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Jun 29, 2023

Herstellung von Katalysatoren

Scientific Reports Band 5, Artikelnummer: 13930 (2015) Diesen Artikel zitieren 2331 Zugriffe 40 Zitate Metrikdetails Ein experimenteller Ansatz zur Herstellung katalysatorfreier hyperpolarisierter

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Es wurde ein experimenteller Ansatz zur Herstellung einer katalysatorfreien hyperpolarisierten Ethanollösung in Wasser durch heterogene Hydrierung von Vinylacetat mit Parawasserstoff und anschließende Hydrolyse von Ethylacetat demonstriert. Für eine effiziente Hydrierung wurde flüssiges Vinylacetat durch Einblasen von Parawasserstoff in die Gasphase überführt und mit einem Rh/TiO2-Katalysator nahezu vollständig in Ethylacetat umgewandelt. Die anschließende Auflösung von Ethylacetatgas in OH−-Ionen enthaltendem Wasser führte zur Bildung von katalysator- und organischem Lösungsmittel freiem hyperpolarisiertem Ethanol und Natriumacetat. Diese Ergebnisse stellen den ersten Nachweis einer katalysator- und organischen lösungsmittelfreien Produktion von hyperpolarisiertem Ethanol dar, die durch heterogene Hydrierung von Vinylacetatdampf mit Parawasserstoff und anschließende Ethylacetathydrolyse erreicht wird.

Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine weit verbreitete Technik zur Visualisierung verschiedener Objekte, von der routinemäßigen medizinischen Diagnostik von Patienten bis hin zu porösen Medien1 und katalytischen Reaktoren2,3. Allerdings sind die Möglichkeiten der MRT durch ihre grundsätzlich geringe Empfindlichkeit weitgehend eingeschränkt. Daher werden häufig eine Reihe von Hyperpolarisationstechniken4,5 wie Dynamic Nuclear Polarization (DNP)6,7, Spin-Exchange Optical Pumping (SEOP)8 und Parahydrogen-Induced Polarization (PHIP)9,10 eingesetzt, um dieses Problem zu lösen. DNP ist die am häufigsten verwendete Hyperpolarisationstechnik, weist jedoch erhebliche Nachteile auf: lange Polarisationszyklen (~20–100 Minuten) und recht teure Ausrüstung4. Im Gegensatz dazu ermöglicht die PHIP-Technik die Herstellung hyperpolarisierter (HP) Substanzen in weniger als 1 Minute und ist relativ kostengünstig11. PHIP nutzt die hohe Spinordnung des Parawasserstoffmoleküls (p-H2), die normalerweise durch paarweise Addition zweier H-Atome desselben p-H2-Moleküls an eine Doppel- oder Dreifachbindung des Substratmoleküls auf ein interessierendes Substrat übertragen wird. Diese Notwendigkeit der chemischen Modifikation eines Substrats schränkt den Bereich der Verbindungen, die durch PHIP5 hyperpolarisiert werden können, erheblich ein. Dieses Problem kann teilweise durch die kürzlich entwickelte Version der PHIP-Technik gelöst werden, die als Signal Amplification By Reversible Exchange (SABRE)12 bekannt ist. SABRE basiert auf den Wechselwirkungen von p-H2 mit einem geeigneten Liganden bei deren reversibler Bindung an einen Metallkomplex13. Bei SABRE bleibt die chemische Struktur des Substrats unverändert; Der Katalysator könnte jedoch irreversibel verändert werden14,15. Wichtig ist, dass bisher nur eine begrenzte Auswahl an Verbindungen, hauptsächlich stickstoffhaltige Heterozyklen16 (z. B. Pyridin) und PPh317, durch SABRE hyperpolarisiert wurden. Das zweite Problem besteht darin, dass sowohl die paarweise Wasserstoffaddition in PHIP als auch die reversiblen Austauschprozesse in SABRE normalerweise unter Verwendung homogener Katalysatoren wie Übergangsmetallkomplexen durchgeführt werden, die nicht einfach aus einer Reaktionsmischung entfernt werden können10,18. Dieses Problem kann jedoch durch den Einsatz heterogener Katalysatoren19 wie geträgerter Metallnanopartikel20,21,22, immobilisierter Metallkomplexe23 oder massiver Metalle und Metalloxide24 gelöst werden, die PHIP-Effekte erzeugen können.

