시예 7:
신남산(cinnamate) 에틸 59 에서 신남산 메틸 60 로 에스테르 교환. 상기 실험을 문헌 (K. Jansson, T. Fristedt, A. Olsson, B. Svensson, S. Jonsson, J. Org. Chem., 2006, 71, 1658-1667) 의 하기의 방법으로 수행하였다. 에스테르 교환 평형을 목적하는 생성물 쪽으로 이동시키기 위하여 과량의 나트륨 메탄올산염을 사용하였다. 유도 가열 (유량: 2mL/분, PWM = 240 ‰)로 93 % 생성물을 25 분 후 단리하였다.
Figure pct00024
유도 가열을 지닌 부가적인 흐름 열 반응
(prom = ‰ 의 PWM. 생성물 식 아래의 % 숫자는 생성물 수율을 기술한다.)
실시예 8: 복소환의 합성:
Figure pct00025
실시예 9: Hartwig-Buchwald 커플링:
Figure pct00026
실시예 10: Claissen 재배열:
Figure pct00027
실시예 11: 탈카르복시화
Figure pct00028
(PH 343-48 은 MagSilicaR 의 회분식 숫자를 기술함)
실시예 12: 수소 첨가
Figure pct00029
실시예 13: 환원
Figure pct00030
실시예 12 및 13 에 있어서, Pd/C 촉매 (활성 탄소 상의 팔라듐) 를 MagSilicaR 와의 혼합물에 사용하였다. 시클로헥센은 환원제 (수소 공급원) 로서 필수적으로 작용하였다.
실시예 14: C-C 결합 형성과 함께 재배열
Figure pct00031

Claims (14)

  1. 반응기 내에 하나 이상의 첫 번째 반응물을 포함하는 반응 매체를 가열함에 의해 목적 화합물을 생산하기 위한 화학 반응을 수행하는 방법으로서, 이는 첫 번째 반응물 내부의 또는 첫 번째 및 두 번째 반응물 사이의 화학 결합을 형성하거나 변경하는 것이고, 여기서 반응 매체를 고체 가열 매체와 접촉시키며, 상기 고체 가열 매체는 전자기 유도에 의해 가열될 수 있으며, 반응기 내부에 있으며, 및 반응 매체에 의해 둘러싸여져 있으며, 상기 가열 매체는 유도자의 도움으로 전자기 유도에 의해 가열되며, 여기서 목적 화합물은 첫 번째 반응물로부터 또는 첫 번째 및 두 번째 반응물로부터 형성되며, 여기서 상기 목적 화합물은 가열 매체로부터 분리되는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 가열 매체는 전기적으로 전도성 및/또는 자기화할 수 있는 고체의 입자들로부터 선택되며, 여기서 입자의 평균 입자 크기는 1 내지 1000 nm 인 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 가열 매체는 자기화할 수 있는 고체의 입자로부터 선택되고, 각 입자는 비-자기 물질에 의해 캡슐화된 자기화할 수 있는 물질의 코어를 하나 이상 포함하는 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 가열 매체는 자기화할 수 있는 고체의 입자로부터 선택되고, 이들은 전자기 유도에 의해 가열될 수 없는 부가적인 입자와의 혼합물로 존재하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 한 항 이상에 있어서, 고체 가열 매체는 화학 반응에 대해 촉매적으로 활성인 물질로 표면 코팅되어 있는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 한 항 이상에 있어서, 화학 반응이 회분식으로 수행되며, 반응 매체 및 고체 가열 매체는 반응 동안 서로에 대해 움직이는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 반응 매체는 반응조 내에 가열 매체의 입자와 함께 존재하며, 반응 매체 내에 위치하는 움직이는 구성 요소의 도움으로 움직이며, 상기 움직이는 구성 요소는 유도자로서 배열되고, 이에 의해 가열 매체의 입자가 가열되는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 한 항 이상에 있어서, 화학 반응은 흐름 반응기에서 수행되고, 상기 흐름 반응기는 적어도 부분적으로 고체 가열 매체로 채워지고, 이에 따라 전자기 유도에 의해 가열될 수 있는 가열 구역을 하나 이상 소유하며, 반응 매체는 흐름 반응기를 통하여 흐르고, 유도자는 반응기의 외부에 위치하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 반응 매체는 흐름 반응기를 통하여 한 번 이상 흐르고, 흐르는 속도는 가열 매체와 반응 매체의 전체 접촉 시간이 1 초 내지 2 시간 범위에 있도록 하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 한 항 이상에 있어서, 반응기는 압력 반응기로서 설정되고, 화학 반응이 대기압 이상의 압력에서 수행되고, 바람직하게 1.5 바 미만에서 수행되는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 한 항 이상에 있어서, 반응 매체는 액체로서 반응기 내에 존재하는 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 한 항 이상에 있어서, 유도자는 1 내지 100 kHz 의 범위, 바람직하게는 10 내지 80 kHz 범위의 주파수를 지닌 교번장을 발생시키는 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 한 항 이상에 있어서, 가열 매체는 강자성이며, 40 내지 250 ℃ 의 범위를 지닌 퀴리 온도를 나타내며, 퀴리 온도가 선택된 반응 온도와 20 ℃ 초과로 차이가 나지 않도록 선택되는 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 한 항 이상에 있어서, 화학 결합은 화학 반응에 있어 두 개의 탄소 원자 사이에, 또는 탄소 원자 및 원자 X 사이에 형성되며, 여기서 X 가 하기로부터 선택되는 방법: H, B, O, N, S, P, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi 및 할로겐.



