北卡羅來納州立大學的研究人員已經開發出一種更快、更便宜的技術來生產受阻胺–這類化學品被用作從藥品和農用化學品到洗滌劑和有機發光二極管等產品中的光穩定劑。關於這項新技術的論文的通訊作者、北卡羅來納州立大學化學和生物分子工程系副教授Milad
Abolhasani說：
“受阻胺被用於種類繁多的產品中，但所有現有的生產這些胺的技術都很複雜和昂貴。我們着手開發一種更好的合成這些受阻胺的方法，並且我們獲得了成功。”
生產受阻胺的一種不太昂貴的技術是氫胺甲基化，簡稱HAM。然而，化學工業在很大程度上避免使用HAM，因為有太多的方法可能出錯–給生產商留下不受歡迎的化學品，而不是他們試圖製造的功能化胺。多年來，研究人員已經改進了HAM工藝。但所有避免不良副產品的技術都意味着延長了HAM工藝的時間框架，因此需要幾個小時來進行所有必要的反應。直到現在。
“我們已經開發了一種HAM技術，利用連續流反應器技術更有效地生產受阻胺，”Abolhasani說。”我們的HAM工藝在大多數情況下需要不到30分鐘。唯一的產品是受阻胺和水。而且我們能夠回收主要的催化劑，即銠/N-Xantphos，這進一步降低了成本。”
這項新技術的成功是通過兩個步驟實現的。首先通過使用一個允許氣體和液體以分段流動形式連續流動的連續流反應器，研究人員能夠使反應的動力學效率大大提高。其次，這項新技術利用了一種輔助催化劑–氟化苯甲酸–它減少了在HAM過程中進行一些必要反應所需的能量。
最終，這項技術推動了使用廉價原料生產受阻胺的成本下降，使用戶能夠更快地生產受阻胺，而且不產生有毒的副產品。
“通過設計一個合作性的催化劑系統，我們已經證明了在我們的系統中，受阻胺反應的速率可以比現有的最先進的工藝高出70倍，”論文的第一作者、北卡羅來納州的前博士后研究員Malek Ibrahim說。”這個過程也是一個很好的例子，說明流動化學平台可以提高催化劑的周轉頻率，隨着銠催化劑價格的上漲，這一點越來越重要。”
這項新技術對分散的生產經營特別有吸引力，因為必要的設備佔地面積小，而且具有可擴展性，用戶可以在現場按需有效地生產受阻胺。
Ibrahim說：”更重要的是，同樣的技術也可以用來按需生產苯胺–這是其他化學成分–只需調整我們在流動反應器中使用的溶劑。你實際上可以在生產胺和烯烴之間來回切換，而不必停止生產過程，因為你唯一要改變的是溶劑混合物。”
研究人員已經為這項新技術申請了臨時專利，現在正在尋找工業合作夥伴，以便將該技術投入廣泛使用。
該研究論文將於2022年5月4日發表在《自然通訊》雜誌上。這項工作是利用北卡羅來納州的啟動資金完成的。