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EP2470623A2 - Method for preparative fragmenting using an inductively heated heating medium - Google Patents

Method for preparative fragmenting using an inductively heated heating medium

Info

Publication number
EP2470623A2
EP2470623A2 EP10730753A EP10730753A EP2470623A2 EP 2470623 A2 EP2470623 A2 EP 2470623A2 EP 10730753 A EP10730753 A EP 10730753A EP 10730753 A EP10730753 A EP 10730753A EP 2470623 A2 EP2470623 A2 EP 2470623A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reactor
medium
heating medium
reaction
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10730753A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Carsten Friese
Andreas Kirschning
Sascha Volkan Ceylan
Jürgen WICHELHAUS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Publication of EP2470623A2 publication Critical patent/EP2470623A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J6/00Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
    • B01J6/008Pyrolysis reactions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/42Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed subjected to electric current or to radiations this sub-group includes the fluidised bed subjected to electric or magnetic fields
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G15/00Cracking of hydrocarbon oils by electric means, electromagnetic or mechanical vibrations, by particle radiation or with gases superheated in electric arcs
    • C10G15/08Cracking of hydrocarbon oils by electric means, electromagnetic or mechanical vibrations, by particle radiation or with gases superheated in electric arcs by electric means or by electromagnetic or mechanical vibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
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    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00327Controlling the temperature by direct heat exchange
    • B01J2208/00336Controlling the temperature by direct heat exchange adding a temperature modifying medium to the reactants
    • B01J2208/0038Solids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J2208/00513Controlling the temperature using inert heat absorbing solids in the bed
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Definitions

  • the present invention is in the field of chemical synthesis and relates to a method for carrying out a fragmentation reaction or a pyrolysis with the aid of an inductively heated heating medium.
  • the reactants For carrying out thermally inducible chemical reactions, different ways are known to heat the reactants. The most common is heating by heat conduction. In this case, the reactants are in a reactor, wherein either the walls of the reactor itself are heated or in which heat transferring elements such as heating coils or heat exchanger tubes or plates are installed in the reactor. This process is relatively slow, so that on the one hand the heating of the reactants takes place slowly and on the other hand, the heat supply can not be quickly prevented or even replaced by a cooling.
  • An alternative to this is to heat the reactants by irradiating microwaves into the reactants themselves or into a medium containing the reactants.
  • microwave generators represent a significant security risk because they are expensive in terms of apparatus and there is a risk of the emission of radiation.
  • the present invention provides a process in which a reaction medium is heated by bringing it into contact with a
  • Electromagnetic induction brings heatable heating medium, which is heated “from the outside” by electromagnetic induction using an inductor.
  • inductive heating has been used in industry for some time.
  • the most common applications are melting, hardening, sintering and the heat treatment of alloys. But also processes such as gluing, shrinking or joining of components are known applications of this heating technology.
  • the magnetic particles can be heated in a high-frequency alternating magnetic field to those relevant for the analysis, diagnostics and therapy temperatures of preferably 40 to 120 0 C.
  • Electromagnetic induction does not occur even if this filling material is electrically conductive, since the metallic reactor wall shields the electromagnetic fields of the induction coil.
  • WO 95/21 126 discloses a process for the production of hydrogen cyanide in the gas phase from ammonia and a hydrocarbon by means of a metallic catalyst.
  • the catalyst is within the reaction space so that it flows around the reactants. It is externally powered by electromagnetic induction at a frequency of 0.5 to 30 MHz, ie with an alternating field in the high frequency range, heated.
  • this document cites the aforementioned document US Pat. No. 5,1,10,996 with the remark that usually inductive heating is carried out in the frequency range of about 0.1 to 0.2 MHz.
  • this specification is not included in the cited US Pat. No. 5,110,996, so that it is unclear what it refers to.
  • WO 00/38831 deals with controlled adsorption and desorption processes wherein the temperature of the adsorbent material is controlled by electromagnetic induction
  • the present invention is a process for carrying out a chemical reaction for producing a target compound by heating a reaction medium containing a reactant in a reactor, bringing the reaction medium into contact with a heatable by electromagnetic induction solid heating medium, which is located within the reactor and which is surrounded by the reaction medium and the heating medium is heated by electromagnetic induction by means of an inductor, whereby the target compound is formed and wherein the target compound is separated from the heating medium, characterized in that the target compound has a lower molecular weight than the reactant and that Preparation of the reactant at least one covalent
  • Binding of the reactant is cleaved.
  • the molecular weight of the target compound is at most half as large as that of the reactant.
  • reaction may be referred to as fragmentation or pyrolysis.
  • the reaction can be carried out in one step, i. with the cleavage of a single covalent bond (optionally linked to the rearrangement of H atoms) lead to the target compound.
  • the target compound can also be formed in a sequence of two or more chemical reactions via one or more intermediates, with at least one
  • Reaction step involves the cleavage of a covalent bond.
  • This bond cleavage can not only be accompanied by a rearrangement of H atoms, but it can lead to other inter- or intramolekularen rearrangements until the target compound arises.
  • the covalent bond to be cleaved may in particular be a C-C bond, a C-O bond, a C-N bond, a C-Se bond or a C-S bond.
  • target compound is understood as meaning the compound which is obtained as the result of the process according to the invention as an isolated substance, as a component of a process according to the invention
  • Substance mixture or as a solution in a solvent in macroscopic amounts.
  • macroscopic amounts amounts of at least 100 mg, preferably of at least 1 g and in particular of at least 100 g per working day are understood.
  • the target compound can also consist of a mixture of different molecules, as is the case for example in the pyrolysis of oils.
  • the method is not used analytically, which fragmented larger molecules to determine their identity or structure, as is known from German Patent Application DE 198 00 294.
  • the reaction in which a covalent bond is cleaved is started by heating a reaction medium and optionally maintaining the reactant.
  • a reaction medium for example a liquid, itself represents the reactant.
  • the reactant may be dissolved or dispersed in the reaction medium.
  • the solid heating medium is surrounded by the reaction medium. This may mean that the solid heating medium, apart from possible edge zones, within the
  • Reaction medium is located, e.g. if the heating medium in the form of particles, chips, wires, nets, wool, packing, etc. is present. However, this can also mean that the reaction medium flows through the heating medium through a plurality of cavities in the heating medium, if this consists for example of one or more membranes, a bundle of tubes, a rolled metal foil, frits, porous packing or of a foam. Again, the heating medium is substantially surrounded by the reaction medium, since most of its surface (90% or more) in contact with the
  • Reaction medium is.
  • a reactor whose outer wall is heated by electromagnetic induction such as in the cited document US 51 10996
  • the wall of the reactor is made of a material that does not shield or absorb the alternating electromagnetic field generated by the inductor and therefore does not heat itself. Metals are therefore unsuitable.
  • it may be made of plastic, glass or ceramic (such as silicon carbide or silicon nitride). The latter is particularly suitable for reactions at high temperature (500-600 0 C) and / or under pressure.
  • the procedure described above has the advantage that the thermal energy for triggering and / or carrying out the chemical reaction is not introduced into the reaction medium by surfaces such as the reactor walls, heating coils, heat exchanger plates or the like, but is produced directly in the volume of the reactor.
  • the ratio of the heated surface to the volume of the reaction medium can be substantially greater than in the case of heating via heat-transferring surfaces, as is also the case, for example, according to DE 10 2005 051637 cited at the outset.
  • the efficiency of electric power is improved to heat output.
  • the target compound After formation of the target compound, this is separated from the heating medium.
  • the target compound is isolated in pure form, ie without solvent and with no more than the usual impurities.
  • the target compound can also be separated from the heating medium in a mixture with reactants or as a solution in the reaction medium and only then isolated by further work-up or transferred to another solvent, if desired. The method thus serves for the preparative production of
  • Curing reaction is started on particles which are dispersed in the resin system and which are heated by electromagnetic induction. In the process, these particles remain in the cured resin system and no defined target compound is isolated. The same applies to the opposite case, that an adhesive bond by the inductive heating of particles is dissolved again, which are located in the adhesive matrix. Although a chemical reaction can take place, no target compounds are isolated.
  • the heating medium consists of an electrically conductive and / or magnetizable material that heats up when exposed to an alternating electromagnetic field. It is preferably selected from materials which have a very large surface area compared to their volume.
  • the heating medium may be selected from in each case electrically conductive chips, wires, nets, wool, membranes, porous frits, tube bundles (of three or more tubes), rolled metal foil, foams, random packings such as granules or spheres, Raschig rings and in particular Particles preferably having a mean diameter of not more than 1 mm.
  • electrically conductive chips wires, nets, wool, membranes, porous frits, tube bundles (of three or more tubes), rolled metal foil, foams, random packings such as granules or spheres, Raschig rings and in particular Particles preferably having a mean diameter of not more than 1 mm.
  • Heating medium metallic mixing elements are used, as they are used for static mixer.
  • the heating medium is electrically conductive, for example, metallic (which may be diamagnetic,) or it has a diamagnetism-enhanced interaction with a magnetic field and is in particular ferromagnetic, ferrimagnetic, paramagnetic or superparamagnetic. It is irrelevant whether the heating medium of organic or inorganic nature or whether it contains both inorganic and organic components.
  • the heating medium is selected from particles of electrically conductive and / or magnetizable solid, wherein the particles have an average particle size in the range of 1 nm to 1000 nm, in particular from 10 nm to 500 nm, such as from 20 nm to 250 nm ,
  • the term "average particle size" is to be understood as meaning preferably the volume-average D50 particle diameter.
  • Volume average D 50 particle diameter is that point in the particle size distribution where 50% by volume of the particles have a smaller diameter and 50% by volume of the particles have a larger diameter.
  • the average particle size and, if necessary, the particle size distribution can be determined, for example, by light scattering, for example using a Malvern Mastersizer 2000 from Malvern Instruments Ltd, with which the volume-average D50 particle diameter is below
  • Mie theory is determined.
  • magnetic particles for example ferromagnetic or superparamagnetic particles, which have the lowest possible remanence or
  • the magnetic particles may, for example, be in the form of so-called "ferrofluids", ie liquids in which ferromagnetic particles are dispersed on the nanoscale scale
  • the liquid phase of the ferrofluid may then serve as the reaction medium.
  • Magnetisable particles in particular ferromagnetic particles, which have the desired properties are known in the art and are commercially available.
  • Suitable magnetic nano-particles are known with different compositions and phases. Examples which may be mentioned are: pure metals such as Fe, Co and Ni, oxides such as Fe 3 O 4 and gamma-Fe 2 O 3 , spinel-like ferromagnets such as MgFe 2 O 4 , MnFe 2 O 4 and CoFe 2 O 4 and alloys such as CoPt 3 and FePt.
  • the magnetic nanoparticles can be homogeneously structured or have a core-shell structure. In the latter case, core and shell may consist of different ferromagnetic or antiferromagnetic materials.
  • at least one magnetizable core for example, ferromagnetic, antiferromagnetic,
  • paramagnetic or superparamagnetic is surrounded by a non-magnetic material.
  • This material may be, for example, an organic polymer.
  • the shell is made of an inorganic material such as silica or SiO 2 .
  • the material of the shell can be surface-functionalized without the material of the magnetizable core interacting with the functionalizing species. In this case, also several particles of the core material can be enclosed together in such a shell.
  • nanoscale particles of superparamagnetic materials can be used, which are selected from aluminum, cobalt, iron, nickel or their alloys, metal oxides of the n-maghemite type (gamma-Fe 2 O 3 ), n-magnetite (Fe 3 O 4 ) or the ferrite of the MeFe 2 O 4 type , where Me is a divalent metal selected from manganese, copper, zinc, cobalt, nickel, magnesium, calcium or cadmium.
  • these particles have an average particle size of ⁇ 100 nm, preferably ⁇ 51 nm, and most preferably ⁇ 30 nm.
  • a material which is available from Evonik (formerly Degussa) under the name MagSilica R is suitable.
  • iron oxide crystals having a size of 5 to 30 nm are embedded in an amorphous silica matrix.
