Abstracto

Química avanzada: 2019 - Mil síntesis de estado sólido sin residuos desde 2 mmol a escala industrial y procesos con un rendimiento del 100% en 26 tipos de reacción - Gerd Kaupp

 Gerd Kaupp

 Se ha demostrado que las reacciones preparativas moleculares y de estado sólido iónico (gas-sólido y sólido-sólido) se desarrollan rápidamente, con una finalización definitiva, con una energía de activación reducida y con un rendimiento del 100 %, sin desperdicios y en su mayoría específicas. Se ha demostrado a nivel molecular que no se requiere fusión local y que se producen migraciones moleculares anisotrópicas de largo alcance dentro de los cristales a lo largo de canales cristalográficos, planos de escisión y hacia huecos (incluidos sólidos amorfos) tras la reacción química (liberación de presión). Este conocimiento mecanicista está en desacuerdo con la hipótesis de la topoquímica de Schmidt y, a pesar de la prueba cien veces mayor, también con más de 1000 reacciones sin desperdicios con un rendimiento del 100 % (producto sólido directamente puro, sin necesidad de disolvente para su elaboración) en toda la química en 26 tipos de reacción. Sin embargo, los mejores químicos aún añoran los líquidos (locales) en las reacciones moleculares en estado sólido y sugieren calentar por encima de las temperaturas eutécticas, o también, de manera retrógrada, "inventan" la molienda asistida por líquido (LAG) para mantenerse con su hipótesis refutada hace tiempo: obtienen un rendimiento pobre, una reacción incompleta, requieren catalizadores y un tratamiento cromatográfico, negando y perdiendo los beneficios del estado sólido. Desafortunadamente, a menudo evitan citar el rendimiento óptimo de la gasificación de sólidos o la molienda conjunta estequiométrica de cristales estrictamente por debajo de la temperatura eutéctica más baja (incluido el enfriamiento profundo) sin fusión local. Los ejemplos más sorprendentes de los 26 tipos de reacción para la síntesis sin desperdicios no son productos nuevos disponibles bajo control de temperatura. Se hará hincapié en ellos y se discutirán las relaciones con los diagramas de empaquetamiento. Las síntesis anteriores se mejoran (100%, sin catalizadores, sin humedad, alta selectividad o mayormente especificidad, mejor uso de reactivos (NaHCO3 en lugar de NaOH, los 4 enlaces BH de NaBH4 en lugar de solo uno, etc.). Se presentará el escalamiento sin desperdicios de reacciones en estado sólido en columnas y molinos de bolas de hasta 20 y 100 L, y la posibilidad de producción industrial continua con ejemplos reales, el equipo discutido. Esto es ambientalmente benigno, ahorra el medio ambiente, costos y mano de obra. La química orgánica en estado sólido comenzó versus 1900 con la fotodimerización del antraceno sólido 1 y la cumarina 2 y los ácidos cinámicos 3. Las afirmaciones anteriores son difíciles de localizar. La aplicación del análisis de rayos X a los cristales moleculares orgánicos ha llevado a un gran aumento en las estructuras cristalinas disponibles para medir las distancias entre los centros de reacción, pero la concentración disponible no ha llevado a una mejora en la comprensión / predicción de la reactividad en el estado sólido. El término topoquímica de Kohlschütter 4 describe un estado alcalino hidrólisis de un cristal KAl(SO4)2 en gel Al(OH)3. Fue copiada en 1964 para significar que los movimientos moleculares y atómicos de los cristales estaban limitados a distancias < 2,7 Å 5. La "topoquímica" de esta hipótesis ampliamente redefinida con The Hype se ha desarrollado. Desafortunadamente,Esta afirmación, curiosamente redimida, todavía se tiene en cuenta en libros de texto y artículos, aunque la inactividad es a menudo la más inquietante. <4.2 No se explica, porque no se tiene en cuenta la presión local del problema. Por lo tanto, las reacciones gas-sólido y sólido-sólido emergentes se vieron obstaculizadas en esencia para desarrollarse. No obstante, muchos "investigadores de renombre" han hecho carrera a partir de la exageración de la "topoquímica" de 1964. Por lo tanto, un claro desafío a la hipótesis del estado de la "topoquímica". Es la aplicación de la microscopía de fuerza atómica (AFM) la que se demuestra experimentalmente en las fotorreacciones de un estado sólido que requiere una migración molecular y un sitio de reacción con un cambio geométrico. Excepciones conocidas desde hace mucho tiempo a la "topoquímica" estaban disponibles en sus inicios. Se han violado dos principios científicos: la hipótesis y las afirmaciones deben estar fundamentadas y no fundamentadas. La única forma de aliviar la presión local masiva es la migración molecular. Este artículo se ha publicado desde 1992 y se ha revisado. Se pueden encontrar más imágenes en las publicaciones originales citadas. Además, se ha desarrollado la microscopía óptica de campo cercano (SNOM) que escanea superficies rugosas para asegurar de forma independiente estos hechos. Si el encapsulamiento cristalino no ofrece un medio de migración,