Klik kimyası – Ultrasəs emalı ilə klik reaksiyalarını necə gücləndirmək olar
Mis katalizli azid–alkin siklobirləşmə (CuAAC) reaksiyaları kimi klik kimyası reaksiyaları yüksək güclü ultrasəsin tətbiqindən böyük fayda əldə edə bilər. Sonokimyəvi təsirlər məhsul çıxımını və çevrilmə dərəcəsini artırır. Bundan əlavə, klik kimyası reaksiyalarının ümumi səmərəliliyi yaxşılaşır. Yaşıl kimya üsulu kimi ultrasəs emalı daha səmərəli və ətraf mühitə daha az zərər verən kimyəvi reaksiyalara töhfə verir.
Ultrasəslə sürətləndirilən mis katalizli azid–alkin siklobirləşməsi
Mis katalizli azid–alkin siklobirləşməsi (CuAAC) klik kimyası reaksiyalarının ən mühüm və ən görkəmli nümunəsi kimi tanınır. Turin Universitetindən (İtaliya) Cravotto və həmkarları katalizator kimi metal misdən (Cu) istifadə etməklə azidlərin və alkinlərin ultrasəs dəstəkli 1,3-dipolyar siklobirləşmə reaksiyası üçün protokol hazırlamışlar. Azido qrupu bu növ üzvi reaksiyada asanlıqla iştirak edir. Cu(I) mövcud olduqda azido qrupunun alkinlərlə birləşmə qabiliyyəti əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşır və ultrasəs emalı klik reaksiyasını sürətləndirir.
Ultrasəslə qarışdırılan reaktor UP200St ultrasəs cihazı vasitəsilə klik kimyasında kimyəvi reaksiyaları intensivləşdirir.
- yaxşılaşdırılmış birləşmə qabiliyyəti
- daha yüksək məhsul çıxımları
- daha sürətli reaksiya
- yaxşılaşdırılmış reaksiya kinetikası
- yaşıl kimya
- sadə və təhlükəsiz istismar
Sonokimyəvi üsulla gücləndirilmiş klik kimyası: fenilasetilenlə mis katalizli siklobirləşmə ultrasəs emalı ilə yaxşılaşdırılır.
(Tədqiqat və qrafik: © Cintas və b., 2010)
Sonokimyəvi reaksiyaların üstünlükləri
Ultrasəs sintezi (sonosintez) çoxsaylı üstünlükləri sayəsində kimyada ən yüksək qiymətləndirilən intensivləşdirmə üsullarından birinə çevrilmişdir. Sonokimyəvi üsulla sürətləndirilən reaksiyalar reaksiya sürəti, məhsul çıxımı, əməliyyatların sadəliyi, məhsulların təmizliyi, enerji səmərəliliyi və s. baxımından ənənəvi qarışdırma və ya istiliyə əsaslanan üsulları üstələyir. Yüksək güclü ultrasəsdən istifadənin kimyəvi reaksiyaları sürətləndirə, reaksiya müddətini qısalda və arzuolunmaz yan reaksiyaları azalda biləcəyi elmi cəhətdən sübut edilmişdir. Alternativ yaşıl enerji mənbəyi kimi ultrasəs emalı bir çox kimyəvi reaksiyanı ətraf mühitə daha az zərər verən hala gətirir, çünki daha az reagent, daha mülayim həlledicilər və daha az enerji tələb olunur.
Mis katalizli sonokimyəvi üzvi reaksiyalar
Ultrasəsin və sonokimyanın metalların iştirak etdiyi reaksiyalara faydalı təsirləri yaxşı məlumdur. Ultrasəs emalı passivləşdirici təbəqələrin mexaniki çıxarılmasını asanlaşdırır və həm kütlə ötürülməsini, həm də metaldan üzvi akseptora elektron ötürülməsini gücləndirir.
