انقر فوق الكيمياء – كيفية تحسين تفاعلات النقر باستخدام Sonication
يمكن أن تستفيد تفاعلات كيمياء النقر مثل تفاعلات الإضافة الحلقية للأزيد والألكاين المحفزة بالنحاس (CuAAC) بشكل كبير من تطبيق الموجات فوق الصوتية للطاقة. تأثيرات Sonochemical تزيد من 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 وأكثر صداقة للبيئة.
تعزيز بالموجات فوق الصوتية النحاس المحفز أزيد-ألكاين cycloadd
تشتهر الإضافة الحلقية للأزيد والألكاين 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 الاقتران
- عوائد أعلى
- رد فعل أسرع
- تحسين حركية التفاعل
- الكيمياء الخضراء
- بسيط & عملية آمنة
كيمياء النقر المحسنة كيميائيا: يتم تحسين الإضافة الحلقية المحفزة بالنحاس مع فينيل أسيتيلين عن طريق الموجات فوق الصوتية.
(دراسة ورسم: © سينتاس وآخرون ، 2010)
مزايا التفاعلات الكيميائية الصوتية
برز التوليف بالموجات فوق الصوتية (سونو التوليف) باعتبارها واحدة من أكثر تقنيات التكثيف تقديرا في الكيمياء بسبب المزايا المتعددة. تتفوق التفاعلات التي يتم الترويج لها بالموجات فوق الصوتية على الطرق التقليدية المهتاجة أو الحرارية فيما يتعلق بمعدل التفاعل والعائد والبساطة التشغيلية ونقاء المنتجات وكفاءة الطاقة وما إلى ذلك. ثبت علميا أن استخدام الموجات فوق الصوتية للطاقة يمكن أن يعزز التفاعلات الكيميائية ، ويمكن أن يقلل من وقت التفاعل وكذلك ردود الفعل الجانبية غير المرغوب فيها. كمصدر أخضر بديل للطاقة ، يجعل صوتنة 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. يعزز Sonication الإزالة الميكانيكية لطبقات التخميل ويعزز كل من نقل الكتلة ونقل الإلكترون من المعدن إلى المستقبل العضوي.
تم تطبيق توليف النقر بمساعدة الموجات فوق الصوتية لإعداد مجموعة واسعة من مشتقات 1،2،3-triazole ثنائية الاستبدال 1،2،3 بدءا من كل من الجزيئات الصغيرة و oligomers مثل cyclodextrins (CDs). باستخدام هذا البروتوكول الفعال والأكثر اخضرارا ، يمكن تصنيع جميع المواد المضافة في 2-4 ساعات (بما في ذلك العمل واستبعاد التوصيف). لقد ثبت أن كيمياء النقر قادرة على ربط الكيمياء مباشرة بعلم الأحياء ، وبالتالي تصبح تفاعلا حقيقيا متعدد التخصصات مع قابلية تطبيق واسعة للغاية.
(راجع سينتاس وآخرون ، 2010)
مفاعل الموجات فوق الصوتية مغلق للتفاعلات الكيميائية ، على سبيل المثال في كيمياء النقر.
كيمياء النقر الموفرة للوقت بسبب حركية التفاعل المتسارعة 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 رد الفعل إلى عدة دقائق. يمكن أن يؤدي استخدام مفاعل التدفق بالموجات فوق الصوتية إلى تحسين الغلة بشكل كبير ، والحصول على توفير في الوقت ، وبالتالي يؤدي إلى فعالية كبيرة للتوليفات البطيئة تقليديا.
الموجات فوق الصوتية عالية الأداء لتفاعلات النقر المحسنة سونوكيميائيا
Hielscher Ultrasonics تصميم وتصنيع وتوزيع الموجات فوق الصوتية عالية الأداء من نوع التحقيق ، والمفاعلات sonochemical وملحقاتها لعمليات سونوكيميائية متطورة. مع معالجات الموجات فوق الصوتية تتراوح بين 50 واط إلى 16000 واط لكل مسبار (سونوترودي / القرن)، Hielscher قادرة على أن نقدم لكم الإعداد سونوكيميائية الأنسب لتفاعلك الكيميائي.
يتم التعرف على الموجات فوق الصوتية Hielscher لجودتها وموثوقيتها ومتانتها. Hielscher Ultrasonics هي شركة حاصلة على شهادة الأيزو وتركز بشكل خاص على الموجات فوق الصوتية عالية الأداء التي تتميز بأحدث التقنيات وسهولة الاستخدام. بطبيعة الحال، الموجات فوق الصوتية Hielscher هي CE المتوافقة وتلبية متطلبات UL، وكالة الفضاء الكندية وبنفايات.
يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500 مل | 10 إلى 200 مل / دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000 مل | 20 إلى 400 مل / دقيقة | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20 لتر | 0.2 إلى 4 لتر / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100 لتر | 2 إلى 10 لتر / دقيقة | UIP4000hdT |
| 15 إلى 150 لتر | 3 إلى 15 لتر / دقيقة | UIP6000hdT |
| ن.أ. | 10 إلى 100 لتر / دقيقة | UIP16000 |
| ن.أ. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
Hielscher Ultrasonics بتصنيع المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لخلط التطبيقات، والتشتت، والاستحلاب والاستخراج على المختبر، التجريبية والصناعية النطاق.
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 المعرفة
انقر فوق الكيمياء الحائزة على جائزة نوبل للكيمياء 2022
كيمياء النقرات ، التي صاغها Sharpless وزملاؤه في عام 2001 ، هي مفهوم مقترح لفئة من التفاعلات المثالية تقريبا التي 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 الخالط بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر ل الحجم الصناعي.