انقر فوق الكيمياء – كيفية تحسين ردود فعل النقر باستخدام Sonication
يمكن أن تستفيد تفاعلات كيمياء النقر مثل تفاعلات الإضافة الحلقية للأزيد-ألكين المحفزة بالنحاس (CuAAC) بشكل كبير من تطبيق الموجات فوق الصوتية للطاقة. الآثار Sonochemical زيادة العائد ومعدل التحويل. بالإضافة إلى ذلك ، تم تحسين الكفاءة الكلية لتفاعلات كيمياء النقر. كتقنية للكيمياء الخضراء ، يساهم الموجات فوق الصوتية في تفاعلات كيميائية أكثر كفاءة وصديقة للبيئة.
تعزيز بالموجات فوق الصوتية النحاسية المحفزة أزيد ألكين cycloaddition
يشتهر الإضافة الحلقية للأزيد-ألكين المحفزة بالنحاس (CuAAC) بأنها أهم وأبرز مثال على تفاعلات كيمياء النقر. طور كرافوتو وزملاؤه من جامعة تورينو (إيطاليا) بروتوكولا لتفاعل الإضافة الحلقية 1،3-ثنائي القطب بمساعدة الموجات فوق الصوتية للأزيدات والألكينات باستخدام النحاس المعدني (Cu) كمحفز. مجموعة الأزيدو هي مشارك راغب في هذا النوع من التفاعل العضوي. تم تحسين قدرة اقتران مجموعة الأزيدو مع الألكاينات بشكل كبير في وجود Cu (I) و صوتنة يعزز رد فعل النقر.
مفاعل مهتاج بالموجات فوق الصوتية مع الموجات فوق الصوتية UP200St للتفاعلات الكيميائية المكثفة في كيمياء النقر.
- تحسين قدرة اقتران
- عوائد أعلى
- رد فعل أسرع
- تحسين حركية التفاعل
- الكيمياء الخضراء
- بسيط & عملية آمنة
كيمياء النقر المحسنة بالموجات فوق الصوتية: يتم تحسين الإضافة الحلقية المحفزة بالنحاس مع فينيل أسيتيلين عن طريق الموجات فوق الصوتية.
(دراسة ورسم: © سينتاس وآخرون ، 2010)
مزايا التفاعلات سونوكيميائية
برز التوليف بالموجات فوق الصوتية (سونو التوليف) كواحد من أكثر تقنيات التكثيف تقديرا في الكيمياء بسبب المزايا المتعددة. تتفوق التفاعلات المعززة بالموجات فوق الصوتية على الطرق التقليدية المهتاجة أو الحرارية فيما يتعلق بمعدل التفاعل ، والعائد ، والبساطة التشغيلية ، ونقاء المنتجات ، وكفاءة الطاقة ، إلخ. ثبت علميا أن استخدام الموجات فوق الصوتية للطاقة يمكن أن يعزز التفاعلات الكيميائية ، ويمكن أن يقلل من وقت التفاعل وكذلك التفاعلات الجانبية غير المرغوب فيها. كمصدر أخضر بديل للطاقة ، يجعل الصوتنة العديد من التفاعلات الكيميائية صديقة للبيئة حيث تتطلب مواد متفاعلة أقل ومذيبات أكثر اعتدالا وطاقة أقل.
التفاعلات العضوية المحفزة بالنحاس بالموجات فوق الصوتية
الآثار المفيدة للموجات فوق الصوتية والكيمياء الصوتية للتفاعلات التي تنطوي على المعادن معروفة جيدا. يعزز Sonication الإزالة الميكانيكية لطبقات التخميل ويعزز كل من نقل الكتلة ونقل الإلكترون من المعدن إلى المستقبل العضوي.
تم تطبيق تخليق النقر بمساعدة الموجات فوق الصوتية لإعداد مجموعة واسعة من مشتقات 1،4-ثنائي الاستبدال 1،2،3-تريازول بدءا من كل من الجزيئات الصغيرة و oligomers مثل cyclodextrins (CDs). باستخدام هذا البروتوكول الفعال والأكثر اخضرارا ، يمكن تجميع جميع الإضافات في 2-4 ساعات (بما في ذلك العمل واستبعاد التوصيف). لقد ثبت أن كيمياء النقر قادرة على ربط الكيمياء مباشرة بالبيولوجيا ، وبالتالي تصبح تفاعلا حقيقيا متعدد التخصصات مع قابلية تطبيق واسعة للغاية.
(راجع سينتاس وآخرون ، 2010)
مفاعل الموجات فوق الصوتية مغلق للتفاعلات الكيميائية الصوتية ، على سبيل المثال في كيمياء النقر.
