کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6589506 456849 2015 50 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Robust design of optimal solvents for chemical reactions-A combined experimental and computational strategy
ترجمه فارسی عنوان
طراحی مقاوم در برابر حلال های بهینه برای واکنش های شیمیایی - یک استراتژی ترکیبی تجربی و محاسباتی
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
حلالها می توانند اثرات قابل توجهی بر واکنش های شیمیایی داشته باشند، اما تعداد زیادی از آنها انتخاب بسیار دشوار و گران قیمت است. این مقاله یک روش سیستماتیک برای طراحی حلال های واکنش ارائه می دهد. مدل های جنبشی بوسیله همبستگی ثابت های ثابت سرعت واکنش آزمایش شده در یک مجموعه کوچک از حلال های شناخته شده با توصیفگرهای نظری مربوط به حلال تعیین شده از محاسبات شیمی کوانتومی ساخته شده است. سپس حلالهای بهینه از راه حل یک مسئله طراحی مولکولی مبتنی بر بهینه سازی شناسایی می شوند. علاوه بر بهینه سازی قطعی، یک چارچوب طراحی حلال قوی برای شناسایی حلال هایی که دارای بهترین عملکرد واکنش در زیر عدم اطمینان مدل هستند پیشنهاد شده است. این روش برای یک واکنش رقابتی دیلز آلدسر با هدف حداکثر تولید محصول مطلوب نسبت به محصول جانبی به کار می رود. در مقایسه با بهترین حلال شناخته شده آزمایشگاهی، با 10.9٪ بهبود عملکرد واکنش می تواند با حلال طراحی شده ما به دست آید. ثابت شده است که روش پیشنهادی یک ابزار کارآمد برای شناسایی سریع حلال های با کارایی بالا برای واکنش های شیمیایی است. علاوه بر این، به طور بالقوه توسعه حلال های جدید را ترویج می کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی مهندسی شیمی (عمومی)
پیش نمایش مقاله
طراحی مقاوم در برابر حلال های بهینه برای واکنش های شیمیایی - یک استراتژی ترکیبی تجربی و محاسباتی
چکیده انگلیسی
Solvents can have significant effects on chemical reactions, however, their huge number makes the selection very difficult and costly. This work presents a systematic method for the design of reaction solvents. Kinetic models are built by correlating experimentally determined reaction rate constants in a small set of known solvents with corresponding solvent theoretical descriptors determined from quantum chemical calculations. Optimal solvents are then identified from the solution of an optimization-based molecular design problem. Besides the deterministic optimization, a robust solvent design framework is proposed to identify solvents that possess the best reaction performance under model uncertainties. The methodology is exemplified for a competitive Diels-Alder reaction with the objective of maximizing the production of the desired product relative to that of the byproduct. Compared to the best experimentally identified solvent, a 10.9% improvement in reaction performance can be achieved with our designed solvent. It is proven that the proposed method is an efficient tool for fast identification of high-performance solvents for chemical reactions. Moreover, it potentially promotes the development of new solvents.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Chemical Engineering Science - Volume 137, 1 December 2015, Pages 613-625
نویسندگان
, , , ,