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WO (1) WO2009074373A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017195107A3 (en) * 2016-05-11 2018-07-19 Basf Corporation Catalyst composition comprising magnetic material adapted for inductive heating

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009027546A1 (de) * 2009-07-08 2011-01-13 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur Umesterung mit Hilfe eines induktiv erwärmten Heizmediums
DE102009027545A1 (de) * 2009-07-08 2011-02-03 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur Herstellung von Cyanacrylsäureestern in Gegenwart von Übergangsmetall-Katalysatoren
DE102009028856A1 (de) * 2009-08-25 2011-03-03 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur präparativen Fragmentierung mit Hilfe eines induktiv erwärmteen Heizmediums
DE102009045636A1 (de) 2009-10-13 2011-04-14 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur Durchführung von sequentiellen Reaktionen mit Hilfe eines induktiv erwärmten Heizmediums
DE102009045861A1 (de) 2009-10-20 2011-04-21 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur Durchführung einer Phasenumwandlung
DE102009046131A1 (de) * 2009-10-29 2011-05-05 Henkel Ag & Co. Kgaa Alternative Synthese von 1.1-substituierten Olefinen mit elektronenziehenden Substituenten
WO2011121623A1 (en) * 2010-04-01 2011-10-06 Giorgio Pecci Apparatus for transforming long molecular chain organic matter
DE102010050152B4 (de) 2010-11-02 2016-02-11 Adam Handerek Reaktor und Verfahren zum zumindest teilweisen Zersetzen, insbesondere Depolymerisieren, und/oder Reinigen von Kunststoffmaterial
KR101364062B1 (ko) * 2011-08-26 2014-02-21 재단법인 포항산업과학연구원 바이오 디젤의 제조 방법
US10174223B2 (en) * 2013-11-30 2019-01-08 Hrl Laboratories, Llc Formulations, methods, and apparatus for remote triggering of frontally cured polymers
CN104060236B (zh) * 2014-05-14 2016-07-06 中国科学院广州能源研究所 一种片状基片的连续镀膜生产系统
US10035124B2 (en) * 2014-08-12 2018-07-31 Empire Technology Development Llc Methods, materials, and systems for converting alcohols
CN105600832A (zh) * 2014-11-19 2016-05-25 正大天晴药业集团股份有限公司 一种经修饰的超顺磁性氧化铁的制备方法
WO2017036794A1 (en) * 2015-08-28 2017-03-09 Haldor Topsøe A/S Induction heating of endothermic reactions
CN108136353A (zh) 2015-10-28 2018-06-08 托普索公司 烷烃的脱氢
US11331638B2 (en) 2016-04-26 2022-05-17 Haldor Topsøe A/S Induction heated aromatization of higher hydrocarbons
WO2017186608A1 (en) * 2016-04-26 2017-11-02 Haldor Topsøe A/S Ferromagnetic materials for induction heated catalysis
US10207241B2 (en) * 2016-11-29 2019-02-19 Kontak LLC Inductively heated microchannel reactor
US20180318802A1 (en) * 2017-05-03 2018-11-08 James Dorman Catalytic reaction
US11638331B2 (en) 2018-05-29 2023-04-25 Kontak LLC Multi-frequency controllers for inductive heating and associated systems and methods
US11555473B2 (en) 2018-05-29 2023-01-17 Kontak LLC Dual bladder fuel tank
JP7146055B2 (ja) * 2018-07-16 2022-10-03 トプソー・アクチエゼルスカベット 抵抗加熱を利用した糖の熱分解フラグメンテーション
GB2582614A (en) * 2019-03-28 2020-09-30 Johnson Matthey Plc An exhaust gas treatment system and the use thereof for the treatment of an exhaust gas
CN110064404A (zh) * 2019-05-06 2019-07-30 东南大学 一种纤维素加氢磁性催化剂的制备及其应用方法
WO2020254184A1 (en) * 2019-06-20 2020-12-24 Haldor Topsøe A/S Ferromagnetic catalyst support for induction heated catalysis
CN112058192B (zh) * 2020-09-04 2021-12-14 湖南大学 一种连续流微反应器、制作方法及应用
EP4225491A1 (en) * 2020-10-08 2023-08-16 Basf Corporation Catalyst composition comprising ferrite-based magnetic material adapted for inductive heating
WO2023017209A1 (en) * 2021-08-10 2023-02-16 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Method and apparatus for treating raw material and use