كيمياء النقر الموفرة للوقت بسبب حركية التفاعل المتسارع بالموجات فوق الصوتية
يمكن أن يؤدي تنفيذ الموجات فوق الصوتية إلى تسريع التفاعلات الكيميائية البطيئة ، والتي تستغرق عادة عدة ساعات في وضع الدفعات. بسبب حركية التفاعل المحسنة بشكل كبير ، يمكن تقليل وقت التفاعل إلى عدة دقائق. يمكن أن يؤدي استخدام مفاعل التدفق بالموجات فوق الصوتية إلى تحسين الغلة بشكل كبير ، وتحقيق وفورات في الوقت ، وبالتالي يؤدي إلى فعالية كبيرة للتوليفات البطيئة تقليديا.
الموجات فوق الصوتية عالية الأداء لتفاعلات النقر المحسنة بشكل سونوكيميائي
Hielscher الفوق صوتيات تصاميم وتصنيع وتوزيع عالية الأداء مسبار نوع الموجات فوق الصوتية، مفاعلات سونوكيميائية وملحقاتها لعمليات سونوكيميائية متطورة. مع المعالجات بالموجات فوق الصوتية تتراوح من 50 واط إلى 16000 واط لكل مسبار (sonotrode / القرن)، Hielscher قادرة على أن نقدم لكم الإعداد سونوكيميائية الأكثر ملاءمة للتفاعل الكيميائي الخاص بك.
يتم التعرف على الموجات فوق الصوتية HIELSCHER لجودتها وموثوقيتها ومتانتها. Hielscher Ultrasonics هي شركة حاصلة على شهادة ISO وتركز بشكل خاص على أجهزة الموجات فوق الصوتية عالية الأداء التي تتميز بأحدث التقنيات وسهولة الاستخدام. بالطبع ، أجهزة الموجات فوق الصوتية Hielscher متوافقة مع CE وتفي بمتطلبات UL و CSA و RoHs.
الجدول أدناه يعطيك مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لultrasonicators لدينا:
| دفعة حجم | معدل المد و الجزر | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500ML | 10 إلى 200ML / دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000ML | 20 إلى 400ML / دقيقة | Uf200 ः ر، UP400St |
| 00.1 إلى 20L | 00.2 إلى 4L / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100L | 2 إلى 10L / دقيقة | UIP4000hdT |
| 15 إلى 150 لتر | 3 إلى 15 لتر/دقيقة | UIP6000hdT |
| زمالة المدمنين المجهولين | 10 إلى 100L / دقيقة | UIP16000 |
| زمالة المدمنين المجهولين | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع عالية الأداء المجانسة بالموجات فوق الصوتية لخلط التطبيقات، تشتت، استحلاب واستخراج على المختبر، والطيارية ومقياس الصناعية.
الأدب / المراجع
- Cintas, Pedro; Barge, Alessandro; Tagliapietra, Silvia; Boffa, Luisa; Cravotto, Giancarlo (2010): Alkyne-azide click reaction catalyzed by metallic copper under ultrasound. Nature Protocols 5, 2010. 607-16.
- El-bendary, M.M.; Saleh, T.S.; Al-Bogami, A.S. (2018): Ultrasound Assisted High-Throughput Synthesis of 1,2,3-Triazoles Libraries: A New Strategy for “Click” Copper-Catalyzed Azide-Alkyne Cycloaddition Using Copper(I/II) as a Catalyst. Catalysis Letters 148, 2018. 3797–3810.
- Nobel Prize Committee: The click reaction that changed chemistry.
- Andrijana Mescic; Anita Salic; Tomislav Gregoric; Bruno Zelic; Silvana Raic- Malic (2017): Continuous flow-ultrasonic synergy in click reactions for the synthesis of novel 1,2,3-triazolyl appended 4,5-unsaturated l-ascorbic acid derivatives. RSC Advances 7, 2017. 791-800.
- Salvatore Marullo, Francesca D’Anna, Carla Rizzo, Renato Noto, (2015): The ultrasounds–ionic liquids synergy on the copper catalyzed azide–alkyne cycloaddition between phenylacetylene and 4-azidoquinoline. Ultrasonics Sonochemistry, Vol. 23, 2015. 317-323.
- Arafa, Wael & Nayl, A.A. (2019): Water as a solvent for Ru‐catalyzed click reaction: Highly efficient recyclable catalytic system for triazolocoumarins synthesis. Applied Organometallic Chemistry 2019.
حقائق تستحق العلم
انقر فوق الكيمياء الحائزة على جائزة نوبل للكيمياء 2022
كيمياء النقر ، التي صاغها Sharpless وزملاؤه في عام 2001 ، هي مفهوم مقترح لفئة من التفاعلات المثالية تقريبا والتي تكون فعالة للغاية مع اقتصاد ذري مرتفع ، واسع النطاق ، ونمطي (ولكن ليس بالضرورة انتقائيا) ، تولد فقط منتجات ثانوية غير مؤذية يمكن إزالتها بسهولة ، ولا تتطلب سوى ظروف تفاعل بسيطة بالإضافة إلى المواد المتفاعلة المتاحة بسهولة وإجراءات عزل المنتج البسيطة.
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع عالية الأداء المجانسة بالموجات فوق الصوتية من مختبر إلى حجم الصناعية.