Die beiden oben genannten Probleme, nämlich die Natur der Substratmoleküle und die Schwierigkeit, die hyperpolarisierten Moleküle aus der Reaktionsmischung zu trennen, machen die Herstellung von HP-Kontrastmitteln für biomedizinische MRT-Anwendungen mithilfe der PHIP-Technik zu einer äußerst anspruchsvollen Aufgabe, da diese Kontrastmittel biokompatibel sein sollten und absolut frei von giftigen Katalysatoren und organischen Lösungsmitteln. Es gibt Berichte über die Produktion von PHIP-hyperpolarisierten Biomolekülen wie Succinat25, Phospholactat26,27, Glucosederivaten28, Peptiden29 und SABRE-hyperpolarisierten Aminosäuren, Peptiden30 und Arzneimitteln31. Wichtig ist, dass alle diese Ergebnisse unter Verwendung homogener Katalysatoren erzielt wurden, die zusammen mit HP-Molekülen in der Reaktionsmischung vorhanden waren, was potenzielle biomedizinische Anwendungen fraglich macht.

Ein interessanter Ansatz, der das Spektrum an Verbindungen erweitert, die durch PHIP hyperpolarisiert werden können, wurde von Trantzschel et al.32 vorgeschlagen. Sie stellten HP-Ethanol her, das durch direkte homogene Hydrierung nicht zugänglich ist, indem sie ein zweistufiges Verfahren verwendeten, das aus der Hydrierung von Vinylacetat mit p bestand -H2 in D2O und anschließende alkalische Hydrolyse mit NaOD-Lösung. Das Problem der Abtrennung des in der Reaktionsmischung vorhandenen homogenen Katalysators zusammen mit HP-Ethanol wurde in dieser Untersuchung jedoch nicht gelöst. Der beschriebene Ansatz wurde kürzlich von Reineri et al.33 erweitert. Zunächst führten sie ähnliche Hydrierungs-/Hydrolyseexperimente mit Vinyl- und Propargylacetaten durch, wobei zwischen den beiden chemischen Reaktionen ein Feldzyklusverfahren hinzugefügt wurde, das die Hyperpolarisationsübertragung von Carboxylgruppen auf 13C-Kerne erreichte . Daher wurde die Produktion von 13C-hyperpolarisiertem Acetat umgesetzt. Als nächstes wurde für Pyruvat die Extraktion hyperpolarisierter Moleküle aus einer organischen in eine wässrige Phase demonstriert. Der experimentelle Ablauf war ähnlich; Allerdings wurde in diesem Fall die homogene Hydrierung von 2-Propinyl-2-oxopropanoat in einem Gemisch organischer Lösungsmittel (CDCl3/CD3OD) durchgeführt. Durch Zugabe einer wässrigen NaOD-Lösung entstand ein zweiphasiges System und die wässrige Phase mit HP-Pyruvat wurde für die NMR-Untersuchung verwendet. Dieses Phasenextraktionsverfahren ermöglichte es den Autoren sicherlich, das HP-Produkt vom homogenen Katalysator zu trennen; Allerdings sollte die erhaltene wässrige Phase zwangsläufig einige Mengen an sehr giftigem Methanol enthalten, was für mögliche biomedizinische Anwendungen höchst unerwünscht ist.

