Valitse Kemia – Kuinka parantaa napsautusreaktioita sonikaatiolla
Napsauta kemiallisia reaktioita, kuten kuparikatalysoituja atsidi-alkyynimikloadditaatioreaktioita (CuAAC), jotka voivat hyötyä suuresti tehon ultraäänen käytöstä. Sonokemialliset vaikutukset lisäävät satoa ja muuntokurssia. Lisäksi napsautuskemian reaktioiden yleinen tehokkuus paranee. Vihreän kemian tekniikkana ultrasonication edistää tehokkaampia ja ympäristöystävällisempiä kemiallisia reaktioita.
Ultraäänellä edistetty kuparikatalysoitu atsidi-alkyynikysykloadditio
Kuparikatalysoitu atsidi-alkyynimikloadditio (CuAAC) tunnetaan tärkeimpänä ja näkyvimpänä esimerkkinä napsautuskemiallisista reaktioista. Cravotto ja kollegat Torinon yliopistosta (Italia) ovat kehittäneet protokollan atsidien ja alkynien ultraääniavusteiselle 1,3-dipolaariselle sykloadditioreaktiolle, jossa katalysaattorina käytetään metallista kuparia (Cu). Azido-ryhmä on halukas osallistumaan tällaiseen orgaaniseen reaktioon. Azidon ryhmän kytkentäkyky alkyyneihin paranee huomattavasti Cu(I):n läsnä ollessa ja Sonikaatio edistää napsautusreaktiota.
Ultraäänellä kiihtynyt reaktori ultraäänilaitteen UP200St kanssa tehostettuihin kemiallisiin reaktioihin napsautuskemiassa.
- Parempi kytkentäkapasiteetti
- Korkeammat saannot
- Nopeampi reagointi
- Parannettu reaktiokinetiikka
- Vihreä kemia
- Yksinkertainen & turvallinen käyttö
Sonokemiallisesti parannettu napsautuskemia: Kuparikatalysoitu sykloadditio fenyyliasetyleenillä paranee ultraäänellä.
Sonokemiallisten reaktioiden edut
Ultraäänisynteesi (sono-synteesi) on noussut yhdeksi arvostetuimmista kemian tehostamistekniikoista useiden etujen vuoksi. Sonokemiallisesti edistetyt reaktiot ylittävät tavanomaiset sekoitetut tai lämpöpohjaiset menetelmät reaktionopeuden, saannon, toiminnan yksinkertaisuuden, tuotteiden puhtauden, energiatehokkuuden jne. suhteen. On tieteellisesti osoitettu, että tehon ultraäänen käyttö voi edistää kemiallisia reaktioita ja voi vähentää reaktioaikaa sekä ei-toivottuja sivureaktioita. Vaihtoehtoisena vihreänä energialähteenä sonikaatio tekee monista kemiallisista reaktioista ympäristöystävällisempiä, koska tarvitaan vähemmän reagoivia aineita, lievempiä liuottimia ja vähemmän energiaa.
Sonokemialliset kuparikatalysoidut orgaaniset reaktiot
Ultraäänen ja sonokemian hyödylliset vaikutukset metalleihin liittyviin reaktioihin ovat hyvin tunnettuja. Sonikaatio edistää passiivisten kerrosten mekaanista poistamista ja parantaa sekä massansiirtoa että elektronien siirtoa metallista orgaaniseen akseptoriin.
Ultraääniavusteista napsautussynteesiä on sovellettu laajan valikoiman 1,4-disubstituoitujen 1,2,3-triatsolijohdannaisten valmistukseen, alkaen sekä pienistä molekyyleistä että oligomeereistä, kuten syklodekstriineistä. Tätä tehokasta ja vihreämpää protokollaa käyttämällä kaikki adduktit voidaan syntetisoida 2-4 tunnissa (mukaan lukien työskentely ja karakterisointi). Napsautuskemian on osoitettu pystyvän yhdistämään kemian suoraan biologiaan, jolloin siitä tulee todellinen tieteidenvälinen reaktio, jolla on erittäin laaja sovellettavuus.
(vrt. Cintas et al., 2010)
Suljettu ultraäänireaktori sonokemiallisille reaktioille, esimerkiksi napsautuskemiassa.
Aikaa säästävä napsautuskemia ultraäänellä kiihdytetyn reaktiokinetiikan ansiosta
Ultraäänen käyttöönotto voi nopeuttaa hitaita kemiallisia reaktioita, jotka kestävät normaalisti useita tunteja erätilassa. Merkittävästi parantuneen reaktiokinetiikan ansiosta reaktioaikaa voidaan lyhentää useisiin minuutteihin. Ultraäänivirtausreaktorin käyttö voi parantaa huomattavasti saantoja, saada aikaan aikaa ja siten johtaa tavanomaisesti hitaiden synteesien suureen tehokkuuteen.
Korkean suorituskyvyn ultraääniastiat sonokemiallisesti parannettuihin napsautusreaktioihin
Hielscher Ultrasonics suunnittelee, valmistaa ja jakelee korkean suorituskyvyn koetintyyppisiä ultraäänilaitteita, sonokemiallisia reaktoreita ja lisävarusteita hienostuneisiin sonokemiallisiin prosesseihin. Ultraääniprosessoreilla, jotka vaihtelevat 50 watista 16 000 wattiin koetinta kohti (sonotrode? horn), Hielscher pystyy tarjoamaan sinulle sopivimman sonokemiallisen asennuksen kemialliseen reaktioosi.
Hielscher-ultraäänilaitteet tunnustetaan laadustaan, luotettavuudestaan ja kestävyydestään. Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifioitu yritys ja painottaa erityisesti korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteita, joissa on huipputeknologia ja käyttäjäystävällisyys. Tietenkin, Hielscher-ultraäänilaitteet ovat CE-yhteensopivia ja täyttävät UL: n, CSA: n ja RoHs: n vaatimukset.
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| Erän tilavuus | Virtausnopeus | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 1 - 500 ml | 10 - 200 ml? min | UP100H |
| 10 - 2000ml | 20–400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2–4 l/min | UIP2000hdT |
| 10-100L | 2 - 10L? min | UIP4000hdT |
| 15-150L | 3 - 15L? min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10-100L? min | UIP16000 |
| n.a. | suurempi | klusteri UIP16000 |
Ota yhteyttä!? Kysy meiltä!
Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita sekoitussovelluksiin, dispersioon, emulgointiin ja uuttamiseen laboratorio-, pilotti- ja teollisessa mittakaavassa.
Kirjallisuus? Viitteet
- 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.
Faktoja, jotka kannattaa tietää
Click Chemistry palkittiin kemian Nobel-palkinnolla 2022
Sharplessin ja työtovereiden vuonna 2001 keksimä napsautuskemia on konsepti, jota ehdotetaan lähes täydellisten reaktioiden luokalle, jotka ovat erittäin tehokkaita korkean atomitalouden kanssa, laaja-alaisia ja stereospesifisiä (mutta eivät välttämättä enantioselektiivisiä), tuottavat vain vaarattomia sivutuotteita, jotka voidaan helposti poistaa, ja vaativat vain yksinkertaisia reaktio-olosuhteita sekä helposti saatavilla olevia reagentteja ja yksinkertaisia tuotteen eristysmenetelmiä.
Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita laboratorio jotta Teollisuuden koko.