અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા પ્રેરિત અને સંવર્ધિત પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉત્પ્રેરણ

ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ વિવિધ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં તેમના યોગદાન માટે જાણીતા છે. આને સોનોકેમિસ્ટ્રી કહેવામાં આવે છે. વિષમાંગી પ્રતિક્રિયાઓ – અને ખાસ કરીને પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ પ્રતિક્રિયાઓ – શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ઉપયોગ માટે અત્યંત સંભાવનાશીલ ક્ષેત્રો છે. અભિકર્મકોને આપવામાં આવતી યાંત્રિક અને ધ્વનિરાસાયણિક ઊર્જાને કારણે પ્રતિક્રિયાઓ શરૂ કરી શકાય છે, પ્રતિક્રિયાની ગતિમાં નોંધપાત્ર વધારો કરી શકાય છે, તેમજ વધુ ઊંચા રૂપાંતરણ દરો, વધુ ઊંચી નીપજો અને વધુ સારા ઉત્પાદનો મેળવી શકાય છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડની રેખીય માપવર્ધનક્ષમતા અને વિશ્વસનીય અલ્ટ્રાસોનિક ઔદ્યોગિક ઉપકરણોની ઉપલબ્ધતા આ તકનીકને રાસાયણિક ઉત્પાદન માટે એક રસપ્રદ ઉકેલ બનાવે છે.

લક્ષિત અને વિશ્વસનીય સોનિકેશન પ્રક્રિયાઓ માટે કાચનું રિએક્ટર

અલ્ટ્રાસોનિક કાચનો પ્રવાહ કોષ

પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉત્પ્રેરણ

પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉત્પ્રેરણ (PTC) વિષમાંગી ઉત્પ્રેરણનું એક વિશિષ્ટ સ્વરૂપ છે અને કાર્બનિક સંશ્લેષણ માટેની વ્યવહારુ પદ્ધતિ તરીકે જાણીતું છે. પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ કરીને આયનિક પ્રક્રિયકોને દ્રાવ્ય બનાવવાનું શક્ય બને છે, જે ઘણીવાર જલીય પ્રાવસ્થામાં દ્રાવ્ય હોય છે પરંતુ કાર્બનિક પ્રાવસ્થામાં અદ્રાવ્ય હોય છે. આનો અર્થ એ છે કે મિશ્રણની જુદી જુદી પ્રાવસ્થાઓમાં રહેલા બે પદાર્થો વચ્ચેની આંતરક્રિયા અભિકર્મકો એકબીજાના સંપર્કમાં આવી શકતા ન હોવાથી અવરોધાતી હોય તેવી પ્રતિક્રિયામાં વિષમાંગિતાની સમસ્યાને દૂર કરવા માટે PTC એક વૈકલ્પિક ઉકેલ છે. (Esen et al. 2010) પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉત્પ્રેરણના સામાન્ય ફાયદાઓમાં તૈયારી માટે ઓછો પ્રયત્ન, સરળ પ્રાયોગિક પ્રક્રિયાઓ, સૌમ્ય પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓ, ઊંચા પ્રતિક્રિયા દરો, ઊંચી પસંદગીક્ષમતા, ક્વાટર્નરી એમોનિયમ ક્ષારો જેવા સસ્તા અને પર્યાવરણને અનુકૂળ અભિકર્મકો તથા દ્રાવકોનો ઉપયોગ અને મોટા પાયે સંશ્લેષણ કરવાની શક્યતાનો સમાવેશ થાય છે (Ooi et al. 2007).
ક્વાટ્સ, પોલિઇથિલિન ગ્લાયકોલ-400 વગેરે જેવા સરળ પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ (PT) ઉત્પ્રેરકોનો ઉપયોગ કરીને વિવિધ પ્રવાહી–પ્રવાહી અને પ્રવાહી–ઘન પ્રતિક્રિયાઓને તીવ્ર અને પસંદગીક્ષમ બનાવવામાં આવી છે. આ ઉત્પ્રેરકો આયનિક પ્રજાતિઓને જલીય પ્રાવસ્થામાંથી કાર્બનિક પ્રાવસ્થામાં સ્થાનાંતરિત થવા દે છે. આમ, જલીય પ્રાવસ્થામાં કાર્બનિક પ્રક્રિયકોની અત્યંત ઓછી દ્રાવ્યતા સાથે સંકળાયેલી સમસ્યાઓ દૂર કરી શકાય છે. કીટનાશક અને ઔષધ ઉદ્યોગોમાં PTC નો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે અને તેણે વ્યવસાયના પાયામાં પરિવર્તન લાવ્યું છે. (Sharma 2002)

શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ

શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ અત્યંત સૂક્ષ્મ પાયસો બનાવવા માટેનું એક જાણીતું સાધન છે. રસાયણશાસ્ત્રમાં આવા અત્યંત સૂક્ષ્મ કદના પાયસોનો ઉપયોગ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને સંવર્ધિત કરવા માટે થાય છે. આનો અર્થ એ છે કે બે અથવા વધુ અમિશ્રણીય પ્રવાહીઓ વચ્ચેનો આંતરપૃષ્ઠીય સંપર્ક વિસ્તાર ખૂબ જ વધી જાય છે અને તેના દ્વારા પ્રતિક્રિયા વધુ સારી રીતે, વધુ સંપૂર્ણ રીતે અને/અથવા વધુ ઝડપથી આગળ વધે છે.
અન્ય રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની જેમ જ પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉત્પ્રેરણમાં પણ પ્રતિક્રિયા શરૂ કરવા માટે પૂરતી ગતિઊર્જાની જરૂર પડે છે.
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના સંદર્ભમાં આની વિવિધ સકારાત્મક અસરો થાય છે:

ઓછી ગતિઊર્જાને કારણે સામાન્ય રીતે ન થતી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા અલ્ટ્રાસોનિકેશન દ્વારા શરૂ કરી શકાય છે.
અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી થતા PTC દ્વારા રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને વેગ આપી શકાય છે.
પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ સંપૂર્ણપણે ટાળી શકાય છે.
કાચા માલનો વધુ કાર્યક્ષમ રીતે ઉપયોગ કરી શકાય છે.
આડપેદાશો ઘટાડી શકાય છે.
ખર્ચાળ અને જોખમી પ્રબળ બેઝના સ્થાને સસ્તા અકાર્બનિક બેઝનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

આ અસરોને કારણે, બે અને તેથી વધુ અમિશ્રણીય પ્રક્રિયકોમાંથી કાર્બનિક સંશ્લેષણ માટે PTC એક અમૂલ્ય રાસાયણિક પદ્ધતિ છે: પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉત્પ્રેરણ (PTC) રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓના કાચા માલનો વધુ કાર્યક્ષમ ઉપયોગ અને વધુ ખર્ચક્ષમ રીતે ઉત્પાદન કરવાનું શક્ય બનાવે છે. PTC દ્વારા રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓનું સંવર્ધન રાસાયણિક ઉત્પાદન માટેનું એક મહત્વપૂર્ણ સાધન છે, જેને અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ઉપયોગથી ખૂબ જ સુધારી શકાય છે.