  • Particularly suitable are those iron oxide-silica composite particles, which are described in detail in the German patent application DE 101 40 089.
  • These particles may contain superparamagnetic iron oxide domains with a diameter of 3 to 20 nm. These are to be understood as spatially separated superparamagnetic regions. In these domains, the iron oxide in a uniform
  • a particularly preferred superparamagnetic iron oxide domain is gamma Fe 2 O 3, Fe 3 O 4, and mixtures thereof.
  • the proportion of the superparamagnetic iron oxide domains of these particles can be between 1 and 99.6 wt .-%.
  • the individual domains are characterized by a non-magnetizable
  • Silica matrix separated and / or surrounded by this.
  • the proportion of superparamagnetic regions also increases the achievable magnetic activity of the particles according to the invention.
  • the silica matrix also has the task of stabilizing the oxidation state of the domain. For example, magnetite is stabilized as a superparamagnetic iron oxide phase by a silica matrix.
  • nano-scale ferrites can be used as heating medium, as they are known for example from WO 03/054102. These ferrites have a composition (M a 1-xy M b x Fe " y ) Fe"' 2 O 4 , in which
  • M a is selected from Mn, Co, Ni, Mg, Ca, Cu, Zn, Y and V
  • M b is selected from Zn and Cd
  • x is 0.05 to 0.95, preferably 0.01 to 0.8, y stands for O to 0.95 and
  • process according to the invention can be carried out continuously or batchwise
  • the procedure is preferably such that the reaction medium and the inductively heated solid heating medium are moved relative to one another during the reaction.
  • this can be done in particular by stirring the reaction medium together with the heating medium or swirling the heating medium in the reaction medium.
  • nets or wool are used in a filament-shaped heating medium, it is possible, for example, to shake the reaction vessel containing the reaction medium and the heating medium.
  • Reaction vessel is located and using a located in the reaction medium
  • Movement element is moved, wherein the moving element is arranged as an inductor, through which the particles of the heating medium are heated by electromagnetic induction.
  • the inductor is located within the reaction medium.
  • the movement element can be designed, for example, as a stirrer or as a piston moving up and down.
  • the reactor is cooled from the outside during the chemical reaction. This is particularly possible in batch operation when, as indicated above, the inductor is immersed in the reaction medium. Feeding the
  • alternating electromagnetic field in the reactor is then not hindered by the cooling device.
  • a cooling of the reactor can be done from the inside via cooling coils or heat exchangers or preferably from the outside.
  • For cooling can be, for example, if necessary, using pre-chilled water or even a coolant whose temperature is below 0 0 C.
  • Examples of such cooling mixtures are ice-salt mixtures, methanol / dry ice or liquid nitrogen.
  • the chemical reaction is carried out continuously in a flow-through reactor which is at least partially filled with the solid heating medium and thereby has at least one heatable by electromagnetic induction heating zone, wherein the reaction medium flows through the flow reactor continuously and wherein the inductor outside the reactor located.
  • the reaction medium flows around the heating medium, e.g. if this is in the form of particles, chips, wires, nets, wool, packing etc.
  • the reaction medium flows through the heating medium through a plurality of cavities in the heating medium, if this consists for example of one or more membranes, frits, porous packing or of a foam.
  • the flow reactor is designed as a tubular reactor.
  • the inductor may completely or at least partially surround the reactor.
  • the alternating electromagnetic field generated by the inductor is then introduced into the reactor on all sides or at least from several points.
  • continuous is understood to mean a reaction procedure in which the reaction medium flows through the reactor for at least such a period of time that a total volume of reaction medium, which is large compared to the internal volume of the reactor itself, has passed through the reactor before “Large” in this sense means “at least twice as large.” Of course, such a continuous reaction also has a beginning and an end.
  • the reactor in this continuous procedure in a flow reactor, it is possible for the reactor to have several heating zones. For example, different heating zones can be heated to different degrees. This can be done either by the arrangement
  • Heating medium comes into contact.
  • a cooling zone may be provided after the (last) heating zone, for example in the form of a cooling jacket around the reactor.
  • reaction medium is brought into contact after leaving the heating zone with an absorber substance, the by-products or
  • Impurities removed from the reaction medium may be a molecular sieve which is flowed through by the reaction medium after leaving the heating zone. As a result, a product purification is possible immediately after its production.
  • the product yield can be determined if necessary.
  • reaction medium is at least partially returned to the flow through the solid heating medium to flow through the solid heating medium. It can be provided after the respective flow through the solid heating medium that impurities, by-products or even the desired main product from the
  • Reaction medium can be removed.
  • Reaction medium can be removed.
  • Reaction medium for this are the known different
  • Separation method suitable, for example, absorption on an absorber substance, separation by a membrane process, precipitation by cooling or distillative separation. As a result, a complete conversion of the reactant or reactants can ultimately be achieved.
  • the expediently to be selected total contact time of the reaction medium with the inductively heated heating medium depends on the kinetics of the respective chemical reaction. The slower the desired reaction, the longer the contact time is. This has to be adjusted empirically in individual cases. As an indication may be that preferably the reaction medium flows through the flow reactor once or more at such a rate that the total contact time of the reaction medium with the inductively heated heating medium in the range of about 1 second to about 2 hours before separating the target compound. Shorter contact times are conceivable but more difficult to control. Longer contact times may be required for particularly slow chemical reactions, but they are increasingly degrading the economics of the process.
  • the process according to the invention is carried out in such a way that the
  • Reaction medium in the reactor under the set reaction conditions (in particular temperature and pressure) is present as a liquid.
  • Reactor volume usually better volume / time yields possible than in reactions in the gas phase.
  • the reaction can also take place in the gas phase, but with the disadvantage of lower volume yields.
  • Reaction medium can be realized.
  • a critical factor for this is on the one hand the power expressed in watts of the inductor and the frequency of the inductor generated
  • the power must be selected the higher, the greater the mass of the heating medium to be heated inductively.
  • the achievable power is limited in particular by the possibility of cooling the generator required to supply the inductor.
  • inductors which generate an alternating field with a frequency in the range from about 1 to about 100 kHz, preferably from 10 to 80 kHz and in particular in the range from about 10 to about 50 kHz, especially up to 30 kHz.
  • Such inductors and the associated generators are commercially available, for example from IFF GmbH in Ismaning (Germany).
  • inductive heating is preferably carried out with an alternating field in the middle frequency range.
  • an excitation with higher frequencies for example those in the high-frequency range (frequencies above 0.5, in particular above 1 MHz)
  • this has the advantage that the energy input into the heating medium is better controllable. This is especially true when the reaction medium under the reaction conditions as
  • the reaction medium is present as a liquid and that inductors are used which produce an alternating field in the abovementioned medium-frequency range. This allows an economical and easily controllable reaction.
  • a heating medium can be used, for example: a) MagSilica ® 58/85 from Evonik (formerly Degussa)
  • the heating medium is ferromagnetic and has a Curie temperature in the range of about 40 to about 250 0 C, which is selected so that the Curie temperature by not more than 20 0 C, preferably not more than 10 ° C from the selected reaction temperature.
  • the heating medium can be heated by electromagnetic induction only up to its Curie temperature, while it is not further heated by the electromagnetic alternating field at an overlying temperature. Even with a malfunction of the inductor can be prevented in this way that the temperature of the reaction medium unintentionally increases to a value well above the Curie temperature of the heating medium. If the temperature of the falls
  • At least 200 ° C. in particular from at least 300 ° C., to about 600 ° C. may be required
  • the inductor used had the following characteristics: inductance: 134 ⁇ Henry,
  • thermocouple and an infrared thermometer performed.
  • the thermocouple was mounted directly behind the reactor in the fluid to allow the most accurate measurement possible.
  • the metallic components of the temperature sensor one had to
  • the second temperature measurement used was a sharp-focus laser infrared thermometer.
  • the measuring point had one
  • the surface temperature of the reactor should be be measured to thereby obtain a second measuring point for the temperature determination.
  • the emission factor of the material is important
  • He is a measure of the heat radiation. It was worked with an emission factor of 0.85, which corresponds to an average glass.
  • a glass reactor (12 cm long, 8.5 mm internal diameter) is filled with MagSilica TM and zinc (-5.5 g) and finished with cotton wool on both sides.
  • One end of the reactor is connected to an HPLC pump, the other end is connected to a receiver.
  • the reactor is inserted into the inductor and then rinsed with ⁇ /, ⁇ / -dimethylformamide (DMF). Subsequently, a flow rate of 0.2 ml / min is set and the temperature of the reactor is set to 135 ° C. (excitation frequency: 25 kHz, power setting: 550 parts per thousand).

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Abstract

The invention relates to a method for executing a chemical reaction for producing a target compound by heating a reaction medium comprising a reactant in a reactor, wherein the reaction medium is brought into contact with a solid heating medium that can be heated by electromagnetic induction, that is located within the reactor and that is surrounded by the reaction medium, and the heating medium is heated by electromagnetic induction using an inductor, creating the target compound and wherein the target compound is separated from the heating medium, characterized in that the target compound comprises a lower molar mass than the reactant and that at least one covalent bond of the reactant is split from the reactant for production thereof.

Description

„Verfahren zur präparativen Fragmentierung mit Hilfe eines induktiv erwärmten Heizmediums"  "Process for preparative fragmentation using an inductively heated heating medium"
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der chemischen Synthese und betrifft ein Verfahren zum Durchführen einer Fragmentierungsreaktion bzw. einer Pyrolyse mit Hilfe eines induktiv erwärmten Heizmediums. The present invention is in the field of chemical synthesis and relates to a method for carrying out a fragmentation reaction or a pyrolysis with the aid of an inductively heated heating medium.
Zur Durchführung thermisch induzierbarer chemischer Reaktionen sind unterschiedliche Wege bekannt, um die Reaktanten zu erwärmen. Am weitesten verbreitet ist ein Erwärmen durch Wärmeleitung. Dabei befinden sich die Reaktanten in einem Reaktor, wobei entweder die Wände des Reaktors selbst erwärmt werden oder wobei in dem Reaktor Wärme übertragende Elemente wie beispielsweise Heizschlangen oder Wärmetauscherrohre bzw. -platten eingebaut sind. Dieses Verfahren ist vergleichsweise träge, so dass zum einen das Aufheizen der Reaktanten langsam erfolgt und zum anderen die Wärmezufuhr nicht schnell unterbunden bzw. sogar durch eine Kühlung ersetzt werden kann. Eine Alternative hierzu besteht darin, die Reaktanten durch Einstrahlen von Mikrowellen in die Reaktanten selbst oder in ein Medium, das die Reaktanten enthält, zu erwärmen. Mikrowellengeneratoren stellen jedoch ein erhebliches Sicherheitsrisiko dar, da sie apparativ aufwendig sind und die Gefahr des Austritts von Strahlung besteht. For carrying out thermally inducible chemical reactions, different ways are known to heat the reactants. The most common is heating by heat conduction. In this case, the reactants are in a reactor, wherein either the walls of the reactor itself are heated or in which heat transferring elements such as heating coils or heat exchanger tubes or plates are installed in the reactor. This process is relatively slow, so that on the one hand the heating of the reactants takes place slowly and on the other hand, the heat supply can not be quickly prevented or even replaced by a cooling. An alternative to this is to heat the reactants by irradiating microwaves into the reactants themselves or into a medium containing the reactants. However, microwave generators represent a significant security risk because they are expensive in terms of apparatus and there is a risk of the emission of radiation.
Im Gegensatz hierzu stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verfügung, bei dem man ein Reaktionsmedium dadurch erwärmt, dass man es in Kontakt mit einem durch In contrast, the present invention provides a process in which a reaction medium is heated by bringing it into contact with a
elektromagnetische Induktion erwärmbaren Heizmedium bringt, das man„von außen" durch elektromagnetische Induktion mit Hilfe eines Induktors erwärmt. Electromagnetic induction brings heatable heating medium, which is heated "from the outside" by electromagnetic induction using an inductor.