Der Vorteil der heterogenen Katalyse besteht darin, dass der Katalysator auch bei der Flüssigphasenhydrierung leicht vom Reaktionsgemisch abgetrennt werden kann. Darüber hinaus ermöglicht die Gasphasenhydrierung mit Parawasserstoff die kontinuierliche Herstellung katalysatorfreier HP-Substanzen11. Daher scheint der Einsatz heterogener Katalysatoren zur Herstellung biokompatibler HP-Kontrastmittel (z. B. Ethanol) ein vielversprechender Ansatz zu sein. Jüngste Versuche, HP-Alkohole durch heterogene Hydrierung der C=O-Bindung mit Parawasserstoff herzustellen, waren jedoch erfolglos34. Daher stellen wir in dieser Mitteilung erstmals einen Ansatz vor, der auf der Nutzung heterogener Hydrierung mit Parawasserstoff in Kombination mit Hydrolyse zur HP-Ethanolproduktion basiert. Im Folgenden wird gezeigt, dass die heterogene Hydrierung von Vinylacetat mit p-H2 in der Gasphase und anschließende Hydrolyse in der Flüssigphase HP-Ethanol liefert, das frei von jeglichem Katalysator und organischem Lösungsmittel ist. Darüber hinaus ermöglicht unser Ansatz eine kontinuierliche Produktion von HP-Ethanol, was einen bedeutenden Schritt in Richtung potenzieller biomedizinischer Anwendungen darstellt.

Kürzlich wurde gezeigt, dass heterogene Katalysatoren bei der Flüssigphasenhydrierung mit Parawasserstoff verwendet werden können, um polarisierte Kontrastmittel in der Flüssigphase herzustellen22. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung des Rh/TiO2-Katalysators die Erzielung ausgeprägter PHIP-Effekte in Wasser35. Daher haben wir zunächst versucht, das gleiche Verfahren auf die Hydrierung von Vinylacetat anzuwenden, indem wir ein gasförmiges Gemisch aus Reaktanten (Vinylacetat (Gas) + Parawasserstoff) in das NMR-Röhrchen einblasen ließen, das D2O und den Rh/TiO2-Katalysator am Boden enthielt (siehe ergänzende Abbildung S2). ). Tatsächlich wurde festgestellt, dass ausgeprägte PHIP-Effekte für die CH3- und CH2-Protonen von Ethylacetat beobachtet werden können (siehe ergänzende Abbildung S3). Allerdings aufgrund der sehr geringen Aktivität des Katalysators bei der heterogenen Flüssigphasenhydrierung (bestätigt durch das Fehlen jeglicher Signale des Reaktionsprodukts im thermischen 1H-NMR-Spektrum) und der Anwesenheit des Katalysators als festes Pulver in der Reaktionsmischung Dieser Ansatz kann jedoch nicht mit der Gasphasenhydrierung konkurrieren, die im Hinblick auf die Reaktantenumwandlung deutlich effizienter ist und bei Variation der Katalysatormenge oder der Gasdurchflussrate 100 % erreichen kann. Daher führt die Kombination einer sehr effizienten heterogenen Gasphasenhydrierung mit der Verwendung des geträgerten Rhodiumkatalysators, der die paarweise Route der Wasserstoffzugabe begünstigt, zu der Möglichkeit einer effizienten Nutzung der zuvor entwickelten PHIP-Ansätze.

In unseren Gasexperimenten verwendeten wir den heterogenen Rh/TiO2-Katalysator, von dem zuvor gezeigt wurde, dass er die stärksten HP-Signale liefert11. Der für die HP-Ethanolproduktion konzipierte Versuchsaufbau ist in Abb. 1b schematisch dargestellt. Die Hauptvorteile dieses Aufbaus sind: (i) die räumliche Trennung des Hydrierprozesses und des Hydrolyseprozesses; (ii) heterogene Gasphasenhydrierung; (iii) Auflösung und Hydrolyse in Wasser. Dies wurde umgesetzt, indem der Katalysator in einer PTFE-Kapillare platziert wurde, die sich im mittleren Teil des NMR-Röhrchens direkt über der empfindlichen Zone der HF-Sonde befand, um mögliche Verluste an Hyperpolarisationsintensitäten durch Relaxationsprozesse während des Gastransports zu minimieren36. Das gasförmige Gemisch der Reaktanten, das durch Durchperlen des Parawasserstoffs durch flüssiges Vinylacetat erhalten wurde, wurde durch diesen katalytischen Reaktor (wo die Hydrierung von Vinylacetatgas zu Ethylacetatgas stattfand) dem Boden des mit wässriger NaOD-Lösung gefüllten NMR-Röhrchens zugeführt, was zur Hydrolyse von Ethyl führte Acetat zu HP-Ethanol und Natriumacetat (eine detaillierte Beschreibung der Experimente finden Sie im Abschnitt „Methoden“).

