PROCEDIMIENTO PARA EFECTUAR REACCIONES QUÍMICAS CON UN MEDIO DE CALENTAMIENTO CALENTADO POR INDUCCIÓN.

Procedimiento para efectuar reacciones químicas con un medio de calentamiento calentado por inducción La presente invención pertenece al ámbito de la síntesis química y se refiere a un procedimiento para efectuar una reacción química con un medio de calentamiento calentado por inducción. Para efectuar reacciones químicas inducibles térmicamente se conocen varios métodos de calentamiento de los reactivos. El más aplicado es el calentamiento por aportación de calor. Los reactivos se hallan dentro de un reactor y se pueden calentar o bien calentando las paredes del reactor propiamente dicho o bien montando dentro del reactor elementos transmisores de calor, como son los serpentines de calentamiento o los tubos o las placas de intercambio térmico. Este procedimiento es relativamente lento, de modo que el calentamiento de los reactivos se efectúa lentamente y por otro lado la aportación de calor no puede interrumpirse con rapidez ni incluso sustituirse por un enfriamiento. Una alternativa consiste en calentar los reactivos por irradiación de microondas de los reactivos propiamente dicho o del medio, que contiene a los reactivos. Pero los generadores de microondas conllevan un considerable riesgo de seguridad porque son aparatos costosos y se corre el riesgo de que la radiación salga hacia fuera. A diferencia de ello, la presente invención desarrolla un procedimiento, en el que se calienta un medio de reacción poniéndolo en contacto con un medio de calentamiento que puede calentarse por inducción electromagnética, que se puede calentar desde fuera por inducción electromagnética efectuada por un inductor. El procedimiento del calentamiento por inducción lleva mucho tiempo aplicándose en la industria. Los usos más frecuentes son la fusión, el temple, la sinterización y el tratamiento térmico de las aleaciones. Pero también los procesos del tipo pegado, contracción o unión de componentes son otros usos conocidos de esta técnica de calentamiento. Por la solicitud de patente alemana DE 198 00 294 se conocen procedimientos para aislar y analizar biomoléculas, en los que estas biomoléculas están unidas a la superficie de partículas magnéticas calentables por inducción. En este documento se describe: El principio de acción consiste en que, sobre la superficie de una matriz polimérica funcional, sobre la que se hallan encapsulados coloides magnéticos o partículas magnéticas finamente dispersadas que pueden calentarse por inducción, se fijan por absorción o por enlaces covalentes unas biomoléculas que son capaces de unirse en virtud del principio de afinidad complementaria a los analitos, p.ej. secuencias de DNA/RNA, anticuerpos, antígenos, proteínas, células, bacterias, virus o esporas de hongos. Una vez fijado el analito sobre la matriz pueden calentarse las partículas magnéticas en un campo magnético alterno de alta frecuencia a temperaturas relevantes para el análisis, el diagnóstico o la terapia, que se sitúan con preferencia entre 40 y 120ºC. Por lo demás, en este documento se describe el diseño técnico de sistemas de bobinas y de generadores de alta frecuencia, que pueden utilizarse en este procedimiento. En el documento mencionado se describe, pues, el uso de partículas calentables por inducción para el análisis de biomoléculas o sistemas biológicos complejos. En DE 10 2005 051637 se describe un sistema de reactor microestructurado así como un procedimiento para la realización de una reacción química en dicho reactor. El reactor propiamente dicho se calienta por inducción electromagnética. La transmisión térmica al medio de reacción se realiza a través de las paredes calentadas del reactor. Esto limita por un lado la magnitud de la superficie disponible para el calentamiento del medio de reacción. Por otro lado es necesario calentar partes del reactor que no están en contacto directo con el medio de reacción. En la patente US-5,110,996 se describe la fabricación del fluoruro de vinilideno por reacción del diclorodifluormetano con metano en fase gaseosa dentro de un reactor calentado. El reactor se ha llenado con un material de relleno no metálico. La cámara de reacción, que contiene este material de relleno, está envuelta por un encamisado metálico, que se calienta desde el exterior por inducción