硝基苯中催化氢化检测方案(激光拉曼光谱)

analytikjenaAnalytik Jena AG|Konrad-Zuse-Strasse 1|07745 Jena Analytik Jena AG Konrad-Zuse-Strasse107745 Jena/GermanyPhone +49 (0) 36 4177-70Fax +49 (0) 36 41 77-92 79 info@analytik-jena.com www.analytik-jena.com 原位实时过程拉曼在反应分析中的应用 KAISEROPTICAL S7YYSTEMS， INC.AROCKWELL COLLINS COMPANY Analytik Jena AG Konrad-Zuse-Strasse1 07745 Jena/GermanyPhone +49 (0) 364177-70Fax +49 (0) 36 41 77-92 79 info@analytik-jena.com www.analytik-jena.com RAMANRXN系列原位拉曼光谱 完美的实时在线反应分析解决方案 凯撒公司的原位拉曼系列在实际反应条件下，为用户创造“Video”监测技术， 帮助用户实现反应源于设计 (Reaction by Design， RbD) 最高目标。原位实时过程拉曼光谱实时观测反应组分的浓度变化，成为化学家们了解反应过程最直接的强有力武器。近20年以来，凯撒公司一直引领着原位反应监测技术。 RAMANRXN系列产品已经在催化研究、有机合成研究、高分子研究、制药以及化工等行业获得很好的应用，公司拥有长期的丰富经验和全球的支持网络，帮助您理解和优化反应过程，揭示反应机理。 RAMANRXN实时帮您提供反应中物质的信息 ◇>实时了解反应的起点、终点以及反应进程。 ◇ 监测不稳定的中间体 ◇ 揭示反应机理 ◇提供反应动力学 ◇ 适合各种反应，包括强腐蚀性、高压和高/低温反应 ◇适合水相反应 ◇>适合均相、非均相、固相反应 实时反应监测的益处 ◇ 确定关键的反应参数、正确的反应路径 ◇清楚了解化学反应过程，发现新的锲机 ◇ 优化反应条件(时间、温度等)，提高产率 确定关键的工艺参数和过程控制参数 ◇ 提高反应的安全性。 Analytik Jena AG Konrad-Zuse-Strasse1 07745 Jena/GermanyPhone +49 (0) 36 41 77-70Fax +49 (0) 36 41 77-92 79 info@analytik-jena.com www.analytik-jena.com 应用案例分析： 硝基苯催化氢化反应实时监测---提高生产安全性 ---原位检测热安全隐患的不稳定中间体 有些危险物种的反应活性较高，原位分析是跟踪浓度变化趋势的唯一方法。 iC Raman TM 属于一种原位过程分析工具，用户能直接监测所关注的组分。另一方面，从反应器取样后同时要进行稀释或其他样品处理，监测的中间物质信息不能真实反映反应中的物质信息，，而且有些样品容易氧化或者有毒不能取出。因此，有效真实反映反应中的物质信息是很难得。 催化加氢反应是许多重要工业过程的基础。例如，烯烃、芳烃和各种不饱和化合物加氢过程，将硝基氢化还原为相应的氨基化合物。多数硝基芳香化合物氢化还原为胺基芳香化合物反应是非均相催化反应，合适的催化剂能够提高产率，减少生产隐患。本文案例是邻位硝基氯苯还原成邻位氯氨基化合物的催化加氢反应。这个过程中容易生成热安全隐患的羟氨化合物(下图)。大量文献证明iCRaman TM是研究氢化反应的有效工具.1-2通过原位实时过程拉曼光谱分析工具iC RamanTM可以快速得出，如果引入钒作为催化剂，可以避免生成该羟胺化合物。 KAISEROPTICALSYiYSTEMS，INC.AROCKWELL COLLINS COMPANY Analytik Jena AG www.analytik-jena.com 图2是从iCRaman TM软件得到的组分浓度趋势图。从该图可以看出，如果仅有C/Pt催化剂时，不仅，会有热安全隐患的羟氨化合物生成，而且反应时间需要100分钟。