Die Herstellung von hyperpolarisiertem Ethanol.

(a) Das Reaktionsschema, das seine Herstellung durch heterogene Gasphasenhydrierung von Vinylacetat mit anschließender Hydrolyse des Hydrierungsprodukts (Ethylacetat) in wässriger Lösung zeigt, und (b) das Schema des Versuchsaufbaus, der für diesen Zweck verwendet wurde. Die Figur wurde von OG Salnikov gezeichnet.

Zunächst wurde die Effizienz der paarweisen Wasserstoffaddition bei der heterogenen Hydrierung von Vinylacetat mit p-H2 untersucht. Hierzu wurde auf den Hydrolyseschritt verzichtet und die Produkte der Hydrierungsreaktion mittels 1H-NMR-Spektroskopie in der Gasphase nachgewiesen. Da die Wasserstoffaddition im starken Magnetfeld des 7-T-NMR-Spektrometers erfolgte, sind die gegenphasigen PASADENA37-Muster zu erwarten. Die aufgenommenen 1H-NMR-Spektren enthielten tatsächlich die Signale von CH3- und CH2-Protonen von Ethylacetat, die eindeutig PASADENA-Effekte mit Verstärkungsfaktoren von mindestens 15 bzw. 20 zeigten (Abb. 2). Wichtig ist, dass die beobachteten NMR-Spektren keine Signale des Reaktanten (Vinylacetat) enthielten, was bedeutet, dass die Reaktantenumwandlung mindestens 95 % betrug (gemäß Messungen des Signal-Rausch-Verhältnisses).

Vinylacetat-Hydrierung in der Gasphase.

(a) Das Reaktionsschema; (b) 1H-NMR-Spektren, die bei der Hydrierung von Vinylacetat mit Parawasserstoff aufgenommen wurden, mit Nachweis von Reaktionsprodukten in der Gasphase unter fließenden Gasbedingungen (rote Kurve oben) und nach Beendigung des Gasflusses (schwarze Kurve unten). Die Spektren werden im gleichen vertikalen Maßstab dargestellt.

Als nächstes wollten wir herausfinden, ob die Hyperpolarisation von Ethylacetat bei seiner Auflösung in D2O erhalten bleiben kann. Zu diesem Zweck wurde der in Abb. 1 dargestellte Versuchsaufbau verwendet, mit der Ausnahme, dass das NMR-Röhrchen mit reinem D2O anstelle der NaOD-Lösung gefüllt war. Die 1H-NMR-Spektren zeigten, dass die PASADENA-Hyperpolarisation beim Auflösen von Ethylacetat in D2O tatsächlich bis zu einem gewissen Grad erhalten blieb (siehe ergänzende Abbildung S4). Diese Situation ähnelt den zuvor berichteten Ergebnissen zur Auflösung hyperpolarisierter Gase unter Beibehaltung eines signifikanten Polarisationsniveaus, das durch PHIP38 erzeugt wird.

Im Allgemeinen sollte für die HP-Ethanolbildung die Hydrolyse von hyperpolarisiertem Ethylacetat durchgeführt werden. Daher bestand der letzte Schritt darin, die Hydrierungs- und Hydrolyseverfahren zu kombinieren. Dies wurde umgesetzt, indem das NMR-Röhrchen mit 2 ml einer 1 M NaOD-Lösung in D2O gefüllt wurde. Die aufgenommenen 1H-NMR-Spektren zeigen deutlich die gegenphasigen PASADENA-Signale von hyperpolarisiertem Ethanol (Abb. 3). Wichtig ist, dass dies die erste Präsentation der Technik für die HP-Ethanolproduktion durch Kombination der heterogenen Gasphasenhydrierung und der Flüssigphasenhydrolyse des Produkts ist. Darüber hinaus ist es die erste Beobachtung von PASADENA-Typ-1H-NMR-Spektren von HP-Ethanol; Bisher wurden nur Effekte vom Typ ALTADENA39 für HP-Ethanol berichtet32.