electromagnética. La cámara de reacción propiamente dicha se calienta, pues, desde fuera, con lo cual el material de relleno con el tiempo se calienta también por radiación de calor y/o por transmisión de calor. No hay un calentamiento directo del material de relleno, alrededor del cual fluyen los reactivos, por inducción electromagnética en el caso de que este material de relleno sea eléctricamente conductor, porque la pared metálica del reactor actúa como pantalla que no deja pasar los campos electromagnéticos de la bobina inductora. En WO 95/21126 se describe un procedimiento de obtención de ácido cianhídrico en fase gaseosa a partir de amoníaco y un hidrocarburo mediante un catalizador metálico. El catalizador se halla dentro de la cámara de reacción, de modo que los reactivos fluyen a su alrededor. Se calienta desde fuera por inducción electromagnética con una frecuencia de 0,5 a 30 MHz, es decir, con un campo alterno de alta frecuencia. Esto documento cita la patente US 5,110,996 ya mencionada antes, añadiendo la observación de que el calentamiento inductivo normalmente se reali- 2 ES 2 367 467 T3 za en el intervalo de frecuencia de 0,1 a 0,2 MHz. Este dato no procede de la patente US 5,110,996 antes mencionada, por lo cual no queda claro a qué se refiere. En WO 00/38831 se describen procesos controlados de adsorción y desorción, en los que la temperatura del material absorbente se regula por inducción electromagnética. Es objeto de la presente invención un procedimiento para efectuar una reacción química destinada a obtener un compuesto deseado por calentamiento de un medio de reacción que contiene por lo menos un primer reactivo en un reactor, con lo cual se forma o se altera el enlace química entre el primer reactivo o entre el primer reactivo y un segundo reactivo, para ello se pone en contacto el medio de reacción con un medio de calentamiento sólido calentable por inducción electromagnética, situado en el interior del reactor y rodeado por el medio de reacción y dicho medio de calentamiento se calienta por inducción electromagnética generada por un inductor, formándose a partir del primer reactivo o a partir del primero y el segundo reactivos el compuesto deseado y separando el compuesto deseado del medio de calentamiento, dicho medio de reacción está presente en el reactor en forma de líquido y el inductor genera un campo alterno de una frecuencia comprendida entre 1 y 100 khz. La reacción química tiene lugar, pues, por calentamiento de un medio de reacción, que contiene por lo menos un primer reactivo. Esto incluye la posibilidad de que el medio de reacción, por ejemplo un líquido, pueda participar en la reacción y por tanto que sea un reactivo. La totalidad del medio de reacción puede estar formada, pues, por un reactivo. Además, un reactivo puede disolverse o dispersarse en el medio de reacción, siendo el medio de reacción de por sí inerte o bien siendo también reactivo. O bien, uno, dos o más reactivos están disueltos o dispersados en un medio de reacción, que de por sí no sufre alteración a raíz de la reacción química. El medio de reacción puede estar formado por un solo reactivo o contener un solo reactivo, las moléculas del reactivo pueden reaccionar entre sí o bien puede haber incluso una alteración del sistema de enlace químico en las moléculas individuales del reactivo. En ambos casos, el reactivo sufre una alteración química. Pero, en el caso más general reaccionan entre sí dos o más reactivos, con lo cual las uniones químicas dentro y/o entre los distintos reactivos pueden desplazarse o formarse. El medio de calentamiento sólido está rodeado por el medio de reacción. Esto puede significar que el medio de calentamiento sólido, prescindiendo de sus posibles zonas marginales, se halla dentro del medio de reacción, p.ej. cuando el medio de calentamiento está presente en forma de partículas, virutas, alambres, redes, lana, cuerpos de relleno, etc. Esto puede significar además que el medio de reacción fluye bañando al medio de calentamiento por una multitud de cavidades huecas existentes en el medio de calentamiento, por ejemplo cuando este está formado por una o varias membranas, un haz de tubos, una lámina metálica enrollada, fritas, cuerpos de relleno porosos o una espuma. El medio de calentamiento está esencialmente bañado por el medio de reacción, porque la mayor parte de su superficie (el 90 % o más) está en contacto con el medio de reacción. En cambio, en el caso de un reactor, cuya pared exterior se calienta por inducción electromagnética... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para efectuar una reacción química destinada a la obtención de compuesto deseado por calentamiento de un medio de reacción que contiene por lo menos un primer reactivo en un reactor, con la que se forma o se altera un enlace químico dentro del primer reactivo o entre el primer y el segundo reactivos, dicho medio de reacción se pone en contacto con un medio sólido de calentamiento calentable por inducción electromagnética, que se halla dentro del reactor y está bañado por el medio de reacción, y el medio de calentamiento se calienta por inducción electromagnética generada por un inductor, en dicha reacción a partir del primer reactivo o bien del primer y del segundo reactivos se forma el compuesto deseado y se separa el compuesto deseado del medio de calentamiento, caracterizado porque el medio de reacción dentro del reactor está presente en forma de líquido y porque el inductor genera un campo alterno con una frecuencia comprendida entre 1 y 100 kHz. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de calentamiento se elige entre partículas de sólidos eléctricamente conductores y/o magnetizables, dichas partículas tienen un tamaño medio comprendido entre 1 y 1000 nm. 3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el medio de calentamiento se elige entre partículas de sólidos magnetizables, cada partícula contiene por lo menos un núcleo de material magnetizable, que está envuelto por un material no magnético. 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque el medio de calentamiento se elige entre partículas de sólidos magnetizables y porque estas están mezcladas con otras partículas que no pueden calentarse por inducción electromagnética. 5. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones de 1 a 4, caracterizado porque el medio sólido de calentamiento tiene la superficie recubierta por una sustancia catalíticamente activa para la reacción química. 6. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones de 1 a 5, caracterizado porque se realiza la reacción química por partidas (de modo discontinuo) y durante la reacción el medio de reacción y el medio sólido de calentamiento se mueven el uno respecto al otro. 7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el medio de reacción junto con las partículas del medio de calentamientos se halla dentro de un reactor y se mueve por acción de un elemento agitador que se halla en el medio de reacción, dicho elemento agitador está configurado como inductor, que calienta las partículas del medio de calentamiento. 8. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones de 1 a 5, caracterizado porque se realiza la reacción química en un reactor de circulación interior, que se ha llenado por lo menos parcialmente con un medio sólido de calentamiento y por ello presenta por lo menos una zona de calentamiento calentable por inducción electromagnética, dicho medio de reacción atraviesa el reactor de circulación y dicho inductor se halla fuera del reactor. 9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el medio de reacción atraviesa una o varias veces el reactor de circulación interior con una velocidad tal que el tiempo de contacto total del medio de reacción con el medio de calentamiento se sitúa entre un segundo y 2 horas. 10. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones de 1 a 9, caracterizado porque el reactor está configurado como reactor de presión y la reacción química se realiza a una presión superior a la presión atmosférica, con preferencia a una presión por lo menos de 1,5 bares. 11. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones de 1 a 10, caracterizado porque el medio de calentamiento es ferromagnético, tiene una temperatura de Curie comprendida entre 40 y 250ºC y se elige de tal manera que la temperatura de Curie no difiera en más de 20ºC de la temperatura de reacción elegida. 12. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones de 1 a 11, caracterizado porque con la reacción química se forma un enlace químico entre dos átomos de C o entre un átomo de C y un átomo X, eligiéndose X entre: H, B, O, N, S, P, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi y halógeno. 19