게시 및 게시 날짜 : 2020/07/13

기능적 화학 원료의 연속 바카라 하는 법 방법 개발

-정밀 흐름 바카라 하는 법을 통한 폐기물이 낮은 제조 기술 설립-

포인트

  • 정밀 흐름 바카라 하는 법을 사용하여 기능성 화학 물질을위한 지속적인 바카라 하는 법 기술 개발
  • CO CO보다 전통적인 바카라 하는 법 방법보다2배출 및 폐기물을 크게 줄일 수 있습니다
  • 기능적 화학 물질의 국내 생산으로 돌아가는 기본 기술로 예상

요약

국립 연구 연구소 선진 산업 과학 및 기술 연구소 [이시무라 카즈히 코 (Ishimura Kazuhiko) 회장] (이하 "AIST"라고 불리우는) 촉매 화학 융합 연구 센터 [연구 센터 이사 사토 카즈히 코 (Sato Kazuhiko)] 흐름 화학 연구원 Ichizuka Tomohiro (현재 화학 프로세스 연구원) Kobayashi Osamu 특정 동료 인 Kazuhiko Research Center의 이사는 기능 화학 물질의 원료 중 하나입니다방향족 아민흐름 정밀 바카라 하는 법를 사용하여 개발되었습니다

현재 방향족 아민을 바카라 하는 법하는 현재 방법은 비용이 많이 들고 원료를 얻는 데 어려움이 필요하며 많은 양의 부산물 생산과 같은 문제가 필요합니다 이번에 개발 된 기술은입니다흐름 방법를 사용한 정확한 유기 바카라 하는 법에 기초하여, 촉매로 채워진 2 개의 컬럼은 반응기를 형성하기 위해 연결되고, 최적화 된 조건에 의해, 방향족 아민은 저렴하고 끔찍한 원료로부터 고효율로 바카라 하는 법된다 이 기술에 의해 생성 된 유일한 부산물은 물과 탄화수소가 쉽게 제거 될 수있어 매우 작은 환경에 영향을 미칩니다 실제 제조에서 개발 한 기술을 적용하여 CO2배출량과 폐기물 감소를 줄일뿐만 아니라 국내에서 중요한 기능적 화학 생산으로 돌아갈 것으로 예상됩니다

이 기술의 세부 사항은 Wiley-VCH가 발행 한 학술 저널에서 찾을 수 있습니다Angewandte Chemie International Edition(doi : 101002/anie202005109)

그림

기능성 화학 원료를위한 흐름 정밀 바카라 하는 법 기술


개발의 사회적 배경

제약 중간체 및 물질, 살충제 및 전자 재료와 같은 기능적 화학 물질의 글로벌 시장은 16 조 엔 (2015)을 초과하며 2030 년까지 36 조의 엔으로 성장한다고합니다 Nedo의 "TSC Foresight Vol 31") 그러나 많은 기능적 화학 물질은 전적으로 고전적인 유기 바카라 하는 법 화학을 기반으로합니다배치 방법로 바카라 하는 법되기 때문에 규모가 커질수록 많은 양의 부산물 및 용매를 치료하는 경제적 및 환경 적 부담이 커집니다 제조 비용과 관련된 이러한 요소로 인해 해외 시장에 대한 의존도가 높습니다 반면, 흐름 방법을 사용한 연속 바카라 하는 법에는 고효율, 비용 절감 및 우주 절약과 같은 다양한 장점이 있으며 석유 화학 물질에서 발견 된 것과 같은 기본 화학 물질 제조에 사용되었습니다 그러나, 제약과 같은 복잡한 화학 구조를 갖는 기능적 화학 물질은 복잡한 다단계 공정으로 제조되기 때문에 흐름 방법의 적용은 기술적으로 어려운 것으로 간주되었다 그러나, 최근에, 흐름 방법이 기능성 화학 물질의 바카라 하는 법에 적용되는 "유량 정밀 바카라 하는 법"의 선구적인 예가보고되었으며, 정밀 흐름 바카라 하는 법을 통한 기능적 화학 물질의 산업 생산에 대한 기대가 상승하고있다

 

연구 기록

기능성 화학 물질의 원료 중 하나 인 방향족 아민은 제약 중간체, 살충제, 전자 재료 등의 원료로 유용한 화학 물질입니다 현재의 바카라 하는 법 방법 전이 금속 촉매 사용크로스 커플 링 반응널리 사용되지만 원자재는 비싸다방향족 할로겐 화합물또한 부산물을 제거하는 데 시간이 걸렸으며 환경에 큰 부담이 발생했습니다 AIST는 업계-아카데미아 정부 협력을 통해 기능 화학 물질 제조 공정의 혁신을 촉진하기 위해 2015 년부터 Flow Precision Synthesis (Flowst) 컨소시엄을 운영하고 있으며 유동 정밀 바카라 하는 법을 통해 기능적 화학 물질의 지속적인 생산을위한 기본 기술을 개발하고 있습니다 이 프로젝트의 일환으로, 우리는 저렴하고 끔찍한 원자재를 사용하여 방향족 아민을 대상으로 환경에 영향을 미치는 새로운 바카라 하는 법 방법을 개발하기 위해 노력하고 있습니다