Das Verfahren des induktiven Erhitzens wird schon länger in der Industrie verwendet. Die häufigsten Anwendungen sind Schmelzen, Härten, Sintern und die Wärmebehandlung von Legierungen. Aber auch Prozesse wie Kleben, Schrumpfen oder Verbinden von Bauteilen sind bekannte Anwendungen dieser Heiztechnik. The process of inductive heating has been used in industry for some time. The most common applications are melting, hardening, sintering and the heat treatment of alloys. But also processes such as gluing, shrinking or joining of components are known applications of this heating technology.
Aus der deutschen Patentanmeldung DE 198 00 294 sind Verfahren zur Isolierung und zur Analyse von Biomolekülen bekannt, wobei diese Biomoleküle an die Oberfläche von induktiv aufheizbaren Magnetpartikeln gebunden werden. Dieses Dokument führt aus: „Das Wirkprinzip besteht darin, auf die Oberfläche einer funktionellen Polymermatrix, in die die induktiv aufheizbaren magnetischen Kolloide bzw. feindispersen Magnetteilchen eingekapselt sind, Biomoleküle adsorptiv oder covalent zu binden, die in der Lage sind, Analyten wie z.B. DNA/RNA-Sequenzen, Antikörper, Antigene, Proteine, Zellen, Bakterien, Viren oder Pilzsporen gemäß dem komplementären Affinitätsprinzip zu binden. Nach der Bindung der Analyten auf der Matrix können die Magnetpartikel in einem hochfrequenten magnetischen Wechselfeld auf die für die Analytik, Diagnostik und Therapie relevanten Temperaturen von vorzugsweise 40 bis 120 0C aufgeheizt werden." Im weiteren geht dieses Dokument auf die technische Auslegung von Spulensystemen und Hochfrequenzgeneratoren ein, die in diesem Verfahren verwendet werden können. Das genannte Dokument beschreibt also den Einsatz induktiv erwärmbarer Partikel bei der Analyse komplexer biologischer Systeme oder Biomoleküle. From the German patent application DE 198 00 294 methods for the isolation and analysis of biomolecules are known, wherein these biomolecules are bound to the surface of inductively heatable magnetic particles. This document explains: "The operating principle is to adsorptively or covalently bind to the surface of a functional polymer matrix, in which the inductively heatable magnetic colloids or finely dispersed magnetic particles are encapsulated, which are capable of analytes such as DNA / RNA sequences, antibodies To bind antigens, proteins, cells, bacteria, viruses or fungal spores according to the complementary affinity principle. After the binding of the analytes to the matrix, the magnetic particles can be heated in a high-frequency alternating magnetic field to those relevant for the analysis, diagnostics and therapy temperatures of preferably 40 to 120 0 C. "This document goes on the technical design of coil systems and This document thus describes the use of inductively heatable particles in the analysis of complex biological systems or biomolecules.
DE 10 2005 051637 beschreibt ein Reaktorsystem mit einem mikrostrukturierten Reaktor sowie Verfahren zur Durchführung einer chemischen Reaktion in einem solchen Reaktor. Dabei wird der Reaktor als solcher durch elektromagnetische Induktion aufgeheizt. Der Wärmeübergang in das Reaktionsmedium erfolgt über die aufgeheizten Reaktorwände. Dies begrenzt zum einen die Größe der Fläche, die zum Erwärmen des Reaktionsmediums zur Verfügung steht. Zum anderen ist es erforderlich, Teile des Reaktors mit zu erwärmen, die nicht in direktem Kontakt mit dem Reaktionsmedium stehen. DE 10 2005 051637 describes a reactor system with a microstructured reactor and method for carrying out a chemical reaction in such a reactor. In this case, the reactor is heated as such by electromagnetic induction. The heat transfer into the reaction medium takes place via the heated reactor walls. This limits on the one hand the size of the area available for heating the reaction medium. On the other hand, it is necessary to heat parts of the reactor, which are not in direct contact with the reaction medium.
US 5,1 10,996 beschreibt die Herstellung von Vinylidenfluorid durch Umsetzung von No. 5,110,996 describes the preparation of vinylidene fluoride by reacting
Dichlordifluormethan mit Methan in der Gasphase in einem erhitzten Reaktor. Der Reaktor ist mit einem nicht-metallischen Füllmaterial gefüllt. Der Reaktionsraum, der dieses Füllmaterial enthält, ist von einer metallischen Hülle umgeben, die von außen durch elektromagnetische Induktion erhitzt wird. Der Reaktionsraum selbst wird also von außen beheizt, wodurch sich das Füllmaterial durch Wärmestrahlung und/oder Wärmeleitung mit der Zeit ebenfalls erhitzt. Eine unmittelbare Erwärmung des von den Reaktanten umströmten Füllmaterials durch Dichlorodifluoromethane with methane in the gas phase in a heated reactor. The reactor is filled with a non-metallic filler. The reaction space containing this filling material is surrounded by a metallic shell, which is heated from the outside by electromagnetic induction. The reaction space itself is therefore heated from the outside, as a result of which the filling material likewise heats up as a result of heat radiation and / or heat conduction over time. An immediate heating of the infiltrated by the reactants filling material
elektromagnetische Induktion erfolgt selbst dann nicht, wenn dieses Füllmaterial elektrisch leitend ist, da die metallische Reaktorwand die elektromagnetischen Felder der Induktionsspule abschirmt. Electromagnetic induction does not occur even if this filling material is electrically conductive, since the metallic reactor wall shields the electromagnetic fields of the induction coil.
WO 95/21 126 offenbart ein Verfahren für die Herstellung von Cyanwasserstoff in der Gasphase aus Ammoniak und einem Kohlenwasserstoff mit Hilfe eines metallischen Katalysators. Der Katalysator befindet sich innerhalb des Reaktionsraums, so dass er vor den Reaktanten umströmt wird. Er wird von außen durch elektromagnetische Induktion mit einer Frequenz von 0,5 bis 30 MHz, also mit einem Wechselfeld im Hochfrequenzbereich, erwärmt. Dabei zitiert dieses Dokument das vorstehend genannte Dokument US 5,1 10,996 mit der Bemerkung, dass üblicherweise induktives Heizen im Frequenzbereich von etwa 0,1 bis 0,2 MHz durchgeführt wird. Diese Angabe ist jedoch in dem zitierten US 5,110,996 nicht enthalten, so dass unklar ist, worauf sie sich bezieht. WO 95/21 126 discloses a process for the production of hydrogen cyanide in the gas phase from ammonia and a hydrocarbon by means of a metallic catalyst. The catalyst is within the reaction space so that it flows around the reactants. It is externally powered by electromagnetic induction at a frequency of 0.5 to 30 MHz, ie with an alternating field in the high frequency range, heated. Here, this document cites the aforementioned document US Pat. No. 5,1,10,996 with the remark that usually inductive heating is carried out in the frequency range of about 0.1 to 0.2 MHz. However, this specification is not included in the cited US Pat. No. 5,110,996, so that it is unclear what it refers to.
WO 00/38831 befasst sich mit gesteuerten Adsorptions- und Desorptionsprozessen, wobei die Temperatur des Adsorbermaterials durch elektromagnetische Induktion gesteuert wird, WO 00/38831 deals with controlled adsorption and desorption processes wherein the temperature of the adsorbent material is controlled by electromagnetic induction,
Aus dem Zeitschriftenartikel„Induktives Heizen in der organischen Synthese..." von S.Ceylan, C. Friese, Ch. Lammel, K. Mazac und A. Kirschning, Angew. Chem 2008 (129), SS. 9083-9086, Angew. Chem int. Ed. 2008 (47), SS. 8950-8953 ist es bekannt, dass chemische Reaktionen durch Erwärmen eines Heizmediums mit Hilfe elektromagnetischer Induktion durchgeführt werden können. Zwischenzeitlich wurden die deutsche Patentanmeldung DE 102007059967 und die Internationale Patentanmeldung WO 2009/074373 veröffentlicht, die den Gegenstand des genannten Zeitschriftenartikels näher beschreiben. Einige Reaktionen sind dort beispielhaft angeführt. From the journal article "Inductive Heating in Organic Synthesis ..." by S. Ceylan, C. Friese, Ch. Lammel, K. Mazac and A. Kirschning, Angew Chem 2008 (129), SS. 9083-9086, Angew Chem. Int. Ed. 2008 (47), pp. 8950-8953 it is known that chemical reactions can be carried out by heating a heating medium with the aid of electromagnetic induction Meanwhile, German patent application DE 102007059967 and international patent application WO 2009/074373 which describe the subject matter of the journal article in more detail, with some reactions being given by way of example.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Durchführen einer chemischen Reaktion zur Herstellung einer Zielverbindung durch Erwärmen eines Reaktionsmediums enthaltend einen Reaktanten in einem Reaktor, wobei man das Reaktionsmedium in Kontakt mit einem durch elektromagnetische Induktion erwärmbaren festen Heizmedium bringt, das sich innerhalb des Reaktors befindet und das von dem Reaktionsmedium umgeben ist, und das Heizmedium durch elektromagnetische Induktion mit Hilfe eines Induktors erwärmt, wodurch die Zielverbindung entsteht und wobei man die Zielverbindung von dem Heizmedium abtrennt, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielverbindung eine geringere Molmasse als der Reaktant aufweist und dass zu ihrer Herstellung aus dem Reaktanten mindestens eine kovalente The present invention is a process for carrying out a chemical reaction for producing a target compound by heating a reaction medium containing a reactant in a reactor, bringing the reaction medium into contact with a heatable by electromagnetic induction solid heating medium, which is located within the reactor and which is surrounded by the reaction medium and the heating medium is heated by electromagnetic induction by means of an inductor, whereby the target compound is formed and wherein the target compound is separated from the heating medium, characterized in that the target compound has a lower molecular weight than the reactant and that Preparation of the reactant at least one covalent
Bindung des Reaktanten gespalten wird. Bevorzugterweise ist die Molmasse der Zielverbindung höchstens halb so groß wie diejenige des Reaktanten. Binding of the reactant is cleaved. Preferably, the molecular weight of the target compound is at most half as large as that of the reactant.
Eine derartige Reaktion kann als Fragmentierung oder Pyrolyse bezeichnet werden. Die Reaktion kann in einem Schritt, d.h. mit der Spaltung einer einzigen kovalenten Bindung (gegebenenfalls verbunden mit der Umlagerung von H-Atomen) zur Zielverbindung führen. Die Zielverbindung kann jedoch auch in einer Abfolge von zwei oder mehr chemischen Reaktionen über eine oder mehrere Zwischenverbindungen gebildet werden, wobei zumindest ein Such a reaction may be referred to as fragmentation or pyrolysis. The reaction can be carried out in one step, i. with the cleavage of a single covalent bond (optionally linked to the rearrangement of H atoms) lead to the target compound. However, the target compound can also be formed in a sequence of two or more chemical reactions via one or more intermediates, with at least one
Reaktionsschritt die Spaltung einer kovalenten Bindung beinhaltet. Diese Bindungsspaltung kann nicht nur von einer Umlagerung von H-Atomen begleitet werden, sondern es kann zu sonstigen inter- oder intramolekularen Umlagerungen kommen, bis die Zielverbindung entsteht. Reaction step involves the cleavage of a covalent bond. This bond cleavage can not only be accompanied by a rearrangement of H atoms, but it can lead to other inter- or intramolekularen rearrangements until the target compound arises.
Bei der zu spaltenden kovalenten Bindung kann es sich insbesondere um eine C-C - Bindung, eine C-O - Bindung, eine C-N - Bindung, eine C-Se - Bindung oder eine C-S - Bindung handeln. The covalent bond to be cleaved may in particular be a C-C bond, a C-O bond, a C-N bond, a C-Se bond or a C-S bond.
