לחץ על כימיה – כיצד לשפר את תגובות הלחיצה עם סוניקציה
תגובות כימיות קליק כגון תגובות ציקלואיד-אלקין (CuAAC) המזורזות בנחושת יכולות להפיק תועלת רבה מיישום אולטרסאונד כוח. השפעות סונוכימיות מגדילות את התשואה ואת יחס ההמרה. בנוסף, היעילות הכוללת של תגובות כימיית קליקים משופרת. כטכניקה של כימיה ירוקה, אולטרסוניקציה תורמת לתגובות כימיות יעילות יותר וידידותיות יותר לסביבה.
ציקלואיד-אלקין מקודם באולטרה-סאונד נחושת
הציקלואיד אזיד-אלקין (CuAAC) המזורז בנחושת ידוע כדוגמה החשובה והבולטת ביותר לתגובות כימיות של קליקים. קראבוטו ועמיתיו מאוניברסיטת טורינו (איטליה) פיתחו פרוטוקול לתגובת ציקלוספציה 1,3-דיפולרית בסיוע אולטרסאונד של אזידים ואלקינים באמצעות נחושת מתכתית (Cu) כזרז. קבוצת האזידו היא משתתפת מרצון בסוג זה של תגובה אורגנית. יכולת הצימוד של קבוצת אזידו עם אלקינים משופרת באופן משמעותי בנוכחות Cu(I) ו- סוניקציה מקדמת את תגובת הקליק.
כור נסער אולטרה-סאונד עם האולטרסוניקטור UP200St עבור תגובות כימיות מוגברות בכימיית קליק.
- יכולת צימוד משופרת
- תשואות גבוהות יותר
- תגובה מהירה יותר
- קינטיקה משופרת של תגובה
- כימיה ירוקה
- פשוט & הפעלה בטוחה
כימיית קליק משופרת סונוכימית: הציקלוספציה המזורזת נחושת עם פנילאצטילן משופרת על ידי אולטרסוניקציה.
(מחקר וגרפיקה: © Cintas et al., 2010)
היתרונות של תגובות סונוכימיות
סינתזה קולית (סונו-סינתזה) התפתחה כאחת הטכניקות המעצימות המוערכות ביותר בכימיה בשל יתרונות מרובים. תגובות מקודמות סונוכימיות מצטיינות בשיטות קונבנציונליות מבוססות תסיסה או תרמית ביחס לקצב תגובה, תפוקה, פשטות תפעולית, טוהר המוצרים, יעילות אנרגטית וכו '. הוכח מדעית כי השימוש באולטרסאונד כוח יכול לקדם תגובות כימיות, ויכול להפחית את זמן התגובה כמו גם תגובות לוואי לא רצויות. כמקור אנרגיה ירוק חלופי, סוניקציה הופכת תגובות כימיות רבות לידידותיות יותר לסביבה מכיוון שנדרשים פחות מגיבים, ממסים מתונים יותר ופחות אנרגיה.
תגובות אורגניות סונוכימיות עם זרזי נחושת
ההשפעות המועילות של אולטרסאונד וסונוכימיה לתגובות המערבות מתכות ידועות היטב. סוניקציה מקדמת הסרה מכנית של שכבות פסיביות ומשפרת הן את העברת המסה והן את העברת האלקטרונים מהמתכת לקולט האורגני.
סינתזת הקליק בסיוע אולטרסאונד יושמה להכנת מגוון רחב של 1,4-disubstituted 1,2,3-triazole נגזרות החל ממולקולות קטנות ואוליגומרים כגון cyclodextrins (CDs). באמצעות פרוטוקול יעיל וירוק זה, ניתן לסנתז את כל האדוקטים תוך 2-4 שעות (כולל עבודה ולא כולל אפיון). כימיית קליקים הוכחה כמסוגלת לקשר ישירות בין כימיה לביולוגיה, ובכך להפוך לתגובה בין-תחומית אמיתית עם ישימות רחבה ביותר.
(ראה: Cintas et al., 2010)
כור אולטרסאונד סגור לתגובות סונוכימיות, למשל בכימיה של קליקים.
כימיית קליקים חוסכת זמן עקב קינטיקה של תגובה מואצת אולטרה-סאונד
יישום אולטרסאונד יכול להאיץ תגובות כימיות איטיות, אשר לוקח בדרך כלל כמה שעות במצב אצווה. בשל שיפור משמעותי בקינטיקה של התגובה, זמן התגובה יכול להצטמצם למספר דקות. שימוש בכור זרימה על-קולי יכול לשפר במידה ניכרת את התשואות, להשיג חיסכון בזמן ובכך להביא ליעילות רבה של סינתזות איטיות קונבנציונליות.
אולטרה-סאונד בעל ביצועים גבוהים לתגובות קליק משופרות מבחינה סונוכימית
Hielscher Ultrasonics מתכננת, מייצרת ומפיצה אולטרסאונד מסוג בדיקה בעלת ביצועים גבוהים, כורים סונוכימיים ואביזרים לתהליכים סונוכימיים מתוחכמים. עם מעבדים קוליים הנעים בין 50 וואט ל -16,000 וואט לכל בדיקה (סונוטרודה / קרן), Hielscher מסוגל להציע לך את ההתקנה הסונוכימית המתאימה ביותר לתגובה הכימית שלך.
Hielscher ultrasonicators מוכרים על איכותם, אמינותם וחוסנם. Hielscher Ultrasonics היא חברה מוסמכת ISO לשים דגש מיוחד על ultrasonicators ביצועים גבוהים שמציעות טכנולוגיה חדישה וידידותיות למשתמש. כמובן, Hielscher ultrasonicators הם תואמי CE ולעמוד בדרישות של UL, CSA ו RoHs.
הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו:
| נפח אצווה | קצב זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 1 עד 500 מ"ל | 10 עד 200 מ"ל/דקה | UP100H |
| 10 עד 2000 מ"ל | 20 עד 400 מ"ל/דקה | UP200Ht, UP400ST |
| 00.1 עד 20 ליטר | 00.2 עד 4L/דקה | UIP2000hdT |
| 10 עד 100 ליטר | 2 עד 10 ליטר/דקה | UIP4000hdT |
| 15 עד 150 ליטר | 3 עד 15 ליטר/דקה | UIP6000hdT |
| נ.א. | 10 עד 100 ליטר/דקה | UIP16000 |
| נ.א. | גדול | אשכול של UIP16000 |
צרו קשר! / שאל אותנו!
Hielscher Ultrasonics מייצרת הומוגנייזרים קוליים בעלי ביצועים גבוהים לערבוב יישומים, פיזור, תחליב וחילוץ בקנה מידה מעבדתי, פיילוט ותעשייתי.
ספרות / מקורות
- 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.
עובדות שכדאי לדעת
קליק כימיה זכה בפרס נובל לכימיה 2022
כימיית קליקים, שנטבעה על ידי שארפלס ועמיתיו בשנת 2001, היא מושג המוצע לסוג של תגובות כמעט מושלמות שהן יעילות מאוד עם כלכלת אטום גבוהה, רחבות בהיקפן, וסטריאוספציפיות (אך לא בהכרח אננטיוסלקטיביות), מייצרות רק תוצרי לוואי לא פוגעניים שניתן להסיר בקלות, ודורשות רק תנאי תגובה פשוטים, כמו גם מגיבים זמינים ונהלי בידוד מוצר פשוטים.
Hielscher Ultrasonics מייצרת הומוגנייזרים קוליים בעלי ביצועים גבוהים מ המעבדה ל גודל תעשייתי.