 

연구 컨텐츠

현재 크로스 커플 링 반응에 대한 저렴하고 쉽게 이용 가능한 대안페놀출발 자료로탈수 된 아미네이션 반응원칙적으로,이 방법은 부산물로서 물이며 환경 영향은 매우 작습니다 그러나 현재, 고온 반응 조건 (200 ℃ 이상)이 필요하며 반응 제어가 어렵고 원치 않는 부산물이 생성되어 심각한 문제가 발생하여 달성하기가 어렵다 따라서, 우리는 탈수 아미네이션 반응의 문제를 해결했으며 기능적 화학 성분에서 발견 된 것과 같은 다양한 제품을 가지고 있습니다기능 그룹로 방향족 아민의 자유 바카라 하는 법을 허용하는 실용적인 방법을 개발하기 위해 노력했습니다 무화과 도 1은 방향족 아민의 바카라 하는 법의 특성과 문제를 보여준다

그림 1

그림 1 방향족 아민의 바카라 하는 법 방법 : 이번에 개발 된 기존 기술과 기술의 비교

탈수 된 아미네이션 반응에서, 3 개의 반응 (수소화,탈수 응축,탈수소화)는 순서로 진행되며 표적 방향족 아민을 얻을 수 있습니다 (그림 2- (1)) 그러나, 배치 방법에서, 동일한 반응기 내에서 다중 반응이 진행되어 반응을 제어하기가 어렵고, 원치 않는 부작용은 진행되는 경향이있다 따라서, 이번에 개발 된 방법은 개발되었으며, 탈수 진리 반응을 구성하는 세 가지 반응을 개별적으로 정확하게 제어하는 것을 목표로 유동 정밀 바카라 하는 법의 장점을 사용하여 연구 및 개발이 수행되었다

전류 흐름 정밀 바카라 하는 법 방법에서, 탈수 된 진한 반응을 구성하는 세 가지 반응을 개별적으로 제어하기 위해, 세 가지 반응은 2 개의 연속 단계로 나누어지고 지속적으로 반응된다 도 2- (2)에 도시 된 바와 같이, 배치 플라스크와 같은 반응기 대신 사용 된 유량 바카라 하는 법기는 반응기와 같은 팔라듐과 같은 고체 촉매로 포장 된 두 개의 열을 사용한다 이 바카라 하는 법 장치에, 우리는 페놀 및 수소, 원료 아민 및 첨가제의 시작 재료를 소개 할 것입니다Olefin각각의 컬럼에 연속적으로 원하는 탈수화 반응을 초래하고, 원하는 방향족 아민을 배출구로부터 높은 수율로 연속적으로 수득 하였다 이 방법은 배치 방법보다 훨씬 낮은 온도 (140 ℃) 및 짧은 반응 시간 (최대 30 분)에서 진행되며, 방향족 아민은 부작용없이 정량적 선택성으로 바카라 하는 법 될 수있다 또한,이 방법에 의해 생성되는 화학 종은 물과 탄화수소 (첨가제에서 유래)이며, 이는 쉽게 제거 될 수 있으며, 이는 반응 후 생성물을 분리하고 정제하는 과정을 크게 단순화하고 반응 용기를 세척하는 과정을 크게 단순화한다 이로 인해 기존 기술 1에 비해 폐기물의 양을 1/5로 줄일 수 있습니다

그림 2

그림 2 종래의 탈수 안심 반응 (배치 방법) 및 이번에 개발 된 바카라 하는 법 방법에 대한 문제

이번에 개발 된 방법의 특징은 다양한 기능 그룹과 방향족 아민을 바카라 하는 법하는 데 대한 다양성입니다 이는 반응 조건이 배치 과정보다 온화하기 때문에 첨가제 올레핀은 다양한 부작용을 효과적으로 억제합니다 이러한 상승적 효과는 다양한 기능 그룹이 공존 할 수있게 해주었 고, 이전 기술에서 어려운 기능적 화학 물질의 원료 인 방향족 아민은 저렴하고 쉽게 페놀을 시작 재료로서 얻을 수있는 페놀을 바카라 하는 법 할 수 있었다 (도 3)

그림 3

그림 3 이번에 개발 된 방법을 사용하여 바카라 하는 법 할 수있는 방향족 아민의 예

 

미래 계획

지금, 우리는 2018 년에 재 정류 가능한 모드 유닛 운영의 상호 연결을 기반으로하는 약제 학적 제조를위한 유용한 기능 화학 물질의 생산에 국내를 방향 적으로 방향을 바꾸는 것을 목표로 장비 개발을 포함하여보다 실용적인 산업 생산 기술을 개발하는 것을 목표로 할 것입니다TM12714_12795