Unter der„Zielverbindung" wird diejenige Verbindung verstanden, die man als Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens als isolierte Substanz, als Komponente eines The term "target compound" is understood as meaning the compound which is obtained as the result of the process according to the invention as an isolated substance, as a component of a process according to the invention
Substanzgemisches oder als Lösung in einem Lösungsmittel in makroskopischen Mengen erhält. Unter makroskopischen Mengen werden Mengen von mindestens 100 mg, vorzugsweise von mindestens 1 g und insbesondere von mindestens 100 g pro Arbeitstag verstanden. Die Zielverbindung kann auch aus einem Gemisch unterschiedlicher Moleküle bestehen, wie es beispielsweise bei der Pyrolyse von Ölen der Fall ist. Das Verfahren wird also nicht analytisch eingesetzt, wobei man größere Moleküle zum Ermitteln ihrer Identität oder Struktur fragmentiert, wie es aus der deutschen Patentanmeldung DE 198 00 294 bekannt ist. Substance mixture or as a solution in a solvent in macroscopic amounts. By macroscopic amounts amounts of at least 100 mg, preferably of at least 1 g and in particular of at least 100 g per working day are understood. The target compound can also consist of a mixture of different molecules, as is the case for example in the pyrolysis of oils. Thus, the method is not used analytically, which fragmented larger molecules to determine their identity or structure, as is known from German Patent Application DE 198 00 294.
Die Reaktion, bei der eine kovalente Bindung gespalten wird, wird also durch Erwärmen eines Reaktionsmediums gestartet und gegebenenfalls unterhalten, das den Reaktanten enthält. Dies schließt die Möglichkeit mit ein, dass das Reaktionsmedium, beispielsweise eine Flüssigkeit, selbst den Reaktanten darstellt. Oder der Reaktant kann in dem Reaktionsmedium gelöst oder dispergiert sein. Thus, the reaction in which a covalent bond is cleaved is started by heating a reaction medium and optionally maintaining the reactant. This includes the possibility that the reaction medium, for example a liquid, itself represents the reactant. Or the reactant may be dissolved or dispersed in the reaction medium.
Das feste Heizmedium ist von dem Reaktionsmedium umgeben. Dies kann bedeuten, dass sich das feste Heizmedium, von möglichen Randzonen abgesehen, innerhalb des The solid heating medium is surrounded by the reaction medium. This may mean that the solid heating medium, apart from possible edge zones, within the
Reaktionsmediums befindet, z.B. wenn das Heizmedium in Form von Partikeln, Spänen, Drähten, Netzen, Wolle, Füllkörpern etc. vorliegt. Dies kann aber auch bedeuten, dass das Reaktionsmedium das Heizmedium durch eine Vielzahl von Hohlräumen im Heizmedium durchströmt, wenn dieses beispielsweise aus einer oder mehreren Membranen, einem Bündel von Rohren, einer aufgerollten Metallfolie, Fritten, porösen Füllkörpern oder aus einem Schaum besteht. Auch hierbei ist das Heizmedium im Wesentlichen von dem Reaktionsmedium umgeben, da der größte Teil seiner Oberfläche (90 % oder mehr) im Kontakt mit dem Reaction medium is located, e.g. if the heating medium in the form of particles, chips, wires, nets, wool, packing, etc. is present. However, this can also mean that the reaction medium flows through the heating medium through a plurality of cavities in the heating medium, if this consists for example of one or more membranes, a bundle of tubes, a rolled metal foil, frits, porous packing or of a foam. Again, the heating medium is substantially surrounded by the reaction medium, since most of its surface (90% or more) in contact with the
Reaktionsmedium steht. Im Gegensatz hierzu ist bei einem Reaktor, dessen Außenwand durch elektromagnetische Induktion erwärmt wird (wie beispielsweise gemäß dem zitierten Dokument US 51 10996), nur die innere Reaktoroberfläche mit dem Reaktionsmedium in Kontakt. Die Wand des Reaktors ist aus einem Material, das das die vom Induktor erzeugte elektromagnetische Wechselfeld nicht abschirmt bzw. absorbiert und daher nicht selbst erwärmt wird. Metalle sind also ungeeignet. Beispielsweise kann es aus Kunststoff, Glas oder Keramik (wie beispielsweise Siliciumcarbid oder Siliciumnitrid) bestehen. Letztere ist insbesondere für Reaktionen bei hoher Temperatur (500 - 600 0C) und/oder unter Druck geeignet. Reaction medium is. In contrast, in a reactor whose outer wall is heated by electromagnetic induction (such as in the cited document US 51 10996), only the inner reactor surface is in contact with the reaction medium. The wall of the reactor is made of a material that does not shield or absorb the alternating electromagnetic field generated by the inductor and therefore does not heat itself. Metals are therefore unsuitable. For example, it may be made of plastic, glass or ceramic (such as silicon carbide or silicon nitride). The latter is particularly suitable for reactions at high temperature (500-600 0 C) and / or under pressure.
Die vorstehend beschriebene Verfahrensweise hat den Vorteil, dass die thermische Energie zur Auslösung und/oder Durchführung der chemischen Reaktion nicht durch Oberflächen wie beispielsweise die Reaktorwände, Heizschlangen, Wärmetauscherplatten oder ähnliches in das Reaktionsmedium eingebracht wird, sondern direkt im Volumen des Reaktors erzeugt wird. Das Verhältnis von erwärmter Oberfläche zu Volumen des Reaktionsmediums kann dabei wesentlich größer werden als bei einer Heizung über Wärme übertragende Oberflächen, wie es beispielsweise auch gemäß der eingangs zitierten DE 10 2005 051637 der Fall ist. Zusätzlich wird der Wirkungsgrad von elektrischem Strom zu Heizleistung verbessert. Durch Einschalten des Induktors kann die Wärme in dem gesamten festen Heizmedium, das über eine sehr große Oberfläche mit dem Reaktionsmedium in Kontakt steht, erzeugt werden. Bei Abschalten des Induktors wird der weitere Wärmeeintrag sehr rasch unterbunden. Dies erlaubt eine sehr gezielte Reaktionsführung. The procedure described above has the advantage that the thermal energy for triggering and / or carrying out the chemical reaction is not introduced into the reaction medium by surfaces such as the reactor walls, heating coils, heat exchanger plates or the like, but is produced directly in the volume of the reactor. The ratio of the heated surface to the volume of the reaction medium can be substantially greater than in the case of heating via heat-transferring surfaces, as is also the case, for example, according to DE 10 2005 051637 cited at the outset. In addition, the efficiency of electric power is improved to heat output. By switching on the inductor, the heat can be generated in the entire solid heating medium, which is in contact with the reaction medium over a very large surface area. When switching off the inductor, the further heat input is prevented very quickly. This allows a very targeted reaction.
Nach Bildung der Zielverbindung wird diese von dem Heizmedium abgetrennt. Im besten Fall wird dabei die Zielverbindung in reiner Form, also ohne Lösungsmittel und mit nicht mehr als den üblichen Verunreinigungen isoliert. Die Zielverbindung kann aber auch im Gemisch mit Reaktanten oder als Lösung im Reaktionsmedium vom Heizmedium abgetrennt und erst danach durch weitere Aufarbeitung isoliert oder in ein anderes Lösungsmittel überführt werden, sofern dies gewünscht wird. Das Verfahren dient also der präparativen Herstellung der After formation of the target compound, this is separated from the heating medium. In the best case, the target compound is isolated in pure form, ie without solvent and with no more than the usual impurities. However, the target compound can also be separated from the heating medium in a mixture with reactants or as a solution in the reaction medium and only then isolated by further work-up or transferred to another solvent, if desired. The method thus serves for the preparative production of
Zielverbindung, um diese weiter verwenden zu können. Destination connection in order to continue using it.
Im Gegensatz hierzu stehen Verfahren, bei denen zwar durch elektromagnetische Induktion eines Heizmediums ebenfalls eine chemische Reaktion gestartet wird, diese Reaktion jedoch nicht der Herstellung einer Zielverbindung dient, die nach Reaktionsende von dem Heizmedium abgetrennt wird. Ein Beispiel hierfür ist das Härten von Harzsystemen, wobei die In contrast, there are methods in which although a chemical reaction is initiated by electromagnetic induction of a heating medium, but this reaction is not used to produce a target compound, which is separated from the heating medium after the reaction. An example of this is the curing of resin systems, wherein the
Härtungsreaktion an Partikeln gestartet wird, die in dem Harzsystem dispergiert sind und die durch elektromagnetische Induktion erhitzt werden. Hierbei verbleiben diese Partikel im ausgehärteten Harzsystem und es wird keine definierte Zielverbindung isoliert. Dasselbe gilt für den umgekehrten Fall, dass eine Klebeverbindung durch das induktive Erhitzen von Partikeln wieder gelöst wird, die sich in der Klebstoffmatrix befinden. Hierbei kann zwar eine chemische Reaktion stattfinden, es werden jedoch keine Zielverbindungen isoliert. Curing reaction is started on particles which are dispersed in the resin system and which are heated by electromagnetic induction. In the process, these particles remain in the cured resin system and no defined target compound is isolated. The same applies to the opposite case, that an adhesive bond by the inductive heating of particles is dissolved again, which are located in the adhesive matrix. Although a chemical reaction can take place, no target compounds are isolated.
Das Heizmedium besteht aus einem elektrisch leitfähigen und/oder magnetisierbaren Material, das sich bei Einwirken eines elektromagnetischen Wechselfelds erwärmt. Es ist vorzugsweise ausgewählt aus Materialien, die im Vergleich zu ihrem Volumen eine sehr große Oberfläche aufweisen. Beispielsweise kann das Heizmedium ausgewählt sein aus jeweils elektrisch leitfähigen Spänen, Drähten, Netzen, Wolle, Membranen, porösen Fritten, Rohrbündeln (aus drei oder mehr Rohren), aufgerollter Metallfolie, Schäumen, Füllkörper wie beispielsweise Granulat oder Kugeln, Raschig-Ringe und insbesondere aus Partikeln, die vorzugsweise einen mittleren Durchmesser von nicht mehr als 1 mm aufweisen. Beispielsweise können als The heating medium consists of an electrically conductive and / or magnetizable material that heats up when exposed to an alternating electromagnetic field. It is preferably selected from materials which have a very large surface area compared to their volume. For example, the heating medium may be selected from in each case electrically conductive chips, wires, nets, wool, membranes, porous frits, tube bundles (of three or more tubes), rolled metal foil, foams, random packings such as granules or spheres, Raschig rings and in particular Particles preferably having a mean diameter of not more than 1 mm. For example, as
Heizmedium metallische Mischelemente eingesetzt werden, wie sie für Statikmischer verwendet werden. Um durch elektromagnetische Induktion erwärmbar zu sein, ist das Heizmedium elektrisch leitfähig, beispielsweise metallisch (wobei es diamagnetisch sein kann,) oder es zeigt eine gegenüber Diamagnetismus verstärkte Wechselwirkung mit einem Magnetfeld und ist insbesondere ferromagnetisch, ferrimagnetisch, paramagnetisch oder superparamagnetisch. Dabei ist es unerheblich, ob das Heizmedium organischer oder anorganischer Natur ist oder ob es sowohl anorganische als auch organische Komponenten enthält. Heating medium metallic mixing elements are used, as they are used for static mixer. In order to be heatable by electromagnetic induction, the heating medium is electrically conductive, for example, metallic (which may be diamagnetic,) or it has a diamagnetism-enhanced interaction with a magnetic field and is in particular ferromagnetic, ferrimagnetic, paramagnetic or superparamagnetic. It is irrelevant whether the heating medium of organic or inorganic nature or whether it contains both inorganic and organic components.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Heizmedium ausgewählt aus Partikeln elektrisch leitfähiger und/oder magnetisierbarer Festkörper, wobei die Partikel eine mittlere Teilchengröße im Bereich von 1 nm bis 1000 nm, insbesondere von 10 nm bis 500 nm, wie etwa von 20 nm bis 250 nm haben. In a preferred embodiment, the heating medium is selected from particles of electrically conductive and / or magnetizable solid, wherein the particles have an average particle size in the range of 1 nm to 1000 nm, in particular from 10 nm to 500 nm, such as from 20 nm to 250 nm ,
Unter dem Begriff "mittlerer Teilchengröße" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise der volumenmittlere D50 Teilchendurchmesser zu verstehen. Der For the purposes of the present invention, the term "average particle size" is to be understood as meaning preferably the volume-average D50 particle diameter. Of the
volumenmittlere D 50 Teilchendurchmesser ist derjenige Punkt in der Teilchengrößenverteilung, bei dem 50 Vol.-% der Teilchen einen kleineren und 50 Vol.-% der Teilchen einen größeren Durchmesser aufweisen. Volume average D 50 particle diameter is that point in the particle size distribution where 50% by volume of the particles have a smaller diameter and 50% by volume of the particles have a larger diameter.
