Des chercheurs conçoivent un moyen moins coûteux et plus rapide de produire des amines en continu
Cette nouvelle technique est particulièrement intéressante pour les opérations de fabrication décentralisées.
Des chercheurs de la North Carolina State University ont mis au point une technique plus rapide et moins coûteuse pour produire des amines encombrées, une catégorie de produits chimiques utilisés comme éléments constitutifs de produits allant des produits pharmaceutiques et agrochimiques aux détergents et aux diodes électroluminescentes organiques.
Des chercheurs de la North Carolina State University ont mis au point une technique plus rapide et moins coûteuse pour produire des amines encombrées, une catégorie de produits chimiques utilisés comme éléments constitutifs de produits allant des produits pharmaceutiques et agrochimiques aux détergents et aux diodes électroluminescentes organiques. Le succès de cette nouvelle technique est rendu possible par deux éléments. Tout d'abord, en utilisant un réacteur à flux continu qui permet un flux continu de gaz et de liquides dans un format de flux segmenté, les chercheurs ont pu rendre la cinétique de la réaction beaucoup plus efficace. Deuxièmement, la nouvelle technique fait appel à un cocatalyseur - l'acide benzoïque fluoré - qui réduit la quantité d'énergie nécessaire pour effectuer certaines des réactions nécessaires au processus.
Milad Abolhasani, NC State University
"Les amines encombrées sont utilisées dans une très grande variété de produits, mais toutes les techniques existantes pour produire ces amines sont compliquées et coûteuses", explique Milad Abolhasani, auteur correspondant d'un article sur la nouvelle technique et professeur associé de génie chimique et biomoléculaire à NC State. "Nous avons entrepris de mettre au point une meilleure méthode pour synthétiser ces amines encombrées, et nous avons réussi."
L'une des techniques les moins coûteuses pour produire des amines encombrées est l'hydroaminométhylation, ou HAM. Cependant, l'industrie chimique a largement évité d'utiliser la HAM, car il y a trop de possibilités de dérapage - laissant les producteurs avec des produits chimiques indésirables au lieu des amines fonctionnalisées qu'ils essayaient de fabriquer. Les chercheurs ont amélioré le processus de MAM au fil des ans. Mais toutes les techniques visant à éviter les sous-produits indésirables ont eu pour effet d'allonger la durée du procédé HAM, de sorte qu'il faut des heures pour effectuer toutes les réactions nécessaires. Jusqu'à aujourd'hui.
"Nous avons mis au point une technique de MCH qui utilise les technologies de réacteurs à flux continu pour produire des amines encombrées de manière plus efficace", explique M. Abolhasani. "Notre procédé HAM prend moins de 30 minutes dans la plupart des cas. Les seuls produits sont les amines encombrées et l'eau. Et nous sommes en mesure de recycler le catalyseur primaire, le rhodium/N-Xantphos, ce qui réduit encore les coûts."
Le succès de cette nouvelle technique est rendu possible par deux choses. Premièrement, en utilisant un réacteur à flux continu qui permet un flux continu de gaz et de liquides dans un format de flux segmenté, les chercheurs ont pu rendre la cinétique de la réaction beaucoup plus efficace. Deuxièmement, la nouvelle technique fait appel à un cocatalyseur - l'acide benzoïque fluoré - qui réduit la quantité d'énergie nécessaire pour effectuer certaines des réactions nécessaires dans le procédé HAM.
En fin de compte, cette technique fait baisser le coût de production des amines encombrées en utilisant des matières premières peu coûteuses, ce qui permet aux utilisateurs de les produire plus rapidement et sans sous-produits toxiques.
"En concevant un système de catalyseur coopératif, nous avons démontré que la vitesse des réactions HAM dans notre système peut être 70 fois supérieure à celle des procédés de pointe existants", explique Malek Ibrahim, premier auteur de l'article et ancien chercheur postdoctoral à NC State. "Ce procédé est également un bon exemple de la façon dont les plateformes de chimie en flux peuvent améliorer la fréquence de renouvellement des catalyseurs, ce qui est de plus en plus important à mesure que le prix des catalyseurs au rhodium augmente."
La nouvelle technique est particulièrement intéressante pour les opérations de fabrication décentralisées, car le faible encombrement de l'équipement nécessaire et son évolutivité permettent aux utilisateurs de produire efficacement des amines encombrées sur place et à la demande.
"Qui plus est, la même technique peut également être utilisée pour produire des énamines - qui sont d'autres éléments constitutifs de la chimie - à la demande, simplement en ajustant les solvants que nous utilisons dans le réacteur à écoulement", explique Ibrahim. "Vous pouvez littéralement passer de la production d'amines à celle d'énamines sans avoir à arrêter le processus de production, puisque la seule chose que vous changez est le mélange de solvants."
Les chercheurs ont déposé un brevet provisoire sur cette nouvelle technique et recherchent maintenant des partenaires industriels pour en généraliser l'utilisation.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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