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Chimie avancée : 2019 - Des milliers de synthèses solides sans déchets de 2 mmol à l'échelle industrielle et des procédés avec un rendement de 100 % dans 26 types de réactions - Gerd Kaupp

 Gerd Kaupp

 Il a été démontré que les réactions moléculaires et ioniques préparatives à l'état solide (gaz-solide et solide-solide) se déroulent rapidement, avec une achèvement défini, à une énergie d'activation réduite et avec un rendement de 100 %, sans gaspillage et généralement spécifiques. Il a été démontré au niveau moléculaire que la fusion locale n'est pas nécessaire et que des migrations moléculaires anisotropes de grande portée se produisent dans les cristaux le long des canaux cristallographiques, des plans de clivage et vers les vides (y compris les solides amorphes) lors de la réaction chimique (relâchement de pression). De telles connaissances mécanistes sont en contradiction avec l'hypothèse topochimique de Schmidt et malgré des preuves cent fois supérieures, avec plus de 1000 réactions sans gaspillage à 100 % de rendement (produit solide directement pur, sans solvant nécessitant un traitement) dans toute la chimie dans 26 types de réactions. Néanmoins, les meilleurs chimistes aspirent toujours à des liquides (locaux) dans les réactions moléculaires à l'état solide et suggèrent de chauffer au-dessus des températures eutectiques, ou bien ils « inventent » rétrogradement le broyage assisté par liquide (LAG) afin de rester fidèles à leur hypothèse depuis longtemps réfutée : ils obtiennent un rendement médiocre, une réaction incomplète, nécessitent des catalyseurs et un traitement chromatographique, en niant et en perdant les bénéfices de l'état solide. Malheureusement, ils évitent souvent de citer les performances optimales de la gazéification des solides ou du co-broyage stœchiométrique des cristaux strictement en dessous de la température eutectique la plus basse (y compris le refroidissement profond) sans fusion locale. Les exemples les plus étonnants des 26 types de réactions pour une synthèse sans déchets sont par ailleurs des produits nouveaux non disponibles sous contrôle de température. Ceux-ci seront soulignés et les relations avec les diagrammes de conditionnement seront discutées. Les synthèses précédentes sont améliorées (100%, pas de catalyseurs, pas d'humidité, sélectivité élevée ou spécificité majoritaire, meilleure utilisation des réactifs (NaHCO3 au lieu de NaOH, les 4 liaisons BH de NaBH4 au lieu d'une seule, etc.). La mise à l'échelle sans gaspillage des réactions à l'état solide dans les colonnes et les broyeurs à boulets jusqu'à 20 et 100 L, et la possibilité d'une production industrielle continue seront présentées avec des exemples réels, l'équipement discuté. Ceci est respectueux de l'environnement, économise l'environnement, les coûts et la main-d'œuvre. La chimie organique à l'état solide a commencé vers 1900 avec la photodimérisation de l'anthracène solide 1 et de la coumarine 2 et des acides cinnamiques 3. Les revendications antérieures sont difficiles à localiser. L'application de l'analyse aux rayons X aux cristaux moléculaires organiques a conduit à une augmentation considérable des structures cristallines disponibles pour mesurer les distances entre les centres de réaction, mais la concentration disponible n'a pas conduit à une amélioration de la compréhension / prédiction de la réactivité à l'état solide. Le terme topochimie de Kohlschütter 4 décrit une hydrolyse alcaline d'un cristal KAl(SO4)2 dans un gel Al(OH)3. Elle a été copiée en 1964 pour signifier que les mouvements moléculaires et atomiques des cristaux étaient limités à des distances <. 2,7 Å 5. La « topochimie » de cette hypothèse largement redéfinie avec The Hype s'est développée. Malheureusement,Cette déclaration étrangement rachetée est toujours considérée dans les manuels et les articles, même si l'inactivité est souvent la plus dérangeante <4.2 expliquée n'est pas expliquée, car la pression locale du problème n'est pas prise en compte. Ainsi, les réactions gaz-solide et solide-solide émergentes ont été essentiellement entravées pour se développer. Néanmoins, de nombreux "chercheurs renommés" ont fait carrière grâce au battage médiatique de la "topochimie" de 1964. Par conséquent, un défi clair à l'hypothèse du domaine de la "topochimie". Il s'agit de l'application de la microscopie à force atomique (AFM) qui est démontrée expérimentalement dans les photoréactions d'un état solide qui nécessite une migration moléculaire et un site de réaction avec un changement géométrique. Des exceptions connues depuis longtemps à la "topochimie" étaient disponibles à ses débuts. Deux principes scientifiques ont été violés : l'hypothèse et les affirmations doivent être étayées et non étayées. Le seul moyen de soulager la pression locale massive est la migration moléculaire. Cela a été publié depuis 1992 et révisé. D'autres images peuvent être trouvées dans les publications originales citées. De plus, la microscopie optique en champ proche (SNOM) qui analyse les surfaces rugueuses a été développée pour sécuriser ces faits de manière indépendante. Si l'emballage cristallin n'offre pas de moyen de migration, il