Die mittlere Teilchengröße und bei Bedarf auch die Teilchengrößenverteilung ist beispielsweise durch Lichtstreuung bestimmbar, etwa unter Verwendung eines Malvern Mastersizer 2000 von Malvern Instruments Ltd, mit dem der volumenmittlere D50 Teilchendurchmesser unter The average particle size and, if necessary, the particle size distribution can be determined, for example, by light scattering, for example using a Malvern Mastersizer 2000 from Malvern Instruments Ltd, with which the volume-average D50 particle diameter is below
Anwendung der Mie Theorie bestimmt wird. Vorzugsweise wählt man magnetische Partikel, beispielsweise ferromagnetische oder superparamagnetische Partikel, die eine möglichst geringe Remanenz bzw. Application of Mie theory is determined. Preferably, one selects magnetic particles, for example ferromagnetic or superparamagnetic particles, which have the lowest possible remanence or
Restmagnetisierung aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass die Partikel nicht aneinander haften. Die magnetischen Partikel können beispielsweise in Form sogenannter„Ferrofluide" vorliegen, also Flüssigkeiten, in denen ferromagnetische Partikel im nano-Größenmaßstab dispergiert sind. Die flüssige Phase des Ferrofluids kann dann als Reaktionsmedium dienen. Have residual magnetization. This has the advantage that the particles do not adhere to each other. The magnetic particles may, for example, be in the form of so-called "ferrofluids", ie liquids in which ferromagnetic particles are dispersed on the nanoscale scale The liquid phase of the ferrofluid may then serve as the reaction medium.
Magnetisierbare Partikel, insbesondere ferromagnetische Partikel, welche die gewünschten Eigenschaften aufweisen, sind im Stand der Technik bekannt und kommerziell erhältlich. Magnetisable particles, in particular ferromagnetic particles, which have the desired properties are known in the art and are commercially available.
Beispielsweise seien die kommerziell erhältlichen Ferrofluide genannt. Beispiele für die Herstellung magnetischer nano-Partikel, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden können, können dem Aufsatz von Lu, Salabas und Schüth:„Magnetische nano-Partikel: Synthese, Stabilisierung, Funktionalisierung und Anwendung", Angew. Chem. 2007, 119, Seiten 1242 bis 1266 entnommen werden. For example, the commercially available ferrofluids may be mentioned. Examples of the preparation of magnetic nanoparticles which can be used in the context of the process according to the invention can be found in the article by Lu, Salabas and Schüth: "Magnetic Nanoparticles: Synthesis, Stabilization, Functionalization and Application", Angew. Chem. 2007, 119, pages 1242 to 1266 are taken.
Geeignete magnetische nano-Partikel sind mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und Phasen bekannt. Beispielsweise seien genannt: reine Metalle wie Fe, Co und Ni, Oxide wie Fe3O4 und gamma-Fe2O3, spinellartige Ferromagnete wie MgFe2O4, MnFe2O4 und CoFe2O4 sowie Legierungen wie CoPt3 und FePt. Die magnetischen nano-Partikel können homogen aufgebaut sein oder eine Kern-Schale-Struktur besitzen. In letzterem Fall können Kern und Schale aus unterschiedlichen ferromagnetischen oder auch antiferromagnetischen Materialien bestehen. Es sind jedoch auch Ausführungsformen möglich, bei denen mindestens ein magnetisierbarer Kern, der beispielsweise ferromagnetisch, antiferromagnetisch, Suitable magnetic nano-particles are known with different compositions and phases. Examples which may be mentioned are: pure metals such as Fe, Co and Ni, oxides such as Fe 3 O 4 and gamma-Fe 2 O 3 , spinel-like ferromagnets such as MgFe 2 O 4 , MnFe 2 O 4 and CoFe 2 O 4 and alloys such as CoPt 3 and FePt. The magnetic nanoparticles can be homogeneously structured or have a core-shell structure. In the latter case, core and shell may consist of different ferromagnetic or antiferromagnetic materials. However, embodiments are also possible in which at least one magnetizable core, for example, ferromagnetic, antiferromagnetic,
paramagnetisch oder superparamagnetisch sein kann, von einem nicht magnetischen Material umgeben ist. Dieses Material kann beispielsweise ein organisches Polymer darstellen. Oder die Schale besteht aus einem anorganischen Material wie beispielsweise Kieselsäure bzw. SiO2. Durch eine solche Beschichtung kann eine chemische Wechselwirkung des Reaktionsmediums bzw. der Reaktanten mit dem Material der magnetischen Partikel selbst verhindert werden. Weiterhin kann das Material der Schale oberflächlich funktionalisiert werden, ohne dass das Material des magnetisierbaren Kerns in Wechselwirkung mit der funktionalisierenden Spezies tritt. Dabei können auch mehrer Partikel des Kernmaterials gemeinsam in eine derartige Schale eingeschlossen sein. paramagnetic or superparamagnetic, is surrounded by a non-magnetic material. This material may be, for example, an organic polymer. Or the shell is made of an inorganic material such as silica or SiO 2 . By means of such a coating, a chemical interaction of the reaction medium or of the reactants with the material of the magnetic particles themselves can be prevented. Furthermore, the material of the shell can be surface-functionalized without the material of the magnetizable core interacting with the functionalizing species. In this case, also several particles of the core material can be enclosed together in such a shell.
Als Heizmedium können beispielsweise nanoskalige Teilchen aus superparamagnetischen Stoffen eingesetzt werden, die ausgewählt sind aus Aluminium, Cobalt, Eisen, Nickel oder deren Legierungen, Metalloxiden vom Typ des n-Maghemits (gamma-Fe2O3), n-Magnetits (Fe3O4) oder der Ferrite vom Typ des MeFe2O4, wobei Me ein zweiwertiges Metall ausgewählt aus Mangan, Kupfer, Zink, Cobalt, Nickel, Magnesium, Calcium oder Cadmium ist. As a heating medium, for example, nanoscale particles of superparamagnetic materials can be used, which are selected from aluminum, cobalt, iron, nickel or their alloys, metal oxides of the n-maghemite type (gamma-Fe 2 O 3 ), n-magnetite (Fe 3 O 4 ) or the ferrite of the MeFe 2 O 4 type , where Me is a divalent metal selected from manganese, copper, zinc, cobalt, nickel, magnesium, calcium or cadmium.
Vorzugsweise haben diese Teilchen eine durchschnittliche Teilchengröße von < 100 nm, vorzugsweise≤ = 51 nm und insbesondere bevorzugt < 30 nm. Preferably, these particles have an average particle size of <100 nm, preferably ≦ 51 nm, and most preferably ≦ 30 nm.
Beispielsweise ist ein Material geeignet, das von der Firma Evonik (früher Degussa) unter der Bezeichnung MagSilicaR erhältlich ist. Bei diesem Material sind Eisenoxidkristalle mit einer Größe von 5 bis 30 nm in eine amorphe Kieselsäurematrix eingebettet. Besonders geeignet sind solche Eisenoxid-Siliciumdioxid-Kompositpartikel, die in der deutschen Patentanmeldung DE 101 40 089 näher beschrieben sind. For example, a material which is available from Evonik (formerly Degussa) under the name MagSilica R is suitable. In this material, iron oxide crystals having a size of 5 to 30 nm are embedded in an amorphous silica matrix. Particularly suitable are those iron oxide-silica composite particles, which are described in detail in the German patent application DE 101 40 089.
Diese Partikel können superparamagnetische Eisenoxid-Domänen mit einem Durchmesser von 3 bis 20 nm enthalten. Hierunter sind räumlich von einander getrennte superparamagnetische Bereiche zu verstehen. In diesen Domänen kann das Eisenoxid in einer einheitlichen These particles may contain superparamagnetic iron oxide domains with a diameter of 3 to 20 nm. These are to be understood as spatially separated superparamagnetic regions. In these domains, the iron oxide in a uniform
Modifikation oder in verschiedenen Modifikationen vorliegen. Eine besonders bevorzugte superparamagnetische Eisenoxid-Domäne ist gamma-Fe2θ3, Fβ3θ4 und Mischungen hiervon. Modification or in various modifications. A particularly preferred superparamagnetic iron oxide domain is gamma Fe 2 O 3, Fe 3 O 4, and mixtures thereof.
Der Anteil der superparamagnetischen Eisenoxid-Domänen dieser Partikel kann zwischen 1 und 99,6 Gew.-% liegen. Die einzelnen Domänen sind durch eine nichtmagnetisierbare The proportion of the superparamagnetic iron oxide domains of these particles can be between 1 and 99.6 wt .-%. The individual domains are characterized by a non-magnetizable
Siliciumdioxid-Matrix voneinander getrennt und/oder von dieser umgeben. Bevorzugt ist der Bereich mit einem Anteil an superparamagnetischen Domänen > 30 Gew.-%, besonders bevorzugt > 50 Gew.-%. Mit dem Anteil der superparamagnetischen Bereiche nimmt auch die erzielbare magnetische Wirkung der erfindungsgemäßen Partikel zu. Neben der räumlichen Trennung der superparamagnetischen Eisenoxid-Domänen kommt der Siliciumdioxid-Matrix auch die Aufgabe zu, die Oxidationsstufe der Domäne zu stabilisieren. So wird zum Beispiel Magnetit als superparamagnetische Eisenoxidphase durch eine Siliciumdioxidmatrix stabilisiert. Diese und weitere Eigenschaften dieser für die vorliegende Erfindung besonders geeigneten Partikel sind in DE 101 40 089 und in WO 03/042315 näher ausgeführt. Silica matrix separated and / or surrounded by this. The range with a proportion of superparamagnetic domains of> 30 wt .-%, particularly preferably> 50 wt .-% is preferred. The proportion of superparamagnetic regions also increases the achievable magnetic activity of the particles according to the invention. In addition to the spatial separation of the superparamagnetic iron oxide domains, the silica matrix also has the task of stabilizing the oxidation state of the domain. For example, magnetite is stabilized as a superparamagnetic iron oxide phase by a silica matrix. These and other properties of these particles which are particularly suitable for the present invention are described in greater detail in DE 101 40 089 and in WO 03/042315.
Weiterhin sind als Heizmedium nanoskalige Ferrite einsetzbar, wie sie beispielsweise aus der WO 03/054102 bekannt sind. Diese Ferrite weisen eine Zusammensetzung (Ma 1-x-y Mb x Fe"y) Fe"'2O4 auf, bei der Furthermore, nano-scale ferrites can be used as heating medium, as they are known for example from WO 03/054102. These ferrites have a composition (M a 1-xy M b x Fe " y ) Fe"' 2 O 4 , in which
Ma ausgewählt ist aus Mn, Co, Ni, Mg, Ca, Cu, Zn, Y und V, M a is selected from Mn, Co, Ni, Mg, Ca, Cu, Zn, Y and V
Mb ausgewählt ist aus Zn und Cd, M b is selected from Zn and Cd,
x für 0,05 bis 0,95, bevorzugt 0,01 bis 0,8 steht, y für O bis 0,95 steht und x is 0.05 to 0.95, preferably 0.01 to 0.8, y stands for O to 0.95 and
die Summe aus x und y höchstens 1 beträgt. the sum of x and y is at most 1.