પ્રવાહીમાં કેવિટેશન

અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા પ્રોત્સાહિત PTC પ્રતિક્રિયાઓનાં ઉદાહરણો

અલ્ટ્રાસોનિકેશન હેઠળ PEG-400 નો ઉપયોગ કરીને નવા N’-(4,6-ડાઇસબ્સ્ટિટ્યુટેડ-પિરિમિડિન-2-ઇલ)-N-(5-એરિલ-2-ફ્યુરોઇલ)થાયોયુરિયા વ્યુત્પન્નોનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. (Ken et al. 2005)
આયનિક પ્રવાહીમાં PTC દ્વારા મેન્ડેલિક એસિડના અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી થતા સંશ્લેષણમાં આસપાસની પરિસ્થિતિઓ હેઠળ પ્રતિક્રિયાની ઊપજમાં નોંધપાત્ર વધારો જોવા મળે છે. (Hua et al. 2011)
Kubo et al. (2008) દ્રાવકમુક્ત વાતાવરણમાં ફિનાઇલએસિટોનાઇટ્રાઇલના અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી થતા C-આલ્કિલેશનનો અહેવાલ આપે છે. પ્રતિક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપતી અલ્ટ્રાસાઉન્ડની અસર બે પ્રવાહી પ્રાવસ્થાઓ વચ્ચેના અત્યંત મોટા આંતરપૃષ્ઠીય ક્ષેત્રફળને આભારી હોવાનું જણાવાયું હતું. યાંત્રિક મિશ્રણની સરખામણીમાં અલ્ટ્રાસોનિકેશનથી પ્રતિક્રિયાનો દર ઘણો વધુ ઝડપી બને છે.
ડાઇક્લોરોકાર્બીન ઉત્પન્ન કરવા માટે કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડની મેગ્નેશિયમ સાથેની પ્રતિક્રિયા દરમિયાન સોનિકેશન કરવાથી ઓલેફિન્સની હાજરીમાં gem-ડાઇક્લોરોસાયક્લોપ્રોપેનની વધુ ઊપજ મળે છે. (Lin et al. 2003)
અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણની પરિસ્થિતિઓ હેઠળ p-ક્લોરોબેન્ઝાલ્ડિહાઇડની કેનિઝારો પ્રતિક્રિયા ઝડપી બને છે. Polácková et al. (1996) દ્વારા પરીક્ષણ કરાયેલા ત્રણ પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉત્પ્રેરકો – બેન્ઝિલટ્રાઇઇથાઇલએમોનિયમ ક્લોરાઇડ (TEBA), Aliquat અને 18-crown-6 – પૈકી TEBA સૌથી વધુ અસરકારક હોવાનું જણાયું હતું. ફેરોસીનકાર્બાલ્ડિહાઇડ અને p-ડાઇમિથાઇલએમિનોબેન્ઝાલ્ડિહાઇડમાંથી સમાન પરિસ્થિતિઓ હેઠળ મુખ્ય નીપજ તરીકે 1,5-ડાઇએરાઇલ-1,4-પેન્ટાડાઇન-3-ઓન્સ મળ્યાં હતાં.
Lin-Xiao et al. (1987) એ દર્શાવ્યું છે કે અલ્ટ્રાસોનિકેશન અને PTCનું સંયોજન ક્લોરોફોર્મમાંથી ઓછા સમયમાં, વધુ સારી ઊપજ સાથે અને ઉત્પ્રેરકની ઓછી માત્રા વડે ડાઇક્લોરોકાર્બીનના નિર્માણને અસરકારક રીતે પ્રોત્સાહન આપે છે.
Yang et al. (2012) એ બેન્ઝિલ 4-હાઇડ્રોક્સિબેન્ઝોએટના પર્યાવરણને અનુકૂળ, અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી થતા સંશ્લેષણનો અભ્યાસ ઉત્પ્રેરક તરીકે 4,4′-બિસ(ટ્રાઇબ્યુટાઇલએમોનિયોમિથાઇલ)-1,1′-બાઇફિનાઇલ ડાઇક્લોરાઇડ (QCl₂) નો ઉપયોગ કરીને કર્યો છે. QCl₂ નો ઉપયોગ કરીને તેમણે એક નવી દ્વિસ્થાનીય પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉત્પ્રેરણ પદ્ધતિ વિકસાવી છે. આ ઘન–પ્રવાહી પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉત્પ્રેરણ (SLPTC) અલ્ટ્રાસોનિકેશન સાથે બેચ પ્રક્રિયા તરીકે કરવામાં આવ્યું છે. તીવ્ર સોનિકેશન હેઠળ, ઉમેરાયેલા Q2+ ના 33%, જેમાં 45.2% Q(Ph(OH)COO)₂ સમાયેલું છે, બેન્ઝિલ બ્રોમાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરવા માટે કાર્બનિક પ્રાવસ્થામાં સ્થાનાંતરિત થયા છે, તેથી એકંદર પ્રતિક્રિયા દર વધ્યો હતો. આ વધેલો પ્રતિક્રિયા દર 0.106 min^-1 જેટલો 300W ના અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણ હેઠળ પ્રાપ્ત થયો હતો, જ્યારે સોનિકેશન વિના 0.0563 min^-1 જેટલો દર જોવા મળ્યો હતો. આ રીતે, પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉત્પ્રેરણમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સાથે દ્વિસ્થાનીય પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉત્પ્રેરકની સહક્રિયાત્મક અસર દર્શાવવામાં આવી છે.