터미널 설명

◆ 방향족 아민
방향족 화합물 중 하나 (예 : 벤젠) 중 하나 이상, 방향족 고리의 수소 중 하나 이상이 아미노 그룹 (-NH2등으로 대체 된 유기 화합물에 대한 일반적인 용어)[참조로 돌아 가기]
◆ 흐름 정밀 바카라 하는 법
흐름 방법을 사용하여 높은 수율 및 높은 선택성 반응을 달성하는 정밀 유기 바카라 하는 법 방법 다단계 흐름 바카라 하는 법 시스템은 기능성 화학 물질과 같은 복잡한 화학 구조를 갖는 유기 화합물의 바카라 하는 법을 허용합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 흐름 방법
원통형 컬럼이 반응기로 사용되는 유동 유형 반응 방법, 시작 재료의 용액은 하나의 입구로부터 지속적으로 공급되어 원하는 반응을 진행하고, 생성물은 반대쪽의 배출구로부터 지속적으로 배출된다 촉매 반응은 적절한 고체 촉매로 채워진 컬럼을 사용하여 수행 될 수있다[참조로 돌아 가기]
◆ 배치 방법
반응에 사용 된 출발 물질, 용매, 시약 등이 플라스크 또는 반응 주전자에 배치되고 원하는 반응이 원하는 반응이 완료 될 때까지 진행되는 반응 방법, 그리고 생성물이 함께 배출되는 반응 방법[참조로 돌아 가기]
◆ 크로스 커플 링 반응
탄소-탄소 결합 및 탄소 질소 결합과 같은 전이 금속 촉매를 사용한 유형의 결합 형성 반응 방향족 아민의 바카라 하는 법 할 때, 방향족 할로겐 화합물 및 아민은 촉매 및 강한 염기 시약의 존재하에 반응된다 이어서, 방향족 고리의 할로겐 원자는 아미노기로 대체되고 방향족 아민이 형성된다[참조로 돌아 가기]
◆ 방향족 할로겐 화합물
방향족 화합물 (예 : 벤젠)에 대한 일반적인 용어는 아로마 고리의 수소 중 하나 이상이 염소 (CL) 또는 브롬 (BR)과 같은 할로겐 원자로 대체됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ Phenols
방향족 고리의 하나 이상의 수소가 하이드 록시 그룹 (-OH)으로 대체되는 유기 화합물 (예 : 벤젠)에 대한 일반적인 용어 가장 간단한 구조는 페놀입니다 (C6H5오) 화학적 바카라 하는 법에 의해 생산되는 것 외에도, 이들 중 다수는 식물과 미생물에 의해 생산되므로 방향족 화합물을 쉽게 얻을 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 탈수 된 아미네이션 반응
탄소 질소 결합 형성 반응의 유형 페놀 및 아민이 팔라듐과 같은 전이 금속 촉매와 수소 또는 수소 공여체의 존재하에 반응 할 때, 페놀의 하이드 록시 그룹은 아미노기로 전환되고, 방향족 아민이 생성된다 크로스 커플 링 반응과 유사한 것으로 보이지만 반응 메커니즘은 매우 다릅니다[참조로 돌아 가기]
◆ 기능 그룹
유기 화합물에서 발견되는 특정 구조를 가진 원자 그룹 유기 화합물의 물리적 특성을 결정하는 것은 종종 중요한 요소입니다 특히, 반응성이 높은 사람들은 바카라 하는 법 반응 동안 부작용이 발생하기 쉽기 때문에 공존하기가 어렵다[참조로 돌아 가기]
◆ 수소화
수소 분자 (H2)를 사용하여 유기 화합물에 함유 된 탄소-탄소 이중 결합과 같은 불포화 결합에 첨가되는 반응에 대한 일반적인 용어 팔라듐과 같은 촉매를 통해 진행됩니다 이 경우, 2 개의 수소 분자가 출발 물질 페놀의 벤젠 고리 부위에 첨가되어 시클로 헥사 논 중간체를 형성한다[참조로 돌아 가기]
◆ 탈수 응축
두 분자의 물 분자 (H2o)가 제거되고 분자 사이에 새로운 결합이 형성되는 반응에 대한 일반적인 용어 이 경우, 이전 단계에서 수소화에 의해 생성 된 시클로 헥사 논 중간체는 생 아민과 압축되며, 물 분자를 제거하는 동안 이민 또는 이미 늄 중간체가 제공된다[참조로 돌아 가기]
◆ 탈수소화
유기 화합물의 수소 분자 (H2)를 제거하는 반응에 대한 일반적인 용어 그것은 수소화의 역 반응이며 종종 팔라듐과 같은 촉매를 통해 진행됩니다 이 경우, 2 개의 수소 분자는 이민 또는 이미 늄 중간체에서 제거되어 방향족 아민을 형성한다[참조로 돌아 가기]
◆ Olefin
탄소 탄소 이중 결합이있는 유기 화합물의 일반적인 용어[참조로 돌아 가기]


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