Prinzipiell kann das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich oder chargenweise In principle, the process according to the invention can be carried out continuously or batchwise
durchgeführt werden. Führt man die Reaktion chargenweise durch, geht man vorzugsweise so vor, dass man während der Reaktion das Reaktionsmedium und das induktiv erwärmte feste Heizmedium relativ zu einander bewegt. Beim Verwenden eines partikelförmigen Heizmediums kann dies insbesondere dadurch erfolgen, dass man das Reaktionsmedium zusammen mit dem Heizmedium rührt oder das Heizmedium in dem Reaktionsmedium verwirbelt. Verwendet man beispielsweise Netze oder Wolle aus einem fadenförmig ausgestalteten Heizmedium, kann beispielsweise der Reaktionsbehälter, der das Reaktionsmedium und das Heizmedium enthält, geschüttelt werden. be performed. If the reaction is carried out batchwise, the procedure is preferably such that the reaction medium and the inductively heated solid heating medium are moved relative to one another during the reaction. When using a particulate heating medium, this can be done in particular by stirring the reaction medium together with the heating medium or swirling the heating medium in the reaction medium. If, for example, nets or wool are used in a filament-shaped heating medium, it is possible, for example, to shake the reaction vessel containing the reaction medium and the heating medium.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer chargenweise durchgeführten Reaktion besteht darin, dass sich das Reaktionsmedium zusammen mit Partikeln des Heizmediums in einem A preferred embodiment of a batch reaction is that the reaction medium together with particles of the heating medium in a
Reaktionsbehälter befindet und mit Hilfe eines im Reaktionsmedium befindlichen Reaction vessel is located and using a located in the reaction medium
Bewegungselements bewegt wird, wobei das Bewegungselement als Induktor eingerichtet ist, durch den die Partikel des Heizmediums durch elektromagnetische Induktion erwärmt werden. In dieser Ausführungsform befindet sich also der Induktor innerhalb des Reaktionsmediums. Das Bewegungselement kann beispielsweise als Rührer oder als sich auf und ab bewegender Stempel ausgebildet sein. Movement element is moved, wherein the moving element is arranged as an inductor, through which the particles of the heating medium are heated by electromagnetic induction. In this embodiment, therefore, the inductor is located within the reaction medium. The movement element can be designed, for example, as a stirrer or as a piston moving up and down.
Man kann zusätzlich vorsehen, dass der Reaktor während der chemischen Reaktion von außen gekühlt wird. Dies ist insbesondere bei Chargenbetrieb möglich, wenn, wie vorstehend angegeben, der Induktor in das Reaktionsmedium eintaucht. Das Einspeisen des In addition, it can be provided that the reactor is cooled from the outside during the chemical reaction. This is particularly possible in batch operation when, as indicated above, the inductor is immersed in the reaction medium. Feeding the
elektromagnetischen Wechselfelds in den Reaktor wird dann nicht durch die Kühleinrichtung behindert. alternating electromagnetic field in the reactor is then not hindered by the cooling device.
Eine Kühlung des Reaktors kann von innen über Kühlschlangen oder Wärmetauscher oder vorzugsweise von außen erfolgen. Zur Kühlung kann man beispielsweise ggf. vorgekühltes Wasser oder auch eine Kühlmischung einsetzen, deren Temperatur unterhalb von 0 0C liegt. Beispiele solcher Kühlmischungen sind Eis-Kochsalz-Gemische, Methanol / Trockeneis oder flüssiger Stickstoff. Durch die Kühlung lässt sich ein Temperaturgradient zwischen der A cooling of the reactor can be done from the inside via cooling coils or heat exchangers or preferably from the outside. For cooling can be, for example, if necessary, using pre-chilled water or even a coolant whose temperature is below 0 0 C. Examples of such cooling mixtures are ice-salt mixtures, methanol / dry ice or liquid nitrogen. By cooling, a temperature gradient between the
Reaktorwand und dem induktiv erwärmten Heizmedium herstellen. Dieser ist besonders ausgeprägt, wenn man eine Kühlmischung mit einer Temperatur deutlich unterhalb von 0 0C einsetzt, beispielsweise Methanol / Trockeneis oder flüssigen Stickstoff. Das Reaktionsmedium, das durch das induktiv erwärmte Heizmedium aufgewärmt wird, wird dann wieder extern abgekühlt. Die chemische Reaktion des Reaktanten findet dann immer nur dann statt, wenn er Kontakt mit dem Heizmedium hat oder sich zumindest in dessen unmittelbarer Nähe befindet. Bei der Reaktion entstandene Produktspezies gelangen durch die Relativbewegung des Reaktionsmediums zum Heizmedium rasch in kühlere Bereiche des Reaktionsmediums, so dass ihre thermische Weiterreaktion gehemmt ist. Auf diese Weise kann man bei mehreren möglichen Reaktionswegen des oder der Reaktanten einen erwünschten Reaktionsweg kinetisch selektieren. Produce reactor wall and the inductively heated heating medium. This is particularly pronounced when using a cooling mixture with a temperature well below 0 0 C, for example, methanol / dry ice or liquid nitrogen. The reaction medium, which is heated by the inductively heated heating medium is then cooled externally again. The chemical reaction of the reactant then takes place only when it has contact with the heating medium or is at least in its immediate vicinity. Due to the relative movement of the reaction medium to the heating medium, product species formed during the reaction rapidly reach cooler areas of the reaction medium, so that their thermal further reaction is inhibited. In this way one can kinetically select a desired pathway for several possible reaction pathways of the reactant or reactants.
In einer alternativen Ausführungsform führt man die chemische Reaktion kontinuierlich in einem Durchflussreaktor durch, der zumindest teilweise mit dem festen Heizmedium gefüllt ist und hierdurch mindestens eine durch elektromagnetische Induktion erwärmbare Heizzone aufweist, wobei das Reaktionsmedium den Durchflussreaktor kontinuierlich durchströmt und wobei sich der Induktor außerhalb des Reaktors befindet. Hierbei umströmt das Reaktionsmedium das Heizmedium, z.B. wenn dieses in Form von Partikeln, Spänen, Drähten, Netzen, Wolle, Füllkörpern etc. vorliegt. Oder das Reaktionsmedium durchströmt das Heizmedium durch eine Vielzahl von Hohlräumen im Heizmedium, wenn dieses beispielsweise aus einer oder mehreren Membranen, Fritten, porösen Füllkörpern oder aus einem Schaum besteht. In an alternative embodiment, the chemical reaction is carried out continuously in a flow-through reactor which is at least partially filled with the solid heating medium and thereby has at least one heatable by electromagnetic induction heating zone, wherein the reaction medium flows through the flow reactor continuously and wherein the inductor outside the reactor located. In this case, the reaction medium flows around the heating medium, e.g. if this is in the form of particles, chips, wires, nets, wool, packing etc. Or the reaction medium flows through the heating medium through a plurality of cavities in the heating medium, if this consists for example of one or more membranes, frits, porous packing or of a foam.
Vorzugsweise ist der Durchflussreaktor als Rohrreaktor ausgeführt. In diesem Fall kann der Induktor den Reaktor vollständig oder zumindest teilweise umgeben. Das vom Induktor erzeugte elektromagnetische Wechselfeld wird dann allseitig oder zumindest von mehreren Stellen aus in den Reaktor eingeleitet. Preferably, the flow reactor is designed as a tubular reactor. In this case, the inductor may completely or at least partially surround the reactor. The alternating electromagnetic field generated by the inductor is then introduced into the reactor on all sides or at least from several points.
Unter„kontinuierlich" wird hierbei wie üblich eine Reaktionsführung verstanden, bei der das Reaktionsmedium den Reaktor zumindest über einen solchen Zeitraum durchströmt, dass ein Gesamtvolumen an Reaktionsmedium, das groß ist im Vergleich zum inneren Volumen des Reaktors selbst, den Reaktor durchströmt hat, bevor man den Fluss des Reaktionsmediums unterbricht.„Groß" in diesem Sinne bedeutet:„mindestens doppelt so groß". Selbstverständlich hat auch eine solche kontinuierlich durchgeführte Reaktion ein Beginn und ein Ende. As used herein, "continuous" is understood to mean a reaction procedure in which the reaction medium flows through the reactor for at least such a period of time that a total volume of reaction medium, which is large compared to the internal volume of the reactor itself, has passed through the reactor before "Large" in this sense means "at least twice as large." Of course, such a continuous reaction also has a beginning and an end.
Bei dieser kontinuierlichen Verfahrensweise in einem Durchflussreaktor ist es möglich, dass der Reaktor mehrere Heizzonen aufweist. Beispielsweise können unterschiedliche Heizzonen unterschiedlich stark erwärmt werden. Dies kann entweder durch die Anordnung In this continuous procedure in a flow reactor, it is possible for the reactor to have several heating zones. For example, different heating zones can be heated to different degrees. This can be done either by the arrangement
unterschiedlicher Heizmedien in dem Durchflussreaktor oder durch unterschiedlich ausgelegte Induktoren entlang des Reaktors erfolgen. Hierdurch können für die Bildung einer oder mehrerer Zwischenverbindung(en) und der Zielverbindung unterschiedliche Heizbedingungen eingestellt werden. different heating media in the flow reactor or by differently designed inductors along the reactor. This can be used for the formation of one or several interconnection (s) and the target connection different heating conditions are set.
Man kann auch so verfahren, dass man das Lösungsmittel oder das Reaktionsmedium zunächst konventionell vorerwärmt, bevor es zur Durchführung der Reaktion mit dem One can also proceed by first preheating the solvent or the reaction medium conventionally before it to carry out the reaction with the
Heizmedium in Kontakt kommt. Heating medium comes into contact.
Falls gewünscht, kann nach der (letzten) Heizzone eine Kühlzone vorgesehen werden, beispielsweise in Form eines Kühlmantels um den Reaktor. If desired, a cooling zone may be provided after the (last) heating zone, for example in the form of a cooling jacket around the reactor.
Weiterhin kann vorgesehen werden, dass das Reaktionsmedium nach Verlassen der Heizzone mit einer Absorbersubstanz in Kontakt gebracht wird, die Nebenprodukte oder Furthermore, it can be provided that the reaction medium is brought into contact after leaving the heating zone with an absorber substance, the by-products or
Verunreinigungen aus dem Reaktionsmedium entfernt. Beispielsweise kann es sich hierbei um ein Molekularsieb handeln, das von dem Reaktionsmedium nach Verlassen der Heizzone durchströmt wird. Hierdurch ist eine Produktreinigung unmittelbar nach dessen Herstellung möglich. Impurities removed from the reaction medium. For example, this may be a molecular sieve which is flowed through by the reaction medium after leaving the heating zone. As a result, a product purification is possible immediately after its production.
Je nach Geschwindigkeit der chemischen Reaktion kann man die Produktausbeute ggf. Depending on the speed of the chemical reaction, the product yield can be determined if necessary.
dadurch erhöhen, dass das Reaktionsmedium nach Durchströmen des festen Heizmediums zumindest teilweise zum erneuten Durchströmen des festen Heizmediums zurückgeführt wird. Dabei kann man nach dem jeweiligen Durchströmen des festen Heizmediums vorsehen, dass Verunreinigungen, Nebenprodukte oder auch das erwünschte Hauptprodukt aus dem Increase that the reaction medium is at least partially returned to the flow through the solid heating medium to flow through the solid heating medium. It can be provided after the respective flow through the solid heating medium that impurities, by-products or even the desired main product from the
Reaktionsmedium entfernt werden. Hierfür sind die bekannten unterschiedlichen Reaction medium can be removed. For this are the known different
Abtrennverfahren geeignet, beispielsweise Absorption auf einer Absorbersubstanz, Separation durch ein Membranverfahren, Ausfällen durch Kühlung oder destillative Abtrennung. Hierdurch kann letztlich eine vollständige Umsetzung des oder der Reaktanten erreicht werden. Separation method suitable, for example, absorption on an absorber substance, separation by a membrane process, precipitation by cooling or distillative separation. As a result, a complete conversion of the reactant or reactants can ultimately be achieved.