અલ્ટ્રાસોનિક પ્રયોગશાળા ઉપકરણ UP200Ht પ્રયોગશાળાઓમાં શક્તિશાળી સોનિકેશન પૂરું પાડે છે.

ચિત્ર 1: UP200Ht એ 200 વોટનું શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર છે

અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા અસમમિત પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ પ્રતિક્રિયામાં વૃદ્ધિ

a-એમિનો એસિડ અને તેમના વ્યુત્પન્નોના અસમમિત સંશ્લેષણ માટે વ્યવહારુ પદ્ધતિ સ્થાપિત કરવાના હેતુથી Maruoka અને Ooi (2007) એ તપાસ કરી કે “શું N-સ્પાઇરો કાઇરલ ચતુર્થક એમોનિયમ ક્ષારોની પ્રતિક્રિયાશીલતા વધારી શકાય અને તેમની રચનાઓ સરળ બનાવી શકાય. અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણથી સમરૂપકરણ, એટલે કે અત્યંત સૂક્ષ્મ ઇમલ્શનો ઉત્પન્ન થતાં હોવાથી, તે પ્રતિક્રિયા થઈ શકે તેવા આંતરપૃષ્ઠીય ક્ષેત્રફળમાં ખૂબ મોટો વધારો કરે છે, જેનાથી પ્રવાહી–પ્રવાહી પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ પ્રતિક્રિયાઓના દરમાં નોંધપાત્ર વૃદ્ધિ થઈ શકે છે. ખરેખર, ટોલ્યુઇન/50% જલીય KOH માં 2, મિથાઇલ આયોડાઇડ અને (S,S)-નેફ્થાઇલ ઉપએકમ (1 mol%) ના પ્રતિક્રિયા મિશ્રણનું 0 degC પર 1 h સુધી સોનિકેશન કરવાથી અનુરૂપ આલ્કિલેશન નીપજ 88%ee સાથે 63% ઊપજમાં મળી હતી; રાસાયણિક ઊપજ અને એનાન્ટિયોવરણક્ષમતા મિશ્રણને આઠ કલાક સુધી માત્ર હલાવીને કરવામાં આવેલી પ્રતિક્રિયાના પરિણામો સાથે તુલનાત્મક હતાં (0 degC, 64%, 90%ee).” (Maruoka et al. 2007; p. 4229)

સોનિકેશન દ્વારા સુધારેલી પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ અભિક્રિયાઓ

યોજના 1: α-એમિનો એસિડના અસમમિત સંશ્લેષણ દરમિયાન અલ્ટ્રાસોનિકેશન પ્રતિક્રિયાનો દર વધારે છે [Maruoka et al. 2007]