当引入钒时，不仅可以避免生成该羟胺化合物，， 而且提高了反应速率(反应时间从100分钟缩减到70分钟)。 这样，借助原位实时拉曼光谱，非常快速准确地了解了硝基化合物氢化生成胺基化合物的过程，从而实现原位监测催化反应甚至非均相催化反应。 图2：从iCRaman 得到的组分浓度趋势图。 R=邻位硝基氯苯，P=邻位胺基氯苯， I=羟安化合物 2.微波辅助的 Knoevenagel 缩合反应---反应机理研究、检测中间产物 降低成本，减少对环境的危害是化学反应追求的重要目标之一。微波辅助的有机反应、无机反应在化学与化工学领域的研发和工艺优化等阶段越来越普遍。微波辅助化学反应具有减少溶剂体积，提高产率，缩短反应时间，允许多个反应同时进行等优点。但是微波辅助化学反应的机理还不是非常清楚。微波辅助的反应往往在密封容器、高温高压中进行，无损的原位分析方 Analytik Jena AG Konrad-Zuse-Strasse 1 07745 Jena/GermanyPhone +49(0) 36 41 77-70Fax +49 (0) 36 41 77-92 79 info@analytik-jena.com www.analytik-jena.com 法是理想的方法。拉曼光谱是特征指纹光谱，检测快速无损，i，可以在反应器外实现实时监测。因此，拉曼光谱是非常适合微波辅助的反应的实时监测，从而揭示反应机理。 3-Acetylcoumarin3-乙酰基香豆素 图1： Knoevenagel 缩合反应 本文案例是原位拉曼光谱实时监测微波辅助的Knoevenagel 缩合反应，从而揭示微波辅助的反应机理。5图1是水杨醛和乙酰丙酮苄酯缩合生成3-乙酰基香豆素的反应。通过图2600-850cm低频区的三维水瀑布图可以看出，708cm的逐步形成后又消失了，说明该反应过程有中间产物产生。 图2：低频区600-850cm-1的三维水瀑布图 Analytik Jena AG Konrad-Zuse-Strasse1 07745Jena/GermanyPhone +49(0) 36 4177-70Fax +49 (0) 36 41 77-92 79 info@analytik-jena.com www.analytik-jena.com 图3：从iCRamanTM 得到的组分浓度趋势图 图3是从iCRaman 软件得到的组分浓度趋势图。从该图可以推出反应中间产物可能有两种(中间产物A或者B，图5)。通过进一步分析烯烃峰从1572cm²逐步变化到1561cm1(图4)确认中间产物为A，建议的机理如图5. 图4：建议的缩合反应机理 图5： 1450-1700cm²之间的三维水瀑布图 RAMANRXNJ SYSTEMS"REACTION ANALYSIS， MONITORING AND CONTROL RAMANRXN™系列原位拉曼光谱                            ——完美的实时在线反应分析解决方案    凯撒公司的原位拉曼系列在实际反应条件下，为用户创造“Video”监测技术，帮助用户实现反应源于设计（Reaction by Design，RbD）最高目标。原位实时过程拉曼光谱实时观测反应组分的浓度变化，成为化学家们了解反应过程最直接的强有力武器。近20 年以来，凯撒公司一直引领着原位反应监测技术。RAMANRXN™系列产品已经在催化研究、有机合成研究、高分子研究、制药以及化工等行业获得很好的应用，公司拥有长期的丰富经验和全球的支持网络，帮助您理解和优化反应过程，揭示反应机理。RAMANRXN™ 实时帮您提供反应中物质的信息实时了解反应的起点、终点以及反应进程。监测不稳定的中间体揭示反应机理提供反应动力学适合各种反应，包括强腐蚀性、高压和高/低温反应适合水相反应适合均相、非均相、固相反应实时反应监测的益处确定关键的反应参数、正确的反应路径清楚了解化学反应过程，发现新的锲机优化反应条件（时间、温度等），提高产率确定关键的工艺参数和过程控制参数提高反应的安全性。具体可下载资料了解详细的应用案例分析