Die zweckmäßigerweise zu wählende gesamte Kontaktzeit des Reaktionsmediums mit dem induktiv erwärmten Heizmedium hängt von der Kinetik der jeweiligen chemischen Reaktion ab. Die Kontaktzeit ist um so länger zu wählen, je langsamer die erwünschte Reaktion ist. Dies ist im Einzelfall empirisch anzupassen. Als Anhaltspunkt kann gelten, dass vorzugsweise das Reaktionsmedium den Durchflussreaktor mit einer solchen Geschwindigkeit einmal oder mehrmals durchströmt, dass die gesamte Kontaktzeit des Reaktionsmediums mit dem induktiv erwärmten Heizmedium im Bereich von etwa 1 Sekunde bis etwa 2 Stunden liegt, bevor man die Zielverbindung abtrennt. Kürzere Kontaktzeiten sind denkbar, jedoch schwerer zu steuern. Längere Kontaktzeiten können bei besonders trägen chemischen Reaktionen erforderlich sein, verschlechtern jedoch zunehmend die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. The expediently to be selected total contact time of the reaction medium with the inductively heated heating medium depends on the kinetics of the respective chemical reaction. The slower the desired reaction, the longer the contact time is. This has to be adjusted empirically in individual cases. As an indication may be that preferably the reaction medium flows through the flow reactor once or more at such a rate that the total contact time of the reaction medium with the inductively heated heating medium in the range of about 1 second to about 2 hours before separating the target compound. Shorter contact times are conceivable but more difficult to control. Longer contact times may be required for particularly slow chemical reactions, but they are increasingly degrading the economics of the process.
Vorzugsweise führt man das erfindungsgemäße Verfahren so durch, dass das Preferably, the process according to the invention is carried out in such a way that the
Reaktionsmedium im Reaktor unter den eingestellten Reaktionsbedingungen (insbesondere Temperatur und Druck) als Flüssigkeit vorliegt. Hierdurch sind, bezogen auf das Reaction medium in the reactor under the set reaction conditions (in particular temperature and pressure) is present as a liquid. As a result, based on the
Reaktorvolumen, in der Regel bessere Volumen/Zeit-Ausbeuten möglich als bei Reaktionen in der Gasphase. Die Reaktion kann jedoch auch in der Gasphase statt finden, allerdings mit dem Nachteil geringerer Volumenausbeuten. Reactor volume, usually better volume / time yields possible than in reactions in the gas phase. However, the reaction can also take place in the gas phase, but with the disadvantage of lower volume yields.
Es versteht sich von selbst, dass die Natur des Heizmediums und die Auslegung des Induktors so an einander angepasst werden müssen, dass sich die erwünschte Aufheizung des It goes without saying that the nature of the heating medium and the design of the inductor must be adapted to each other so that the desired heating of the
Reaktionsmediums realisieren lässt. Eine kritische Größe hierfür ist einerseits die in Watt ausdrückbare Leistung des Induktors sowie die Frequenz des vom Induktor erzeugten Reaction medium can be realized. A critical factor for this is on the one hand the power expressed in watts of the inductor and the frequency of the inductor generated
Wechselfelds. Prinzipiell muss die Leistung umso höher gewählt werden, je größer die Masse des induktiv zu erwärmenden Heizmediums ist. In der Praxis ist die erzielbare Leistung insbesondere durch die Möglichkeit begrenzt, den zur Versorgung des Induktors erforderlichen Generator zu kühlen. AC field. In principle, the power must be selected the higher, the greater the mass of the heating medium to be heated inductively. In practice, the achievable power is limited in particular by the possibility of cooling the generator required to supply the inductor.
Besonders geeignet sind Induktoren, die ein Wechselfeld mit einer Frequenz im Bereich von etwa 1 bis etwa 100 kHz, vorzugsweise von 10 bis 80 kHz und insbesondere im Bereich von etwa 10 bis etwa 50 kHz, besonders bis 30 kHz erzeugen. Solche Induktoren sowie die zugehörigen Generatoren sind kommerziell erhältlich, beispielsweise von der IFF GmbH in Ismaning (Deutschland). Particularly suitable are inductors which generate an alternating field with a frequency in the range from about 1 to about 100 kHz, preferably from 10 to 80 kHz and in particular in the range from about 10 to about 50 kHz, especially up to 30 kHz. Such inductors and the associated generators are commercially available, for example from IFF GmbH in Ismaning (Germany).
Man führt also die induktive Erwärmung vorzugsweise mit einem Wechselfeld im Mittelfrequenz- Bereich durch. Gegenüber einer Anregung mit höheren Frequenzen, beispielsweise mit solchen im Hochfrequenzbereich (Frequenzen oberhalb von 0,5, insbesondere oberhalb von 1 MHz) hat dies den Vorteil, dass der Energieeintrag in das Heizmedium besser steuerbar ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Reaktionsmedium unter den Reaktionsbedingungen als Thus, inductive heating is preferably carried out with an alternating field in the middle frequency range. Compared to an excitation with higher frequencies, for example those in the high-frequency range (frequencies above 0.5, in particular above 1 MHz), this has the advantage that the energy input into the heating medium is better controllable. This is especially true when the reaction medium under the reaction conditions as
Flüssigkeit vorliegt. Daher ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass das Reaktionsmedium als Flüssigkeit vorliegt und dass Induktoren eingesetzt werden, die ein Wechselfeld im vorstehend genannten Mittelfrequenz-Bereich erzeugen. Dies erlaubt eine wirtschaftliche und gut kontrollierbare Reaktionsführung. Als Heizmedium können beispielsweise verwendet werden: a) MagSilica® 58/85 der Firma Evonik (früher Degussa), Liquid is present. Therefore, in the context of the present invention it is preferred that the reaction medium is present as a liquid and that inductors are used which produce an alternating field in the abovementioned medium-frequency range. This allows an economical and easily controllable reaction. As a heating medium can be used, for example: a) MagSilica ® 58/85 from Evonik (formerly Degussa)
b) Manganferrit-Pulver der Firma SusTech GmbH, Darmstadt, b) manganese ferrite powder from SusTech GmbH, Darmstadt,
c) Bayferrox®318 M: synthetisches alpha-Fe3O4 von Harold Scholz & Co. GmbH, d) Mangan-Zink-Ferrit, mit Ölsäure oberflächenbeschichtet, Ferritanteil 51 ,7 Gew.-%, Firma SusTech GmbH, Darmstadt c) Bayferrox ® 318 M: synthetic alpha-Fe 3 O 4 by Harold Scholz & Co. GmbH, d) Manganese-zinc ferrite surface-coated with oleic acid, ferrite 51, 7 wt .-%, company SusTech GmbH, Darmstadt
e) Kugeln oder andere Formkörper, aufgerollte Bleche, Späne, aufgerollte Netze oder Wolle aus Metall. e) Spheres or other shaped articles, rolled-up metal sheets, shavings, rolled-up nets or wool of metal.
f) Fe2θ"3, insbesondere in Form von Nanopartikel mit einer Partikelgröße im Bereich von 20 bis 200 nm oder Fe3O4, insbesondere in Form von Nanopartikel mit einer Partikelgröße im Bereich von 20 bis 200 nm (jeweils erhältlich von der DKSH GmbH, Deutschland), g) Stahlkugeln, beispielsweise Kugellagerkugeln, vorzugsweise mit einem Durchmesser von maximal 1 mm, z.B zwischen 0,5 und 1 mm f) Fe 2 θ "3, in particular in the form of nanoparticles (having a particle size in the range of 20 to 200 nm or Fe 3 O 4, in particular in the form of nanoparticles having a particle size in the range of 20 to 200 nm, respectively available from DKSH GmbH, Germany), g) steel balls, for example ball bearing balls, preferably with a diameter of at most 1 mm, for example between 0.5 and 1 mm
In einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Heizmedium ferromagnetisch und weist eine Curie-Temperatur im Bereich von etwa 40 bis etwa 2500C auf, die man so auswählt, dass sich die Curie-Temperatur um nicht mehr als 200C, vorzugsweise nicht mehr als 10°C von der ausgewählten Reaktionstemperatur unterscheidet. Dies führt zu einem inhärenten Schutz vor einer unbeabsichtigten Überhitzung. Das Heizmedium lässt sich durch elektromagnetische Induktion nur bis zu seiner Curie-Temperatur aufheizen, während es bei einer darüber liegenden Temperatur nicht weiter durch das elektromagnetische Wechselfeld erwärmt wird. Selbst bei einer Fehlfunktion des Induktors kann auf diese Weise verhindert werden, dass die Temperatur des Reaktionsmediums unbeabsichtigt auf einen Wert deutlich oberhalb der Curie-Temperatur des Heizmediums ansteigt. Fällt die Temperatur des In a specific embodiment of the method according to the invention, the heating medium is ferromagnetic and has a Curie temperature in the range of about 40 to about 250 0 C, which is selected so that the Curie temperature by not more than 20 0 C, preferably not more than 10 ° C from the selected reaction temperature. This leads to inherent protection against accidental overheating. The heating medium can be heated by electromagnetic induction only up to its Curie temperature, while it is not further heated by the electromagnetic alternating field at an overlying temperature. Even with a malfunction of the inductor can be prevented in this way that the temperature of the reaction medium unintentionally increases to a value well above the Curie temperature of the heating medium. If the temperature of the falls
Heizmediums wieder unter seine Curie-Temperatur ab, lässt es sich erneut durch Heating medium again below its Curie temperature, it can be through again
elektromagnetische Induktion erwärmen. Dies führt zu einer Selbstregelung der Temperatur des Heizmediums im Bereich der Curie-Temperatur. to heat electromagnetic induction. This leads to a self-regulation of the temperature of the heating medium in the range of the Curie temperature.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können beispielsweise folgende Reaktionen durchgeführt werden, wobei die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist. By the method according to the invention, for example, the following reactions can be carried out, but the invention is not limited to these.
a) Spaltung oder Pyrolyse von Fetten oder Ölen (wozu Temperaturen im Bereich von  a) fission or pyrolysis of fats or oils (for which temperatures in the range of
mindestens 200 0C, insbesondere von mindestens 300 0C, bis etwa 600 0C erforderlich sein können), at least 200 ° C., in particular from at least 300 ° C., to about 600 ° C. may be required),
b) Depolymerisierungsreaktionen, beispielsweise die Spaltung von Polyolefinen oder von Cyanacrylat-Polymeren oder Oligomeren in kleinere Fragmente oder Monomere (was im Falle der Cyanacrylate Temperaturen im Bereich von etwa 140 0C bis etwa 200 0C erfordert), b) depolymerization reactions, for example the cleavage of polyolefins or of cyanoacrylate polymers or oligomers into smaller fragments or monomers (which is described in US Pat Case of cyanoacrylates temperatures in the range of about 140 0 C to about 200 0 C requires),
c) Retrocycloadditionen (wie Retro-Diels-Alder Reaktionen),  c) retrocycloadditions (such as retro-Diels-Alder reactions),
d) Grob'sche Fragmentierungen (in ihrer allgemeinen Form): d) coarse 'sche fragmentation (in its general form):
Ausführungsbeispiele embodiments
Die nachfolgenden Beispiele zeigen Reaktionen, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem Durchflussreaktor im Labormaßstab durchgeführt wurden. Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich hierauf nicht beschränkt. The following examples show reactions that were carried out with the method according to the invention in a flow-through reactor on a laboratory scale. The present invention is of course not limited thereto.
Als Rohrreaktoren wurden Glasrohre von 10 cm Länge und unterschiedlichen Innen- und Außendurchmesser benutzt. An beiden Enden wurden die Rohre mit Verschraubungen versehen, um HPLC-Anschlüsse und die passenden Schläuche anbringen zu können. As tube reactors glass tubes of 10 cm in length and different inner and outer diameter were used. At both ends, the pipes were glanded to attach HPLC ports and mating hoses.