અસમમિત ઉત્પ્રેરણમાં પ્રતિક્રિયાનો બીજો પ્રકાર માઇકલ પ્રતિક્રિયા છે. ડાઇઇથાઇલ N-એસિટિલ-એમિનોમેલોનેટના ચાલ્કોન સાથેના સંકલન પર અલ્ટ્રાસોનિકેશનની સકારાત્મક અસર થાય છે, જેના પરિણામે પ્રાપ્ત ઉપજમાં 12%નો વધારો થાય છે (અલ્ટ્રાસાઉન્ડ વિનાની પ્રતિક્રિયા દરમિયાન પ્રાપ્ત 72%થી વધીને અલ્ટ્રાસોનિકેશન હેઠળ 82% સુધી). અલ્ટ્રાસાઉન્ડ વિનાની પ્રતિક્રિયાની સરખામણીમાં પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ હેઠળ પ્રતિક્રિયા સમયની દૃષ્ટિએ છ ગણી ઝડપી થાય છે. એનાંટિઓમેરિક અધિકતા (ee) બદલાઈ નથી અને બંને પ્રતિક્રિયાઓમાં – અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સાથે અને તેના વિના – તે 40%ee હતી. (Mirza-Aghayan et al. 1995)
Li et al. (2003)એ દર્શાવ્યું કે સ્વીકારક તરીકે ચાલ્કોન અને દાતા તરીકે ડાઇઇથાઇલ મેલોનેટ, નાઇટ્રોમિથેન, સાયક્લોહેક્ઝેનોન, ઇથાઇલ એસિટોએસિટેટ અને એસિટિલએસિટોન જેવા વિવિધ સક્રિય મિથિલીન સંયોજનો વચ્ચે KF/ક્ષારીય એલ્યુમિના દ્વારા ઉત્પ્રેરિત માઇકલ પ્રતિક્રિયાથી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ વિકિરણ હેઠળ ઓછા સમયમાં ઉચ્ચ ઉપજ સાથે યોગશીલ સંયોજનો મળે છે. અન્ય એક અભ્યાસમાં, Li et al. (2002)એ KF-Al₂O₃ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત ચાલ્કોનનું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-સહાયિત સફળ સંશ્લેષણ દર્શાવ્યું છે.
ઉપરની આ PTC પ્રતિક્રિયાઓ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ વિકિરણની ક્ષમતા અને સંભાવનાઓનો માત્ર એક નાનો ભાગ દર્શાવે છે.
PTCમાં સંભવિત સુધારાઓ માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડનું પરીક્ષણ અને મૂલ્યાંકન કરવું ખૂબ સરળ છે. Hielscher નું અલ્ટ્રાસોનિક પ્રયોગશાળા ઉપકરણ UP200Ht (200 વોટ) અને Hielscher ની બેન્ચ-ટોપ પ્રણાલી UIP1000hd (1000 વોટ) જેવા ઉપકરણો પ્રારંભિક પ્રયોગો કરવા દે છે. (ચિત્ર 1 અને 2 જુઓ)

અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા સુધારેલું અસમમિત માઇકલ યોગશીલન (મોટું કરીને જોવા માટે ક્લિક કરો!)

પ્રતિક્રિયા યોજના 2: ડાઇઇથાઇલ N-એસિટિલ-એમિનોમેલોનેટનું ચાલ્કોન સાથે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-સહાયિત અસમમિત માઇકલ સંકલન [Török et al. 2001]

રાસાયણિક બજારમાં સ્પર્ધા કરતું કાર્યક્ષમ ઉત્પાદન

અલ્ટ્રાસોનિક પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતર ઉત્પ્રેરણનો ઉપયોગ કરીને તમને નીચેના વિવિધ લાભોમાંથી એક અથવા વધુ લાભ મળશે:

