[发明专利]用于化学反应的物质容器

说明书

本申请是PCT国际申请日为2011年11月7日，PCT国际申请号为PCT/CH2011/000266、国家申请号为2011800535792并且发明名称为“用于化学反应的物质容器”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于根据独立权利要求1的前序的容纳化学物质的容器，容器的组件，以及这种容器用于停止化学反应的用途。

背景技术

用于通过使两种以上物质在反应器中反应而进行化学反应的方法描述在WO 02/13969 A1(以及相应的文献US 2004/0235046 A1)中，其中用于该反应需要的物质的至少一种存在于以气密方式封闭的容器中，被引入到反应器中或与所述容器一起引入到反应器中，并且通过或者在反应之前或者在反应过程中破开容器而从容器释放。这里，将容器在反应器内通过化学、物理或机械影响的无目标施加而破开，典型地，例如通过在反应器中提供的搅拌器的冲击效应。此外，在反应器中占优势的压力还可以导致物质容器破开。在WO 02/13969 A1中的方法的情况下，使用物质容器的组件，其各自容纳有基于摩尔当量分级的物质量。这种预填充有基于摩尔当量分级的物质量的容器的使用使得实验室化学家容易进行用于相应的反应所需的物质的正确计量加入，和/或使得可以用预填充的物质量“操作”必须的物质量。这是有重大意义的，尤其是当进行平行反应时。

对于很多化学反应，相对小和微小的物质量通常必须在反应的过程中，当时间上精确预定的时刻或一旦达到精确定义的物理状态，例如压力时，引入至位于反应器中的反应质中。如果在时间上的该时刻在反应器中存在相对高的压力，物质的引入需要极其复杂的和因此成本昂贵的装备。另外的常见问题还有所要引入的物质通常是非常敏感的，并且例如必须不与空气或湿气接触。另一方面，聚烯烃合成中的特定催化剂例如仅可以在达到反应混合物的精确限定的压力(例如乙烯气体压力)之后加入。这再一次显著地增加了用于这种物质的计量加入所需的装备的复杂性。在聚烯烃合成的领域，非常小的量例如，典型地，例如0.6mg的悬浮中的高敏感催化剂必须通过高压泵的方式在绝对排除空气和湿气的情况下泵入至典型地具有100-1000ml或者甚至更大的体积的反应器中，典型地逆着30巴的压力。进一步更严重的问题是，对于现今可得的非常高活性的催化剂，例如在非均相催化的情况下，实际上不可能的是，在没有作为在复杂的、一般混乱的管线中实际上不可避免的残留湿气或残留空气的结果，少量悬浮的催化剂粒子在它们到达反应器之前损失或破坏的情况下，逆着例如60巴的高压将极小的悬浮中的催化剂量计量加入至反应器中。如果此外，像常规那样，将敏感的助催化剂以及如果需要其他试剂加入，在压力下的计量加入是更加有问题的。

很多化学反应需要在反应过程的特定阶段的过程中加入特定物质。在实践中，这意味着必须将反应器制成可连接用于物质进料，这对于加压的反应器，当然需要特定技术上复杂的定量给料装备，其难以清除残留的空气或残留的水(压力泵、软管等)。即使具有高水平的技术复杂性，实践上不可能以纯的形式，例如固体形式加入物质。然而，这本身将拓展新的可能性，并且因此将是特别希望的。

当使用多个反应器进行称为平行反应的反应时存在另外的问题。如果该反应需要最小量的高度灵敏物质的计量加入，尤其是逆着反应器压力，所需要的装备的复杂性极大地增加。当进行任何平行实验时，一般存在另外的问题，尤其是具有短的和中等的反应时间的平行实验。然而对于例如平行合成这刚好是最令人感兴趣的部分。在实践中，这种反应那么仅能够以赝平行方式进行，换言之将物质相继地计量，以使得所需要的装备的复杂性保持在合理的限度之内。例如，如果反应时间是10分钟并且物质的计量加入需要一分钟，当最后将物质计量加入至第十个反应器中时，必须进一步操作第一反应器，换言之向其提供另外的物质。这里，通常的困难是，在反应器中发生的反应已经需要该物质的计量加入，而用于该目的提供的装备部件仍然被另一个反应器占用。例如对于移液管机器人，在不进行巨大的技术努力的情况下这实际上不可能解决。该问题实际上可以借助于高度复杂软件算法通过作为“调度”已知的方法部分减轻，但实际上不能令人满意地解决。

因此适宜的是有简单的解决方案，使用该方案，用最简单的软件和最简单的硬件，可以在相同的时间操作所有反应，特别地，例如使得能够例如在时间上任意的所需时刻，例如甚至在全部的反应中在时间上相同的时刻将所需物质加入至任意反应。这不仅对于平行合成，而且对于常规进行的实验都将提供技术突破。