Ultrasəs dəstəkli klik sintezi həm kiçik molekullardan, həm də siklodekstrinlər (CDs) kimi oliqomerlərdən başlayaraq geniş çeşiddə 1,4-diəvəzli 1,2,3-triazol törəmələrinin hazırlanması üçün tətbiq edilmişdir. Bu səmərəli və daha ekoloji protokoldan istifadə etməklə bütün adduktlar 2–4 h ərzində sintez edilə bilər (reaksiyadan sonrakı emal daxil olmaqla və xarakterizasiya istisna olmaqla). Klik kimyasının kimyanı biologiya ilə birbaşa əlaqələndirə bildiyi göstərilmişdir; beləliklə, o, son dərəcə geniş tətbiq imkanlarına malik əsl fənlərarası reaksiyaya çevrilir.
(bax: Cintas və b., 2010)
Sonokimyəvi reaksiyalar, məsələn, klik kimyası üçün qapalı ultrasəs reaktoru.
Ultrasəslə sürətləndirilmiş reaksiya kinetikası sayəsində vaxta qənaət edən klik kimyası
Ultrasəsin tətbiqi porsiyalı rejimdə adətən bir neçə saat çəkən yavaş kimyəvi reaksiyaları sürətləndirə bilər. Reaksiya kinetikasının əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşması sayəsində reaksiya müddəti bir neçə dəqiqəyə qədər azaldıla bilər. Ultrasəs axın reaktorundan istifadə məhsul çıxımlarını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra, vaxta qənaət təmin edə və bununla da adətən yavaş gedən sintezlərin yüksək səmərəliliyinə gətirib çıxara bilər.
Sonokimyəvi üsulla gücləndirilmiş klik reaksiyaları üçün yüksək performanslı ultrasəs cihazları
Hielscher Ultrasonics mürəkkəb sonokimyəvi proseslər üçün yüksək performanslı zond tipli ultrasəs cihazları, sonokimyəvi reaktorlar və aksesuarlar layihələndirir, istehsal edir və satışını həyata keçirir. Hər zond (sonotrod / ultrasəs buynuzu) üçün gücü 50 vattdan 16.000 vatta qədər dəyişən ultrasəs prosessorları ilə Hielscher kimyəvi reaksiyanız üçün sizə ən uyğun sonokimyəvi qurğunu təklif edə bilir.
Hielscher ultrasəs cihazları keyfiyyəti, etibarlılığı və möhkəmliyi ilə tanınır. Hielscher Ultrasonics ISO sertifikatlı şirkətdir və ən müasir texnologiyaya və istifadə rahatlığına malik yüksək performanslı ultrasəs cihazlarına xüsusi diqqət yetirir. Əlbəttə, Hielscher ultrasəs cihazları CE tələblərinə uyğundur və UL, CSA və RoHs tələblərini ödəyir.
Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal gücü barədə məlumat verir:
| Porsiyanın həcmi | Axın sərfi | Tövsiyə olunan cihazlar |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| 15–150L | 3–15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | daha yüksək | cihazlar klasteri: UIP16000 |
Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizə sual verin!
Hielscher Ultrasonics laboratoriya, pilot və sənaye miqyasında qarışdırma tətbiqləri, dispersiya, emulsiyalaşdırma və ekstraksiya üçün yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- 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.
Bilməyə dəyər faktlar
Klik kimyası 2022-ci ildə kimya üzrə Nobel mükafatına layiq görülmüşdür
2001-ci ildə Sharpless və həmkarlarının adlandırdığı klik kimyası yüksək atom qənaətinə malik, yüksək effektiv, geniş tətbiq dairəli və stereospesifik (lakin mütləq enantioselektiv olmayan), yalnız asanlıqla çıxarıla bilən zərərsiz yan məhsullar əmələ gətirən və yalnız sadə reaksiya şəraiti, asan əldə edilən reagentlər və məhsulun sadə ayrılması prosedurları tələb edən, demək olar ki, mükəmməl reaksiyalar sinfi üçün təklif olunmuş konsepsiyadır.
Hielscher Ultrasonics yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorlarını laboratoriya ölçüsündən sənaye ölçüsünədək istehsal edir.