ReactIR实时在线反应分析技术经常与RC1e全自动实验室反应量热器1-3联用来提高化学过程的安全。ReactIR属于一种原位过程分析工具，使用户能直接监控所关注的组分。由于有些危险物种的反应活性较高，原位分析是跟踪浓度变化趋势的惟一方法。另一方面，从反应器取样后同时要进行稀释或其他样品处理，这均将明显改变样品的成分。本文将介绍RC1e与ReactIR技术联用监测格氏试剂的合成。

ReactIR研究有关Grignard试剂的应用报道涉及Grignard试剂的安全放大3和卡宾磷配合物与Grignard试剂生成两性卡宾配合物的反应4。这些重要的试剂被广泛应用了接近一个世纪，人们已经发现了它们潜在的反应危险：1.反应的延迟可能会导致烷基卤或芳基卤的积累或者反应失控；2.反应放热经常瞬间发生，而且非常剧烈；3.起点判断错误——操作者观察温度或者压力的变化会错误地相信反应已经开始，从而导致烷基卤或者芳基卤的加料速度太快；4.格氏试剂生成的快速反应动力学和高反应活性，不可能进行取样作离线测试，因此非常需要在线手段进行反应过程监测。

图1的三维红外谱图显示卤化物和产物随时间而变化的红外吸收。反应在开始阶段引发的延迟导致卤化物浓度的增大。直到15min后，反应才开始引发，随着格氏试剂的不断生成，其浓度不断增加。通过ReactIR实时在线反应分析系统对开始阶段卤化物滴加要求的了解，防止卤化物的积累，提高过程安全性。

图2中， ReactIR反应物和产物的“相对浓度-时间”曲线显示了在反应终点卤化物和产物的浓度变化。整个反应期间产物的生成过程显而易见，在卤化物滴加停止后，卤化物的浓度到达最高点，然后下降到平衡位置，说明卤化物的加料速度比反应速度要快。由于卤化物相对镁过量，因此看到最终卤化物的浓度并没有回到零。

图3中的热流曲线中，可以清楚看到各个阶段的热数据。通过这些热数据，可以了解整个反应的动力学过程，对过程安全作综合判断。结合ReactIR提供的信息，加速反应放大，防止反应失控的发生。

对于这类型的反应，应用ReactIR和RC1e联用进行监测有以下好处：首先，能实时地监测烷基卤或者芳基卤的浓度变化，在危险发生之前能及时提醒用户。其次，在这个含有易燃试剂的放热反应中，分析是在当前反应条件下进行的，用户无需从反应器中取样分析。再者，结合动力学和热力学信息，有利于加速反应放大，防止反应失控的发生。

【参考文献】

[1] “A Calorimetric Investigation to Safely Scale-Up a Curtius Re-arrangement of Acryloyl Azide”, am Ende, D.; DeVries, K.; Clifford, P.; Brenek, S.; Org. Proc. Res. Dev., 2, 1998, 382-392.

[2] “Streamlining Process R&D Using Multidimensional Analytical Technology”, McConnell, J.R.; Barton, K.P.; LaPack, M.A.; DesJardin, M.A.; Org. Proc. Res. Dev.; (Technical Note); 2002; ASAP Article. DOI: 10.1021/op0255332., www.acs.org.

[3] “Preparation of Grignard Reagents: FTIR and Calorimetric Investigation for Safe Scale-up”, am Ende, D.J.; Clifford, P.J.; DeAntonis, D.M.; Santa Maria, C.; Brenek, S.J.; Org. Proc. Res. Dev., 3(5), 1999, 319-329.

[4] “Monomeric and Dinuclear Tungsten Carbyne Complexes Containing Benzyl, Allyl, and Alkenyl Carbyne Substituents” Enriquez, A.; Templeton, J.; Organometallics, 21(5), 2002, 852-863.