અન્યથા શક્ય ન હોય તેવી પ્રતિક્રિયાઓનો આરંભ
પ્રાપ્ત ઉપજમાં વધારો
ખર્ચાળ, નિર્જળ, અપ્રોટિક દ્રાવકોના વપરાશમાં ઘટાડો
પ્રતિક્રિયાના સમયમાં ઘટાડો
પ્રતિક્રિયાનાં નીચાં તાપમાન
સરળીકૃત તૈયારી
આલ્કલી ધાતુના આલ્કોક્સાઇડ, સોડિયમ એમાઇડ, સોડિયમ હાઇડ્રાઇડ અથવા ધાત્વિક સોડિયમને બદલે જલીય આલ્કલી ધાતુનો ઉપયોગ
વધુ સસ્તી કાચી સામગ્રીનો, ખાસ કરીને ઑક્સિડાઇઝિંગ પદાર્થોનો ઉપયોગ
પસંદગીક્ષમતામાં ફેરફાર
ઉત્પાદનોના ગુણોત્તરમાં ફેરફાર (દા.ત. O-/C-આલ્કિલેશન)
સરળીકૃત અલગીકરણ અને શુદ્ધિકરણ
ગૌણ પ્રતિક્રિયાઓને દબાવીને પ્રાપ્ત ઉપજમાં વધારો
અત્યંત ઊંચા પ્રક્રિયાકરણ દરે પણ ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનના સ્તર સુધી સરળ, રેખીય વ્યાપવર્ધન

UIP1000hd ટેબલ પર રાખીને વાપરી શકાય એવો અલ્ટ્રાસોનિક સમાનગીકાર

1000W અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર, ફ્લો સેલ, ટાંકી અને પંપ સાથેની ગોઠવણી

રસાયણશાસ્ત્રમાં અલ્ટ્રાસોનિક અસરોનું સરળ અને જોખમમુક્ત પરીક્ષણ

ચોક્કસ પદાર્થો અને પ્રતિક્રિયાઓ પર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ કેવી અસર કરે છે તે જોવા માટે, પ્રારંભિક વ્યવહાર્યતા પરીક્ષણો નાના પાયે કરી શકાય છે. 50થી 400 વોટની શ્રેણીનાં, હાથમાં પકડી શકાય તેવાં અથવા સ્ટૅન્ડ પર સ્થાપિત પ્રયોગશાળા ઉપકરણો વડે બીકરમાં નાના અને મધ્યમ કદના નમૂનાઓનું સોનિકેશન કરી શકાય છે. જો પ્રારંભિક પરિણામો સંભવિત સફળતા સૂચવે, તો ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર વડે બેન્ચ-ટોપ પર પ્રક્રિયા વિકસાવી અને શ્રેષ્ઠ બનાવી શકાય છે, દા.ત. UIP1000hd (1000W, 20kHz). Hielscher ની 500 વોટથી 2000 વોટની અલ્ટ્રાસોનિક બેન્ચ-ટોપ પ્રણાલીઓ સંશોધન અને વિકાસ તથા પ્રક્રિયાને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે આદર્શ ઉપકરણો છે. બીકર અને ઇનલાઇન સોનિકેશન માટે રચાયેલી આ અલ્ટ્રાસોનિક પ્રણાલીઓ સૌથી મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયા પરિમાણો પર સંપૂર્ણ નિયંત્રણ આપે છે: કંપનવિસ્તાર, દબાણ, તાપમાન, સ્નિગ્ધતા અને સાંદ્રતા.
પરિમાણો પરનું સચોટ નિયંત્રણ પ્રાપ્ત પરિણામોની ચોક્કસ પુનરુત્પાદકતા અને રેખીય વ્યાપવર્ધનક્ષમતા શક્ય બનાવે છે. વિવિધ ગોઠવણોનું પરીક્ષણ કર્યા પછી, શ્રેષ્ઠ જણાયેલી ગોઠવણીનો ઉપયોગ ઉત્પાદનની પરિસ્થિતિઓમાં સતત (24h/7d) ચલાવવા માટે કરી શકાય છે. વૈકલ્પિક PC-Control (સોફ્ટવેર ઇન્ટરફેસ) વ્યક્તિગત પ્રયોગોનું રેકોર્ડિંગ પણ સરળ બનાવે છે. જોખમી વાતાવરણમાં (ATEX, FM) જ્વલનશીલ પ્રવાહી અથવા દ્રાવકોના સોનિકેશન માટે UIP1000hd ATEX-પ્રમાણિત સંસ્કરણમાં ઉપલબ્ધ છે: UIP1000-Exd.