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8724561D0 (en) * 1987-10-20 1987-11-25 Ici Plc Production process
US5272216A (en) * 1990-12-28 1993-12-21 Westinghouse Electric Corp. System and method for remotely heating a polymeric material to a selected temperature
DE69533582T2 (de) * 1994-02-01 2005-11-17 Invista Technologies S.A.R.L., Wilmington Verfahren zur herstellung von wasserstoffcyanid
US6110239A (en) * 1996-05-31 2000-08-29 Marathon Ashland Petroleum Llc Molten metal hydrocarbon gasification process
BR9810275A (pt) 1997-07-03 2000-09-05 Du Pont Aparelho para condução contìnua de uma reação de fase gasosa catalisada
DE19800294A1 (de) 1998-01-07 1999-07-08 Mueller Schulte Detlef Dr Induktiv aufheizbare magnetische Polymerpartikel sowie Verfahren zur Herstellung und Verwendung derselben
WO2000038831A1 (en) 1998-12-31 2000-07-06 Hexablock, Inc. Magneto absorbent
US6953656B2 (en) * 2000-07-14 2005-10-11 Massachusetts Institute Of Technology Direct, externally imposed control of polypeptides
US6953659B2 (en) * 2000-07-14 2005-10-11 Massachusetts Institute Of Technology Direct, externally imposed control of nucleic acids
DE10140089A1 (de) * 2001-08-16 2003-02-27 Degussa Superparamagnetische oxidische Partikel, Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung
WO2003042315A1 (de) 2001-11-13 2003-05-22 Degussa Ag Härtbare und wieder lösbare klebeverbindungen
DE10163399A1 (de) * 2001-12-21 2003-07-10 Sustech Gmbh & Co Kg Nanopartikuläre Zubereitung
WO2003075368A2 (en) * 2002-03-01 2003-09-12 Board Of Control Of Michigan Technological University Method and apparatus for induction heating of thin films
US7070743B2 (en) * 2002-03-14 2006-07-04 Invista North America S.A R.L. Induction-heated reactors for gas phase catalyzed reactions
JP2004224595A (ja) * 2003-01-20 2004-08-12 Sekisui Chem Co Ltd 水素貯蔵・供給装置
JP2004250255A (ja) * 2003-02-18 2004-09-09 Sekisui Chem Co Ltd 水素貯蔵・発生装置
JP4786365B2 (ja) * 2005-02-18 2011-10-05 新日本製鐵株式会社 金属板の誘導加熱装置及び誘導加熱方法
TWI276689B (en) 2005-02-18 2007-03-21 Nippon Steel Corp Induction heating device for a metal plate
DE102005051637A1 (de) 2005-10-26 2007-05-03 Atotech Deutschland Gmbh Reaktorsystem mit einem mikrostrukturierten Reaktor sowie Verfahren zur Durchführung einer chemischen Reaktion in einem solchen Reaktor
DE102006062651B4 (de) * 2006-11-14 2009-12-31 Helmholtz-Zentrum Für Umweltforschung Gmbh - Ufz Verfahren und Vorrichtung zur thermo-chromatographischen Erwärmung von Feststoffbetten

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017195107A3 (en) * 2016-05-11 2018-07-19 Basf Corporation Catalyst composition comprising magnetic material adapted for inductive heating
US11697110B2 (en) 2016-05-11 2023-07-11 Basf Corporation Catalyst composition comprising magnetic material adapted for inductive heating

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