Hydrolyse von hyperpolarisiertem Ethylacetat.

(a) Das Reaktionsschema; (b) 1H-NMR-Spektren, aufgenommen bei der Vinylacetat-Hydrierung mit Parawasserstoff mit anschließender Hydrolyse des Produkts in 1 M NaOD-Lösung unmittelbar nach dem Stoppen des Gasflusses (rote Linie) und einige Sekunden später nach der vollständigen Relaxation der Polarisation (schwarze Linie) . Die Spektren werden im gleichen vertikalen Maßstab dargestellt.

Es ist zu beachten, dass in den nach der Hydrolyse erfassten NMR-Spektren keine Signale von Ethylacetat und Vinylacetat beobachtet wurden, was darauf hindeutet, dass der Hydrolyseschritt quantitativ verlief. Dies wurde durch Vinylacetat-Hydrolyseexperimente weiter bestätigt. Das Verfahren war das gleiche wie zuvor beschrieben, außer dass der heterogene Katalysator aus dem Gasströmungsweg entfernt wurde. Im erfassten 1H-NMR-Spektrum wurden nur die Signale des Acetat-Ions und der restlichen Protonen von D2O beobachtet, was die vollständige Hydrolyse von Vinylacetat zeigt (siehe ergänzende Abbildung S5). Das Fehlen von Acetaldehyd-NMR-Signalen kann durch die Oligomerisierung von Acetaldehyd durch Aldolkondensation erklärt werden, die bekanntermaßen in alkalischen Medien auftritt40. Diese Annahme wird durch die Tatsache bestätigt, dass die Lösung zunehmend gelb wurde und sich ein orangefarbener Niederschlag bildete, was leicht durch die Bildung von Oligomeren mit mehreren konjugierten C = C-Bindungen erklärt werden kann (siehe ergänzende Abbildung S5). Wir stellen jedoch fest, dass die Bildung von Acetaldehyd- und Aldolkondensationsprodukten und die damit verbundene Farbänderung der Lösung durch das Weglassen des Hydrierungsschritts in diesem Kontrollexperiment verursacht werden, jedoch nicht vorhanden sind, wenn die Hydrierungs-/Hydrolysekombination für Ethanol verwendet wird Produktion.

Neben Ethanol führt die Hydrolyse von Ethylacetat auch zur Bildung von Natriumacetat aus der Carbonsäureeinheit. Wir stellen jedoch fest, dass dies für In-vivo-Anwendungen kein Problem darstellt, da Acetat eine endogene Substanz ist, die beispielsweise über den Krebszyklus verstoffwechselt wird41. Tatsächlich kann die Herstellung von Ethylacetat vorteilhaft sein. Tatsächlich wurde das von DNP produzierte 13C-hyperpolarisierte Acetat zuvor für In-vivo-Studien des TCA-Zyklus42 verwendet.