રસાયણશાસ્ત્રમાં અલ્ટ્રાસોનિકેશનના સામાન્ય લાભો:

સોનિકેશન લાગુ કરવામાં આવે તો પ્રતિક્રિયા ઝડપી થઈ શકે છે અથવા ઓછી કઠોર પરિસ્થિતિઓની જરૂર પડી શકે છે.
પ્રેરણ અવધિઓ ઘણી વાર નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે અને આવી પ્રતિક્રિયાઓ સાથે સામાન્ય રીતે સંકળાયેલું ઉષ્મા ઉત્સર્જન પણ ઘટે છે.
ઉમેરણોની જરૂર વિના અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા ઘણી વાર સોનોરાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ શરૂ થાય છે.
સંશ્લેષણ માર્ગમાં સામાન્ય રીતે જરૂરી પગલાંની સંખ્યા ક્યારેક ઘટાડી શકાય છે.
કેટલીક પરિસ્થિતિઓમાં અભિક્રિયાને વૈકલ્પિક માર્ગ તરફ દોરી શકાય છે.

સાહિત્ય/સંદર્ભો

Esen, Ilker et al. (2010): અલ્ટ્રાસોનિક અસર હેઠળ પાણીમાં એરોમેટિક આલ્ડિહાઇડની સંઘનન અભિક્રિયાઓમાં લાંબી શૃંખલાવાળા દ્વિધનાયનિક પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉદ્દીપકો. Bulletin of the Korean Chemical Society 31/8, 2010; પૃષ્ઠો 2289–2292.
Hua, Q. et al. (2011): આયનિક પ્રવાહીમાં પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉદ્દીપન દ્વારા મેન્ડેલિક એસિડનું અલ્ટ્રાસોનિક રીતે પ્રોત્સાહિત સંશ્લેષણ. પ્રકાશનમાં: Ultrasonics Sonochemistry ખંડ 18/5, 2011; પૃષ્ઠો 1035–1037.
Li, J.-T. et al. (2003): અલ્ટ્રાસાઉન્ડ વિકિરણ હેઠળ KF/બેઝિક એલ્યુમિના દ્વારા ઉદ્દીપિત માઇકલ અભિક્રિયા. Ultrasonics Sonochemistry 10, 2003. પૃષ્ઠો 115–118.
Lin, Haixa et al. (2003): અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણનો ઉપયોગ કરીને કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડ અને મેગ્નેશિયમની અભિક્રિયામાંથી ડાઇક્લોરોકાર્બીન ઉત્પન્ન કરવાની સરળ પ્રક્રિયા. પ્રકાશનમાં: Molecules 8, 2003; પૃષ્ઠો 608–613.
Lin-Xiao, Xu et al. (1987): અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણ અને પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉદ્દીપન દ્વારા dichlorocebene ઉત્પન્ન કરવાની નવી વ્યવહારુ પદ્ધતિ. પ્રકાશનમાં: Acta Chimica Sinica, ખંડ 5/4, 1987; પૃષ્ઠો 294–298.
Ken, Shao-Yong et al. (2005): અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણ હેઠળ પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ દ્વારા ઉદ્દીપિત સંશ્લેષણ અને N’-(4,6-disubstituted-pyrimidin-2-yl)-N-(5-aryl-2-furoyl)thiourea વ્યુત્પન્નોની જૈવસક્રિયતા. પ્રકાશનમાં: Indian Journal of Chemistry ખંડ 44B, 2005; પૃષ્ઠો 1957–1960.
Kubo, Masaki et al. (2008): અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણનો ઉપયોગ કરીને ફિનાઇલએસિટોનાઇટ્રાઇલના દ્રાવકમુક્ત C-આલ્કિલેશનની ગતિકી. Chemical Engineering Journal Japan, ખંડ 41, 2008; પૃષ્ઠો 1031–1036.
