Mehrstufige Chipreaktoren mit integrierter kontinuierlicher Separation

• Antragsteller: Professor Dr. Detlev Belder, seit 9/2016
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie ; Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251124697

Im Projekt 7 sollen mehrstufige chipbasierte Durchflussreaktoren entwickelt werden, die eine kontinuierliche Synthese in zwei Stufen mit einer zwischengeschalteten Mikrofreifluss-elektrophorese (FFE) ermöglichen. Es sollen die Fabrikation, Anpassung und Anwendung von kombinierten Mikroreaktor-Mikro-FFE-Plattformen für die organische Synthese verfolgt werden. Zur Methodenentwicklung wird hierbei die Synthese chinolinsubstituierter Cyclopentene untersucht. Das Hauptprodukt der Synthese soll von einem Nebenprodukt in der Mikro-FFE abgetrennt werden. Nachfolgend wird die Integration einer, der präparativen Trennung nachgeschalteten, zweiten Reaktorstufe erfolgen, die für erhöhte Temperaturen geeignet ist und die es erlaubt, die Temperatur im Mikromaßstab zu regeln und überwachen. In dieser Flussreaktorstufe soll eine Diels-Alder Reaktion zum Aufbau eines multicyclischen Systems in der Chinolinseitenkette durchgeführt werden. Die optische Fluoreszenzdetektion im UV-Bereich zur inline Überwachung der chemischen Umsetzungen und Trennungen soll entwickelt werden, und die Kopplung der mehrstufigen Reaktoren mit der (Bio-)impedanzspektroskopie zur integrierten Biosensorik demonstriert werden. Durch die Integration dieser Funktionen wird erstmals eine kontinuierliche mehrstufige organische Synthese, die einen Trennschritt benötigt, auf einem einzelnen mikrofluidischen Chip sowie deren inline Überwachung und Substanztestung ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2177: Integrierte chemische Mikrolaboratorien (In-CheM)
• Mitverantwortliche: Professorin Dr. Andrea A. Robitzki; Professor Dr. Christoph Schneider
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Stefan Nagl, bis 9/2016