Zusammenfassend ermöglicht der vorgestellte Ansatz, der auf der heterogenen Hydrierung von Vinylacetat und der Hydrolyse des Hydrierungsprodukts Ethylacetat basiert, die Herstellung von katalysatorfreiem HP-Ethanol mittels der PHIP-Technik. Die Verwendung eines heterogenen Rh/TiO2-Katalysators ermöglicht die Durchführung einer sehr effizienten Hydrierung in der Gasphase, was im Vergleich zur Flüssigphasenhydrierung mehrere wichtige Vorteile für die Herstellung von HP-Kontrastmitteln für potenzielle biomedizinische Anwendungen bietet. Zunächst liegen das HP-Reaktionsprodukt und der Katalysator in unterschiedlichen Phasen vor und werden ohne Aufwand getrennt. Zweitens ist kein organisches Lösungsmittel erforderlich, um den Hydrierungsprozess effizient zu gestalten. Drittens kann eine hohe Umwandlung des Substrats auch bei relativ hohen Gasdurchflussraten erreicht werden. Viertens kann HP-Ethanol kontinuierlich hergestellt werden und es sind keine zusätzlichen Schritte zur Katalysatorentfernung erforderlich, einschließlich Dekantieren der hyperpolarisierten Lösung. Damit haben wir zum ersten Mal gezeigt, dass HP-Ethanol, das frei von Katalysatoren und organischen Lösungsmitteln ist, durch heterogene Hydrierung in der Gasphase mit anschließender Hydrolyse des Hydrierungsprodukts in wässriger Phase effizient und kontinuierlich hergestellt werden kann. Wir glauben, dass dieser Ansatz für potenzielle Anwendungen in der Medizin sehr vielversprechend ist, insbesondere wenn er mit der Hyperpolarisationsübertragung auf 13C-Kerne43 und/oder mit den einzigartigen Eigenschaften langlebiger Spinzustände44 kombiniert wird, um die Lebensdauer der Hyperpolarisation deutlich zu verlängern. Wichtig ist, dass kürzlich über die Verwendung von 13C hyperpolarisiertem Ethanol zur Überwachung der Oxidation von Ethanol zu Acetat in vivo in Echtzeit berichtet wurde43. Durch die Anwendung des von Reineri et al.33 vorgestellten Verfahrens sollte es möglich sein, den Überschuss an NaOD mit wässriger DCl-Lösung zu neutralisieren und, was wichtig ist, sowohl hochpolarisiertes Ethanol als auch Natriumacetat zu erhalten, die frei von jeglichem Katalysator und organischem Lösungsmittel sind.

Es wurden handelsübliche Chemikalien wie Vinylacetat (Sigma-Aldrich, >99 %), Wasserstoff, Natriumhydroxid (Fluka, >98 %) und D2O verwendet. Der Rh/TiO2-Katalysator (1 Gew.-% Rh, durchschnittliche Partikelgröße 1,7 nm) wurde von der Gruppe von Prof. VI Bukhtiyarov (Boreskov-Institut für Katalyse, Nowosibirsk, Russland) bereitgestellt und an anderer Stelle beschrieben11. Für PHIP-Experimente wurde H2-Gas bis zu 50 % mit Parawasserstoff angereichert, indem es durch FeO(OH)-Pulver (Sigma-Aldrich) geleitet wurde, das auf der Temperatur von flüssigem Stickstoff gehalten wurde. Das erhaltene H2-Gas mit einem Ortho/Para-Verhältnis von 1:1 wurde in einer Gasflasche gesammelt.

Hydrierungsexperimente wurden wie folgt durchgeführt. Mit Parawasserstoff angereichertes H2-Gas wurde durch einen Zweihalskolben mit flüssigem Vinylacetat34 geleitet. Das resultierende Gemisch aus H2-Gas und Vinylacetatdampf wurde auf 150 °C vorgewärmt, indem es durch ein mehrfach gefaltetes Kupferrohr mit 1/8 Zoll Außendurchmesser (ca. 2,5 m Länge) geleitet und in den Nabertherm-Röhrenofen gegeben wurde. Anschließend wurde das Gasgemisch über eine 1/16-Zoll-PTFE-Kapillare einem 10-mm-NMR-Röhrchen im NMR-Spektrometer zugeführt und auf 90 °C gehalten. Bei Vinylacetat-Hydrolyse-Experimenten wurde das Gasgemisch direkt auf den Boden des NMR-Röhrchens geleitet, das 2 ml einer 1 M NaOH-Lösung in D2O enthielt. In allen anderen Experimenten wurde eine Vinylacetat-Hydrierung durchgeführt. Zu diesem Zweck wurde der Rh/TiO2-Katalysator (16,0 mg) in einer 1/8-Zoll-PTFE-Kapillare zwischen den beiden Glasfasergewebestücken platziert. Dieser Reaktor befand sich im mittleren Teil des NMR-Röhrchens, sodass die Hydrierung im hohen Magnetfeld des NMR-Spektrometers (PASADENA-Experiment) stattfand37. Der NMR-Röhrenteil des Versuchsaufbaus ist in der ergänzenden Abbildung S1 schematisch dargestellt. Beachten Sie, dass der Reaktor so nah wie möglich an der spektrometerempfindlichen Zone platziert wurde, um die Reisezeit und die entsprechenden Hyperpolarisationsverluste zu minimieren. Das Gasgemisch strömte durch den Reaktor und dann zum Boden des NMR-Röhrchens. Das Röhrchen war im Fall der Gasphasen-HP-Ethylacetat-Detektion leer, enthielt 2 ml reines D2O im Fall von HP-Ethylacetat-Auflösungsexperimenten oder enthielt 2 ml 1 M NaOD-Lösung im Fall von HP-Ethylacetat-Hydrolyseexperimenten. Das Gas trat durch den 1/4-Zoll-PTFE-Schlauch aus, der oben mit dem NMR-Schlauch verbunden war. Alle Experimente wurden bei Atmosphärendruck durchgeführt. Die Gasflussrate wurde unter Verwendung eines Aalborg-Rotameters auf 14,0 ml/s eingestellt.