Der Verwendete Induktor hatte folgende Leistungsmerkmale: Induktivität: 134 μHenry, The inductor used had the following characteristics: inductance: 134 μHenry,
Windungszahl der Spule: = 2 16, Querschnittsfläche = 2.8 mm2 (Die Querschnittsfläche ergibt sich aus der Anzahl der verwendeten Leiterdrähte in dem Induktor und ihrem Durchmesser.) Der Durchmesser des Spalts zur Aufnahme der Rohrreaktoren betrug 12 mm. Der Induktor wurde bei allen Versuchen mit einer Frequenz von 25 kHz betrieben. Number of turns of the coil: = 2 16, cross-sectional area = 2.8 mm 2 (The cross-sectional area results from the number of conductor wires used in the inductor and their diameter.) The diameter of the gap for receiving the tubular reactors was 12 mm. The inductor was operated at a frequency of 25 kHz in all experiments.
In den durchgeführten Experimenten wurde die festgelegte Frequenz von 25 kHz konstant gelassen und lediglich über die PWM (PWM = Ein- und Ausschalten eines Rechtecksignals bei fester Grundfrequenz) eine Steuerung der Erwärmung vorgenommen. Im Weiteren wird die PWM in %o angegeben. Die Messung der induzierten Temperatur wurde mit einem In the experiments carried out, the fixed frequency of 25 kHz was left constant and only the PWM (PWM = switching on and off of a square wave signal at a fixed fundamental frequency) controlled the heating. In the following, the PWM is stated in% o. The measurement of the induced temperature was performed with a
Thermoelement und einem Infrarotthermometer durchgeführt. Das Thermoelement wurde direkt hinter dem Reaktor im Fluid angebracht, um eine möglichst genaue Messung zu ermöglichen. Dabei musste auf Grund der metallischen Bauteile des Temperaturfühlers jedoch ein Thermocouple and an infrared thermometer performed. The thermocouple was mounted directly behind the reactor in the fluid to allow the most accurate measurement possible. However, due to the metallic components of the temperature sensor, one had to
Mindestabstand von 4 cm eingehalten werden. Als zweite Temperaturmessung wurde ein Laserinfrarotthermometer mit Scharfpunktoptik verwendet. Der Messpunkt hatte einen Minimum distance of 4 cm. The second temperature measurement used was a sharp-focus laser infrared thermometer. The measuring point had one
Durchmesser von 1 mm. Mit dieser Methode sollte die Oberflächentemperatur des Reaktors gemessen werden, um dadurch einen zweiten Messpunkt für die Temperaturbestimmung zu erhalten. Bei einer Infrarotmessung ist der Emissionsfaktor des Materials eine wichtige Diameter of 1 mm. With this method, the surface temperature of the reactor should be be measured to thereby obtain a second measuring point for the temperature determination. In an infrared measurement, the emission factor of the material is important
Konstante. Er ist ein Maß für die Wärmeabstrahlung. Es wurde mit einem Emissionsfaktor von 0,85 gearbeitet, was einem Durchschnittsglas entspricht. Constant. He is a measure of the heat radiation. It was worked with an emission factor of 0.85, which corresponds to an average glass.
Decarboxylierungsreaktionen: decarboxylation reactions:
Ein Glasreaktor (12 cm lang, 8,5 mm innerer Durchmesser) wird mit MagSilica™ und Zink (-5,5 g) gefüllt und beidseitig mit Watte abgeschlossen. Das eine Ende des Reaktors wird an eine HPLC-Pumpe angeschlossen, das andere Ende wird mit einem Auffanggefäß verbunden. Der Reaktor wird in den Induktor eingesetzt und anschließend mit Λ/,Λ/-Dimethylformamid (DMF) gespült. Anschließend wird eine Flussrate von 0,2 mL/min eingestellt und die Temperatur des Reaktors auf 135 0C eingestellt (Anregungsfrequenz: 25 kHz, Leistungseinstellung: 550 Promille). Nachdem die Temperatur konstant bleibt wird eine Lösung der Dicarbonsäure 1 (50 mg, 0,35 mmol) in DMF (5 mL) bei 0,2 mL/min durch den Reaktor gepumpt. Anschließend werden weitere 15 mL DMF durch den Reaktor gepumpt. Die vereinigten organischen Phasen werden mit 4 M HCl angsäuert und mehrmals mit Essigsäureethylester extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden über MgSO4 getrocknet im Vakuum eingeengt. A glass reactor (12 cm long, 8.5 mm internal diameter) is filled with MagSilica ™ and zinc (-5.5 g) and finished with cotton wool on both sides. One end of the reactor is connected to an HPLC pump, the other end is connected to a receiver. The reactor is inserted into the inductor and then rinsed with Λ /, Λ / -dimethylformamide (DMF). Subsequently, a flow rate of 0.2 ml / min is set and the temperature of the reactor is set to 135 ° C. (excitation frequency: 25 kHz, power setting: 550 parts per thousand). After the temperature remains constant, a solution of dicarboxylic acid 1 (50 mg, 0.35 mmol) in DMF (5 mL) is pumped through the reactor at 0.2 mL / min. Subsequently, another 15 mL DMF are pumped through the reactor. The combined organic phases are acidified with 4 M HCl and extracted several times with ethyl acetate. The combined organic phases are dried over MgSO 4 and concentrated in vacuo.
Titelverbindung 2 wird ohne weitere Reinigung als farbloses Öl erhalten (26,7 mg, 0,27 mmol, 76 % Ausbeute). 1H-NMR (400 MHz ,CDCI3, für Hauptprodukt): 5,83 (m, 1 H, H-4), 5,08 (dd, 1 H, J1 = 0,9 Hz, J2 = 17,1 Hz, H-5a), 5,02 (dd, J1 = 0,8 Hz, J2 = 9,7 Hz, H-5b), 2,46 (m, 2 H, H-2), 2,38 (m, 2 H, H-3); 13C-NMR (400 MHz, CDCI3): 178,6 (q, C-1 ), 136,5 (t, C-4), 115,8 (s, C-5), 33,4 (s, C-2), 28,7 (s, C-3). Die Daten stimmen mit der kommerziell erhältlichen Verbindung überein. Title compound 2 is obtained as a colorless oil without further purification (26.7 mg, 0.27 mmol, 76% yield). 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , for major product): 5.83 (m, 1 H, H-4), 5.08 (dd, 1 H, J 1 = 0.9 Hz, J 2 = 17 , 1 Hz, H-5a), 5.02 (dd, J 1 = 0.8 Hz, J 2 = 9.7 Hz, H-5b), 2.46 (m, 2 H, H-2), 2.38 (m, 2H, H-3); 13 C-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): 178.6 (q, C-1), 136.5 (t, C-4), 115.8 (s, C-5), 33.4 (s , C-2), 28.7 (s, C-3). The data are consistent with the commercially available compound.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Durchführen einer chemischen Reaktion zur Herstellung einer A method of carrying out a chemical reaction to produce a
Zielverbindung durch Erwärmen eines Reaktionsmediums enthaltend einen Reaktanten in einem Reaktor, wobei man das Reaktionsmedium in Kontakt mit einem durch elektromagnetische Induktion erwärmbaren festen Heizmedium bringt, das sich innerhalb des Reaktors befindet und das von dem Reaktionsmedium umgeben ist, und das Heizmedium durch elektromagnetische Induktion mit Hilfe eines Induktors erwärmt, wodurch die Zielverbindung entsteht und wobei man die Zielverbindung von dem Heizmedium abtrennt, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielverbindung eine geringere Molmasse als der Reaktant aufweist und dass zu ihrer Herstellung aus dem Reaktanten mindestens eine kovalente Bindung des Reaktanten gespalten wird.  A target compound by heating a reaction medium containing a reactant in a reactor, bringing the reaction medium in contact with a heatable by electromagnetic induction solid heating medium, which is located within the reactor and which is surrounded by the reaction medium, and the heating medium by electromagnetic induction with the aid of an inducer, whereby the target compound is formed and wherein the target compound is separated from the heating medium, characterized in that the target compound has a lower molecular weight than the reactant and that for their preparation from the reactant at least one covalent bond of the reactant is cleaved.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Heizmedium 2. The method according to claim 1, characterized in that the heating medium
ausgewählt ist aus Partikeln elektrisch leitfähiger und/oder magnetisierbarer Festkörper, wobei die Partikel eine mittlere Teilchengröße im Bereich von 1 bis 1000 nm haben.  is selected from particles of electrically conductive and / or magnetizable solid, wherein the particles have an average particle size in the range of 1 to 1000 nm.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dass das Heizmedium 3. The method according to claim 2, characterized in that that the heating medium
ausgewählt ist aus Partikeln elektrisch leitfähiger und/oder magnetisierbarer Festkörper, wobei die Partikel eine mittlere Teilchengröße im Bereich von 20 bis 250 nm haben  is selected from particles of electrically conductive and / or magnetizable solid, wherein the particles have an average particle size in the range of 20 to 250 nm
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizmedium ausgewählt ist aus Partikeln elektrisch leitfähiger und/oder magnetisierbarer Festkörper, wobei jedes Partikel mindestens einen Kern aus einem elektrisch leitfähigen und/oder magnetisierbarem Material enthält, der von einem nicht magnetischen Material umhüllt ist. 4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the heating medium is selected from particles of electrically conductive and / or magnetizable solid, each particle contains at least one core of an electrically conductive and / or magnetizable material, of a non-magnetic material is wrapped.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsmedium den Reaktanten darstellt. 5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the reaction medium is the reactant.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man es in einem Durchflussreaktor durchführt, der zumindest teilweise mit dem festen Heizmedium gefüllt ist und hierdurch mindestens eine durch elektromagnetische Induktion erwärmbare Heizzone aufweist, wobei das Reaktionsmedium den 6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that it is carried out in a flow reactor, which is at least partially filled with the solid heating medium and thereby at least one heatable by electromagnetic induction heating zone, wherein the reaction medium the
Durchflussreaktor durchströmt und wobei sich der Induktor außerhalb des Reaktors befindet. Passage through the flow reactor and wherein the inductor outside the reactor located.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor als Druckreaktor ausgelegt ist und die chemische Reaktion bei einem Druck von oberhalb Atmosphärendruck, vorzugsweise von mindestens 1 ,5 bar durchgeführt wird. 7. The method according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the reactor is designed as a pressure reactor and the chemical reaction at a pressure of above atmospheric pressure, preferably of at least 1, 5 bar is performed.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das 8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the
Reaktionsmedium den Durchflussreaktor mit einer solchen Geschwindigkeit einmal oder mehrmals durchströmt, dass die gesamte Kontaktzeit des Reaktionsmediums mit dem Heizmedium im Bereich von einer Sekunde bis 2 Stunden liegt.  Reactive medium flows through the flow reactor at such a rate once or several times that the total contact time of the reaction medium with the heating medium in the range of one second to 2 hours.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsmedium im Reaktor als Flüssigkeit vorliegt. 9. The method according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the reaction medium is present in the reactor as a liquid.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Reaktion ausgewählt ist aus der Gruppe: 10. The method according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the chemical reaction is selected from the group:
a) Spaltung oder Pyrolyse von Fetten oder Ölen,  a) fission or pyrolysis of fats or oils,
b) Depolymerisierungsreaktionen.  b) depolymerization reactions.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Reaktion eine Depolymerisierungsreaktion darstellt, ausgewählt aus der Gruppe: Spaltung von Polyolefinen oder von Cyanacrylat-Polymeren oder Oligomeren in kleinere Fragmente oder Monomere. 11. The method according to claim 10, characterized in that the chemical reaction represents a Depolymerisierungsreaktion selected from the group: cleavage of polyolefins or of cyanoacrylate polymers or oligomers into smaller fragments or monomers.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor ein Wechselfeld mit einer Frequenz im Bereich von 1 bis 100 kHz, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 80 kHz und insbesondere bis 50 kHz erzeugt. 12. The method according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the inductor generates an alternating field having a frequency in the range of 1 to 100 kHz, preferably in the range of 10 to 80 kHz and in particular to 50 kHz.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Molmasse der Zielverbindung höchstens halb so groß wie diejenige des Reaktanten. 13. The method according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that the molecular weight of the target compound at most half as large as that of the reactant.
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