Klõpsake nuppu Keemia – Kuidas parandada klõpsureaktsioone ultrahelitöötlusega
Klõpsukeemia reaktsioonid, nagu vaskkatalüüsitud asiid-alküüntsüklolisandi (CuAAC) reaktsioonid, võivad võimsuse ultraheli rakendamisest palju kasu saada. Sonokeemilised mõjud suurendavad saagikust ja konversioonimäära. Lisaks paraneb klikikeemia reaktsioonide üldine efektiivsus. Rohelise keemia tehnikana aitab ultraheli kasutamine kaasa tõhusamatele ja keskkonnasõbralikumatele keemilistele reaktsioonidele.
Ultraheli reklaamitud vask-katalüüsitud asiid-alküüni tsükloadditionatsioon
Vaskkatalüüsitud asiid-alküüntsükloaddition (CuAAC) on tuntud kui klikikeemia reaktsioonide kõige olulisem ja silmapaistvam näide. Cravotto ja kolleegid Torino Ülikoolist (Itaalia) on välja töötanud protokolli asiidide ja alküünide ultraheli abil toimuvaks 1,3-dipolaarseks tsüklolisandireaktsiooniks, kasutades katalüsaatorina metallilist vaske (Cu). Azido rühm on sellises orgaanilises reaktsioonis valmis osaleja. Azido rühma sidumisvõimet alküünidega on Cu(I) ja Sonikatsioon soodustab klõpsureaktsiooni.

Ultraheli segatud reaktor koos ultrasonikaatoriga UP200St intensiivistunud keemiliste reaktsioonide jaoks klikikeemias.
- parem haakevõimsus
- Kõrgemad tulud
- Kiirem reageerimine
- Paranenud reaktsiooni kineetika
- Roheline keemia
- Lihtne & ohutu töö

Sonokeemiliselt täiustatud klõpsukeemia: Vase katalüüsitud tsüklolisandit fenüülatsetüleeniga parandatakse ultraheliga.
(Uurimus ja graafik: © Cintas et al., 2010)
Sonokeemiliste reaktsioonide eelised
Ultraheli süntees (sono-süntees) on kujunenud üheks kõige hinnatumaks keemia intensiivistamise tehnikaks mitmete eeliste tõttu. Sonokeemiliselt reklaamitud reaktsioonid paistavad silma tavapäraste segatud või termiliste meetoditega reaktsioonikiiruse, saagise, töö lihtsuse, toodete puhtuse, energiatõhususe jms osas. Teaduslikult on tõestatud, et võimsuse ultraheli kasutamine võib soodustada keemilisi reaktsioone ja vähendada reaktsiooniaega ning soovimatuid kõrvalreaktsioone. Alternatiivse rohelise energiaallikana muudab ultrahelitöötlus paljud keemilised reaktsioonid keskkonnasõbralikumaks, kuna vaja on vähem reaktiive, mahedamaid lahusteid ja vähem energiat.
Sonokeemilised vaskkatalüüsitud orgaanilised reaktsioonid
Ultraheli ja sonokeemia kasulik mõju metallidega seotud reaktsioonidele on hästi teada. Sonikatsioon soodustab passiivsete kihtide mehaanilist eemaldamist ja suurendab nii massiülekannet kui ka elektronide ülekannet metallist orgaanilisele aktseptorile.
Ultraheli abil toimuvat klõpsusünteesi on kasutatud laia valiku 1,4-asendatud 1,2,3-triasooli derivaatide valmistamiseks, alustades nii väikestest molekulidest kui ka oligomeeridest, näiteks tsüklodekstriinidest (CD). Kasutades seda tõhusat ja rohelisemat protokolli, saab kõiki adukte sünteesida 2-4 tunni jooksul (sealhulgas ülestöötamine ja iseloomustuse välistamine). On tõestatud, et klikikeemia suudab keemiat otseselt bioloogiaga siduda, muutudes seega tõeliseks interdistsiplinaarseks reaktsiooniks, millel on äärmiselt lai rakendatavus.
(vrd Cintas et al., 2010)
Aega säästev klõpsukeemia ultraheli kiirendatud reaktsiooni kineetika tõttu
Ultraheli rakendamine võib kiirendada aeglaseid keemilisi reaktsioone, mis võtavad partii režiimis tavaliselt mitu tundi. Oluliselt paranenud reaktsioonikineetika tõttu võib reaktsiooniaega vähendada mitme minutini. Ultraheli voolureaktori kasutamine võib oluliselt parandada saagist, saada aja kokkuhoidu ja seeläbi saavutada tavapäraselt aeglase sünteesi suure tõhususe.
Suure jõudlusega ultrasonikaatorid sonokekeemiliselt täiustatud klõpsureaktsioonide jaoks
Hielscher Ultrasonics projekteerib, toodab ja levitab suure jõudlusega sondi tüüpi ultrasonikaatoreid, sonokeemilisi reaktoreid ja tarvikuid keerukate sonokeemiliste protsesside jaoks. Ultraheli protsessoritega, mis ulatuvad 50 vatti kuni 16 000 vatti sondi kohta (sonotrode / horn), suudab Hielscher pakkuda teile keemilise reaktsiooni jaoks kõige sobivamat sonokeemilist seadistust.
Hielscheri ultrasonikaatorid on tunnustatud nende kvaliteedi, usaldusväärsuse ja töökindluse poolest. Hielscher Ultrasonics on ISO sertifitseeritud ettevõte ja paneb erilist rõhku suure jõudlusega ultrasonikaatoritele, millel on tipptasemel tehnoloogia ja kasutajasõbralikkus. Loomulikult on Hielscheri ultrasonikaatorid CE-nõuetele vastavad ja vastavad UL, CSA ja RoHs nõuetele.
Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:
partii Köide | flow Rate | Soovitatavad seadmed |
---|---|---|
1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
0.1 kuni 20 l | 0.2 kuni 4 l / min | UIP2000hdT |
10 kuni 100 l | 2 kuni 10 l / min | UIP4000hdT |
15 kuni 150 l | 3 kuni 15 l/min | UIP6000hdT |
e.k. | 10 kuni 100 l / min | UIP16000 |
e.k. | suurem | klastri UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meiega!
Kirjandus/viited
- 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.
Faktid Tasub teada
Click Chemistry autasustati Nobeli keemiaauhinnaga 2022
Click-keemia, mille Sharpless ja kaastöötajad lõid 2001. aastal, on kontseptsioon, mis on välja pakutud peaaegu täiuslike reaktsioonide klassile, mis on väga tõhusad, kõrge aatomimajandusega, laia ulatusega ja stereospetsiifilised (kuid mitte tingimata enantioselektiivsed), tekitavad ainult inoffensive kõrvalsaadusi, mida saab kergesti eemaldada ja mis nõuavad ainult lihtsaid reaktsioonitingimusi, samuti kergesti kättesaadavaid reaktiive ja lihtsaid toote eraldamise protseduure.

Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid Lab et tööstuslik suurus.