1H-NMR-Spektren wurden mit einem einzelnen π/4-HF-Puls aufgenommen, der die maximalen PASADENA-Signalintensitäten liefert. Die Spektren wurden in einem einzigen Scan auf einem 300 MHz Bruker AV 300 NMR-Spektrometer aufgenommen. Die NMR-Spektren von Gasgemischen wurden ohne Unterbrechung des Gasflusses aufgenommen. Die NMR-Spektren flüssiger Lösungen wurden nach einer schnellen Unterbrechung des Gasflusses aufgenommen, um durch Blasen verursachte Magnetfeldinhomogenitäten zu vermeiden. Die NMR-Spektren von Flüssigkeiten und Gasen im thermischen Gleichgewicht wurden nach der vollständigen Relaxation der Hyperpolarisation bei gestopptem Gasfluss aufgenommen.

Zitierweise für diesen Artikel: Salnikov, OG et al. Herstellung einer katalysatorfreien, hyperpolarisierten wässrigen Ethanollösung durch heterogene Hydrierung mit Parawasserstoff. Wissenschaft. Rep. 5, 13930; doi: 10.1038/srep13930 (2015).

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Diese Arbeit wurde von der Russian Science Foundation finanziell unterstützt (Projekt Nr. 14-35-00020). Die Autoren danken Prof. Valerii I. Bukhtiyarov (Boreskov Institute of Catalysis, SB RAS) für die Bereitstellung der Probe des Rh/TiO2-Katalysators.

Internationales Tomographiezentrum, SB RAS, 3A Institutskaya St., Nowosibirsk, 630090, Russland

Oleg G. Salnikov, Kirill V. Kovtunov und Igor V. Koptyug

Staatliche Universität Nowosibirsk, Pirogova Str. 2, Nowosibirsk, 630090, Russland

Oleg G. Salnikov, Kirill V. Kovtunov und Igor V. Koptyug

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KVK schlug die Idee vor. OGS und KVK führten die Experimente durch. OGS, KVK und IVK diskutierten die Ergebnisse und verfassten die Arbeit.

Die Autoren geben an, dass keine konkurrierenden finanziellen Interessen bestehen.

Dieses Werk ist unter einer Creative Commons Attribution 4.0 International License lizenziert. Die Bilder oder anderes Material Dritter in diesem Artikel sind in der Creative-Commons-Lizenz des Artikels enthalten, sofern in der Quellenangabe nichts anderes angegeben ist; Wenn das Material nicht unter der Creative-Commons-Lizenz enthalten ist, müssen Benutzer die Erlaubnis des Lizenzinhabers einholen, um das Material zu reproduzieren. Um eine Kopie dieser Lizenz anzuzeigen, besuchen Sie http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Nachdrucke und Genehmigungen

Salnikov, O., Kovtunov, K. & Koptyug, I. Herstellung einer katalysatorfreien, hyperpolarisierten wässrigen Ethanollösung durch heterogene Hydrierung mit Parawasserstoff. Sci Rep 5, 13930 (2015). https://doi.org/10.1038/srep13930

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Eingegangen: 30. März 2015

Angenommen: 12. August 2015

Veröffentlicht: 09. September 2015

DOI: https://doi.org/10.1038/srep13930

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