Kattintson a Kémia elemre – Hogyan lehet fokozni a kattintási reakciókat szonikációval
A kattintásos kémiai reakciók, mint például a réz-katalizált azid-alkin-cikloaddíció (CuAAC) reakciók, nagy előnyökkel járhatnak a teljesítmény ultrahang alkalmazásából. A sonokémiai hatások növelik a hozamot és a konverziós arányt. Ezenkívül javul a kattintásos kémiai reakciók általános hatékonysága. A zöld kémia technikájaként az ultrahangos kezelés hozzájárul a hatékonyabb és környezetbarátabb kémiai reakciókhoz.
Ultrahanggal támogatott réz-katalizált azid-alkin-cikloaddíció
A réz-katalizált azid-alkin-cikloaddíció (CuAAC) a klikkkémiai reakciók legfontosabb és legkiemelkedőbb példájaként ismert. Cravotto és kollégái a Torinói Egyetemen (Olaszország) kifejlesztettek egy protokollt az azidok és alkinok ultrahanggal segített 1,3-dipoláris cikloaddíciós reakciójára, fémes réz (Cu) katalizátorként történő felhasználásával. Az azido csoport készséges résztvevője ennek a fajta szerves reakciónak. Az azidócsoport alkinokkal való kapcsolódási képessége jelentősen javul Cu(I) és Az ultrahangos kezelés elősegíti a kattintási reakciót.
Ultrahanggal kevert reaktor az ultrahangos készülékkel UP200St a klikk kémia fokozott kémiai reakcióihoz.
- Jobb összekapcsolási kapacitás
- magasabb hozamok
- gyorsabb reakció
- jobb reakciókinetika
- Zöld kémia
- egyszerű & biztonságos működés
Sonokémiailag továbbfejlesztett kattintási kémia: A réz-katalizált cikloaddíció fenil-acetilénnel javul ultrahangos kezeléssel.
(Tanulmány és grafika: © Cintas et al., 2010)
A szonokémiai reakciók előnyei
Az ultrahangos szintézis (sono-szintézis) számos előnye miatt a kémia egyik legelismertebb fokozó technikájává vált. A szonokémiailag támogatott reakciók felülmúlják a hagyományos kevert vagy termikus alapú módszereket a reakciósebesség, a hozam, a működési egyszerűség, a termékek tisztasága, az energiahatékonyság stb. tekintetében. Tudományosan bizonyított, hogy a teljesítmény ultrahang használata elősegítheti a kémiai reakciókat, és csökkentheti a reakcióidőt, valamint a nem kívánt mellékhatásokat. Alternatív zöld energiaforrásként az szonikálás számos kémiai reakciót környezetbarátabbá tesz, mivel kevesebb reagensre, enyhébb oldószerre és kevesebb energiára van szükség.
Sonokémiai réz-katalizált szerves reakciók
Az ultrahang és a szonokémia jótékony hatásai a fémekkel kapcsolatos reakciókra jól ismertek. A szonikálás elősegíti a passziváló rétegek mechanikus eltávolítását, és fokozza mind a tömegátadást, mind az elektronátadást a fémből a szerves akceptorba.
Az ultrahanggal segített klikkszintézist az 1,4-diszubsztituált 1,2,3-triazol-származékok széles skálájának előállítására alkalmazták, kezdve mind a kis molekulákból, mind az oligomerekből, például ciklodextrinekből (CD). Ezzel a hatékony és zöldebb protokollal az összes addukt 2-4 óra alatt szintetizálható (beleértve a munkát és a jellemzés kizárását). Kimutatták, hogy a klikk kémia képes közvetlenül összekapcsolni a kémiát a biológiával, így valódi interdiszciplináris reakcióvá válik, rendkívül széles körű alkalmazhatósággal.
(vö. Cintas et al., 2010)
Zárt ultrahangos reaktor szonokémiai reakciókhoz, pl. kattintásos kémia.
Időtakarékos kattintáskémia az ultrahanggal gyorsított reakciókinetikának köszönhetően
Az ultrahang megvalósítása felgyorsíthatja a lassú kémiai reakciókat, amelyek általában több órát vesznek igénybe kötegelt üzemmódban. A jelentősen javuló reakciókinetika miatt a reakcióidő néhány percre csökkenthető. Az ultrahangos áramlási reaktor használata jelentősen javíthatja a hozamokat, időmegtakarítást érhet el, és ezáltal a hagyományosan lassú szintézisek nagy hatékonyságát eredményezheti.
Nagy teljesítményű ultrahangos készülékek szonokémiailag továbbfejlesztett kattintási reakciókhoz
Hielscher Ultrasonics tervez, gyárt és forgalmaz nagy teljesítményű szonda típusú ultrahangos készülékeket, szonokémiai reaktorokat és tartozékokat kifinomult szonokémiai folyamatokhoz. Az ultrahangos processzorok között 50 watt és 16,000 watt / szonda (sonotrode / horn), Hielscher képes kínálni a legmegfelelőbb szonokémiai beállítás a kémiai reakció.
A Hielscher ultrahangos készülékeket minőségükről ismerik el, megbízhatóság és robusztusság. Hielscher Ultrasonics egy ISO tanúsítvánnyal rendelkező cég, és különös hangsúlyt fektet a nagy teljesítményű ultrasonicatorokra, amelyek a legmodernebb technológiát és felhasználóbarátságot mutatják. Természetesen a Hielscher ultrasonicators CE-kompatibilis és megfelel az UL, CSA és RoHs követelményeinek.
Az alábbi táblázat jelzi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását:
| Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
|---|---|---|
| 1–500 ml | 10–200 ml/perc | UP100H |
| 10 és 2000 ml között | 20–400 ml/perc | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1-től 20L-ig | 0.2-től 4 liter/percig | UIP2000hdT |
| 10–100 liter | 2–10 l/perc | UIP4000hdt |
| 15–150 liter | 3–15 l/perc | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100 l/perc | UIP16000 |
| n.a. | Nagyobb | klaszter UIP16000 |
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt keverési alkalmazásokhoz, diszperzióhoz, emulgeáláshoz és extrakcióhoz laboratóriumi, kísérleti és ipari méretekben.
Irodalom / Hivatkozások
- 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.
Tények, amelyeket érdemes tudni
Kattintson a kémia Nobel-díjjal 2022-ben
A Sharpless és munkatársai által 2001-ben megalkotott klikkkémia egy olyan koncepció, amelyet a szinte tökéletes reakciók osztályára javasoltak, amelyek rendkívül hatékonyak magas atomi gazdaságossággal, széles hatókörrel és sztereospecifikusak (de nem feltétlenül enantioszelektívek), csak ártalmatlan melléktermékeket hoznak létre, amelyek könnyen eltávolíthatók, és csak egyszerű reakciófeltételeket, valamint könnyen hozzáférhető reagenseket és egyszerű termékizolációs eljárásokat igényelnek.
Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok labor hoz ipari méret.