Maruoka, Keiji et al. (2007): અસમમિત પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉદ્દીપનમાં તાજેતરની પ્રગતિ. પ્રકાશનમાં: Angew. Chem. Int. Ed., ખંડ 46, Wiley-VCH, Weinheim, 2007; પૃષ્ઠો 4222–4266.
Mason, Timothy et al. (2002): પ્રયોજિત સોનોકેમિસ્ટ્રી: રસાયણશાસ્ત્ર અને પ્રક્રિયાકરણમાં પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ઉપયોગો. Wiley-VCH, Weinheim, 2002.
Mirza-Aghayan, M. et al (1995): અસમમિત માઇકલ અભિક્રિયા પર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ વિકિરણની અસરો. Tetrahedron: Asymmetry 6/11, 1995; પૃષ્ઠો 2643–2646.
Polácková, Viera et al. (1996): પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણની પરિસ્થિતિઓ હેઠળ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા પ્રોત્સાહિત કેનિઝારો અભિક્રિયા. પ્રકાશનમાં: Ultrasonics Sonochemistry ખંડ 3/1, 1996; પૃષ્ઠો 15–17.
Sharma, M. M. (2002): નાના પાયે અભિક્રિયાઓ કરવાની વ્યૂહરચનાઓ. પસંદગીતાનું ઇજનેરી નિયંત્રણ અને પ્રક્રિયાનું તીવ્રીકરણ. પ્રકાશનમાં: Pure and Applied Chemistry, ખંડ 74/12, 2002; પૃષ્ઠો 2265–2269.
Török, B. et al. (2001): સોનોકેમિસ્ટ્રીમાં અસમમિત અભિક્રિયાઓ. Ultrasonics Sonochemistry 8, 2001; પૃષ્ઠો 191–200.
Wang, Maw-Ling et al. (2007): 1,7-ઓક્ટાડાઇનનું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સહાયિત પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉદ્દીપકીય ઇપોક્સિડેશન – ગતિકીય અભ્યાસ. પ્રકાશનમાં: Ultrasonics Sonochemistry ખંડ 14/1, 2007; પૃષ્ઠો 46–54.
Yang, H.-M.; Chu, W.-M. (2012): અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સહાયિત પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉદ્દીપન: ઘન–પ્રવાહી તંત્રમાં નવા દ્વિસ્થાનીય પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉદ્દીપક વડે પ્રતિસ્થાપિત બેન્ઝોએટનું પર્યાવરણને અનુકૂળ સંશ્લેષણ. પ્રકાશનમાં: 14^મી એશિયા પેસિફિક કન્ફેડરેશન ઑફ કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ કૉંગ્રેસ APCChE 2012ની કાર્યવાહી.

સંબંધિત વિષયો

જાણવા યોગ્ય તથ્યો

અલ્ટ્રાસોનિક પેશી સમાનાંગીકારકોને ઘણીવાર પ્રોબ સોનિકેટર, સોનિક લાઇસર, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ વિક્ષેપક, અલ્ટ્રાસોનિક ગ્રાઇન્ડર, સોનો-રપ્ટર, સોનિફાયર, સોનિક ડિસમેમ્બ્રેટર, કોષ વિક્ષેપક, અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપણકારક અથવા દ્રાવક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. સોનિકેશન દ્વારા કરી શકાય તેવા વિવિધ ઉપયોગોને કારણે આ અલગ અલગ શબ્દો પ્રચલિત થયા છે.