Kattintson a Kémia gombra – Hogyan lehet javítani a kattintási reakciókat a szonikációval
A kattintáskémiai reakciók, mint például a réz-katalizált azid-alkin-ciklondupciós (CuAAC) reakciók nagy hasznot húzhatnak a teljesítmény ultrahang alkalmazásából. A sonokémiai hatások növelik a hozamot és a konverziós arányt. Ezenkívül javul a kattintáskémiai reakciók általános hatékonysága. A zöld kémia technikája, az ultrahangos kezelés hozzájárul a hatékonyabb és környezetbarátabb kémiai reakciókhoz.
Ultrahangosan támogatott réz-katalizált azid-alkin-cikloaddíció
A rézkatalizált azid-alkin-ciklondupció (CuAAC) a kattintáskémiai reakciók legfontosabb és legkiemelkedőbb példájaként ismert. Cravotto és kollégái a Torinói Egyetemről (Olaszország) kidolgoztak egy protokollt az azidok és alkinok ultrahanggal támogatott 1,3-dipoláris cikloaddíciós reakciójára, fémes réz (Cu) katalizátorként használva. Az azido csoport készséges résztvevője az ilyen típusú szerves reakcióknak. Az azidócsoport alkinokkal való kapcsolási képessége jelentősen javul Cu(I) jelenlétében, és Az ultrahangos kezelés elősegíti a kattintási reakciót.
Ultrahanggal kevert reaktor az UP200St ultrahangos készülékkel a klikkémiában felerősödött kémiai reakciókhoz.
- megnövelt kapcsolókapacitás
- Magasabb hozamok
- Gyorsabb reakció
- Továbbfejlesztett reakciókinetika
- Zöld kémia
- Egyszerű & biztonságos működés
Sonokémiailag továbbfejlesztett kattintási kémia: A réz-katalizált ciklondupció fenil-acetilénnel javul az ultrahangos kezeléssel.
(Tanulmány és grafika: © Cintas et al., 2010)
A sonokémiai reakciók előnyei
Az ultrahangos szintézis (sono-szintézis) a kémia egyik legelismertebb intenzívebbé válási technikájává vált számos előnye miatt. A szonokémiailag támogatott reakciók kiválóan teljesítik a hagyományos keveréses 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 mellékreakciókat. Alternatív zöld energiaforrásként az ultrahangos kezelés számos kémiai reakciót környezetbarátabbá tesz, mivel kevesebb reaktánsra, enyhébb oldószerekre és kevesebb energiára van szükség.
Sonokémiai réz-katalizált szerves reakciók
Az ultrahang és a szonokémiának a fémeket érintő reakciókra gyakorolt jótékony hatásai jól ismertek. A szonikálás elősegíti a passziváló rétegek mechanikus eltávolítását, és fokozza mind a tömegátadást, mind az elektronátvitelt a fémről a szerves akceptorra.
Az ultrahanggal segített kattanásszintézist az 1,4-diszubsztituált 1,2,3-triazol-származékok széles skálájának előállítására alkalmazták, mind kis molekulákból, mind oligomerekből, például ciklodextrinekből (CD-k). Ezzel a hatékony és zöldebb protokollal az összes addukt 2-4 óra alatt szintetizálható (beleértve a munkát és a jellemzés kizárását). Kimutatták, hogy a klikkémiáról bebizonyosodott, hogy képes közvetlenül összekapcsolni a kémiát a biológiával, így valódi interdiszciplináris reakcióvá válik, rendkívül széles körű alkalmazhatósággal.
(vö. Cintas et al., 2010)
Zárt ultrahangreaktor szonokémiai reakciókhoz, pl. kattanási kémia esetén.
Időtakarékos kattintási kémia az ultrahanggal gyorsított reakciókinetika miatt
Az ultrahang végrehajtása felgyorsíthatja a lassú kémiai reakciókat, amelyek általában több órát vesznek igénybe kötegelt üzemmódban. A jelentősen javult 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 a szonokémiailag fokozott kattintási reakciókhoz
Hielscher Ultrasonics tervez, gyárt és forgalmaz nagy teljesítményű szonda típusú ultrahangos készülékek, szonokémiai reaktorok és kiegészítők kifinomult szonokémiai folyamatok. Az ultrahangos processzorokkal, amelyek szondánként 50 watttól 16 000 wattig terjednek (sonotrode / horn), a Hielscher képes a legmegfelelőbb szonokémiai beállítást kínálni a kémiai reakcióhoz.
A Hielscher ultrahangos készülékeket minőségük, megbízhatóságuk és robusztusságuk miatt ismerik el. A Hielscher Ultrasonics egy ISO tanúsítvánnyal rendelkező vállalat, és különös hangsúlyt fektet a nagy teljesítményű ultrahangos készülékekre, amelyek a legmodernebb technológiával és felhasználóbarátsággal rendelkeznek. Természetesen a Hielscher ultrasonicators CE-kompatibilisek és megfelelnek az UL, CSA és RoHs követelményeinek.
Az alábbi táblázat az ultrahangos készülékek hozzávetőleges feldolgozási kapacitását jelzi:
| Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
|---|---|---|
| 1 - 500 ml | 10-200 ml / perc | UP100H |
| 10-2000 ml | 20-400 ml / perc | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1-20L | 02 - 4 L / perc | UIP2000hdT |
| 10-100 liter | 2 - 10 l / perc | UIP4000hdT |
| 15 és 150L között | 3 és 15 l / perc között | UIP6000hdT |
| na | 10 - 100 l / perc | UIP16000 |
| na | nagyobb | klaszter UIP16000 |
Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezz minket!
Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok keverésalkalmazások, diszperziós, emulgeálás és extrakciós laboratóriumi, kísérleti és ipari méretű.
Irodalom / Referenciák
- 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.
Tudni érdemes
Kattintson a 2022-es kémiai Nobel-díjjal kitüntetett klikkémiára
A Sharpless és munkatársai által 2001-ben megalkotott Click kémia egy olyan koncepció, amelyet a szinte tökéletes reakciók egy osztályára javasoltak, amelyek rendkívül hatékonyak magas atomgazdasággal, széles hatókörrel és sztereospecifikussal (de nem feltétlenül enantioszelektív), csak olyan inoffensive melléktermékeket hoznak létre, amelyek könnyen eltávolíthatók, és csak egyszerű reakciókörülményeket, valamint könnyen elérhető reaktánsokat és egyszerű termék-izolációs eljárásokat igényelnek.
Hielscher Ultrahang gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok Labor nak nek ipari méretben.