Methylering van carbonzuren met diazomethaan in flowreactoren

Abstract

De verestering van carbonzuren is een industrieel belangrijke reactie, waarvoor diazomethaan zeer geschikt is. In dit onderzoek wordt gebruik gemaakt van benzoëzuur dat snel en aflopend reageert met diazomethaan. Vanwege zijn goed uittredende stikstofgroep is diazomethaan zeer reactief, maar ook explosief. Dit verklaart waarom het niet wordt toegepast in batchprocessen op industriële schaal. Het veilig bedrijven van reacties met diazomethaan in geminiaturiseerde flowreactoren kan wel vermits er steeds weinig diazomethaan aanwezig is en de reactieomstandigheden gemakkelijk gecontroleerd kunnen worden. Het proces in flowreactoren wordt uitgevoerd in twee stappen, in een eerste deel van de reactor vindt de ontbindingsreactie van diazald tot diazomethaan plaats; in een tweede deel van de reactor wordt benzoëzuur continu toegevoegd en vindt de verestering van benzoëzuur plaats. Een screening van solventen en verblijftijden wordt bij lage concentraties uitgevoerd in een Labtrix-microreactor met een maximaal rendement van 5,7 mol %. Na opschaling naar een tubulaire reactor, wordt de verblijftijd onderzocht bij hogere concentraties. Het rendement stijgt bij geoptimaliseerde omstandigheden tot 40,9 mol % bij een verblijftijd van 300 s voor de ontbindingsreactie van diazald tot diazomethaan. Voor een verdere opschaling wordt een KiloFlow-reactor van Chemtrix gebruikt, waarbij onder optimale omstandigheden het rendement verhoogt tot meer dan 90 mol %.