Սեղմեք Քիմիա – Ինչպես ուժեղացնել սեղմման ռեակցիաները Sonication-ով
Սեղմեք քիմիայի ռեակցիաները, ինչպիսիք են պղնձով կատալիզացված ազիդ-ալկինային ցիկլոավելացման (CuAAC) ռեակցիաները, կարող են մեծապես օգուտ քաղել ուժային ուլտրաձայնի կիրառումից: Սոնոքիմիական ազդեցությունները մեծացնում են բերքատվությունը և փոխակերպման արագությունը: Բացի այդ, բարելավվում է քլիքի քիմիայի ռեակցիաների ընդհանուր արդյունավետությունը: Որպես կանաչ քիմիայի տեխնիկա, ուլտրաձայնային ազդեցությունը նպաստում է ավելի արդյունավետ և շրջակա միջավայրի համար բարենպաստ քիմիական ռեակցիաներին:
Ուլտրաձայնային խթանված պղնձի կատալիզացված ազիդ-ալկինային ցիկլոդիցիան
Պղնձի միջոցով կատալիզացված ազիդ-ալկինային ցիկլոդիցիան (CuAAC) հայտնի է որպես քլիքի քիմիայի ռեակցիաների ամենակարևոր և ակնառու օրինակ: Cravotto-ն և Թուրինի համալսարանի գործընկերները (Իտալիա) մշակել են արձանագրություն ազիդների և ալկինների 1,3 երկբևեռ ցիկլային ավելացման ռեակցիայի ուլտրաձայնային օգնությամբ, օգտագործելով մետաղական պղինձը (Cu) որպես կատալիզատոր: Ազիդո խումբը նման օրգանական ռեակցիայի պատրաստակամ մասնակից է: Ալկինների հետ ազիդո խմբի միացման հզորությունը զգալիորեն բարելավվում է Cu(I) և առկայության դեպքում. sonication-ը նպաստում է սեղմման ռեակցիային:
Ուլտրաձայնային հուզված ռեակտոր UP200St ուլտրաձայնային սարքով սեղմված քիմիայում ուժեղացված քիմիական ռեակցիաների համար:
- բարելավված միացման հզորությունը
- ավելի բարձր եկամտաբերություն
- ավելի արագ արձագանք
- բարելավված ռեակցիայի կինետիկա
- կանաչ քիմիա
- պարզ & անվտանգ շահագործում
Սոնոքիմիապես ուժեղացված սեղմման քիմիա. ֆենիլացետիլենով պղնձի կատալիզացված ցիկլային հավելումը բարելավվում է ուլտրաձայնային եղանակով:
(Ուսումնական և գրաֆիկական. © Cintas et al., 2010)
Սոնոքիմիական ռեակցիաների առավելությունները
Ուլտրաձայնային սինթեզը (սոնո-սինթեզ) հայտնվել է որպես քիմիայի ամենագնահատված ուժեղացնող տեխնիկաներից մեկը՝ բազմաթիվ առավելությունների շնորհիվ: Սոնոքիմիապես խթանվող ռեակցիաները գերազանցում են սովորական գրգռված կամ ջերմային մեթոդներին՝ կապված ռեակցիայի արագության, եկամտաբերության, գործառնական պարզության, արտադրանքի մաքրության, էներգաարդյունավետության և այլնի հետ: Գիտականորեն ապացուցված է, որ ուժային ուլտրաձայնի օգտագործումը կարող է խթանել քիմիական ռեակցիաները և կարող է նվազեցնել ռեակցիան: ժամանակ, ինչպես նաև անցանկալի կողմնակի ռեակցիաներ: Որպես էներգիայի այլընտրանքային կանաչ աղբյուր՝ sononication-ը շատ քիմիական ռեակցիաներ է դարձնում շրջակա միջավայրի համար բարենպաստ, քանի որ ավելի քիչ ռեակտիվներ, ավելի մեղմ լուծիչներ և ավելի քիչ էներգիա են պահանջվում:
Սոնոքիմիական պղնձի կատալիզացված օրգանական ռեակցիաներ
Հայտնի են ուլտրաձայնային և սոնոքիմիայի օգտակար ազդեցությունը մետաղների հետ կապված ռեակցիաների վրա: Sonication-ը նպաստում է պասիվացնող շերտերի մեխանիկական հեռացմանը և ուժեղացնում է ինչպես զանգվածի փոխանցումը, այնպես էլ էլեկտրոնի փոխանցումը մետաղից օրգանական ընդունիչ:
Ուլտրաձայնային օգնությամբ սեղմման սինթեզը կիրառվել է 1,4-դիփոխարինված 1,2,3-տրիազոլի ածանցյալների լայն տեսականի պատրաստելու համար՝ սկսած ինչպես փոքր մոլեկուլներից, այնպես էլ օլիգոմերներից, ինչպիսիք են ցիկլոդեքստրինը (CD): Օգտագործելով այս արդյունավետ և ավելի կանաչ արձանագրությունը, բոլոր հավելումները կարող են սինթեզվել 2-4 ժամում (ներառյալ մշակումը և առանց բնութագրման): Ապացուցված է, որ սեղմեք քիմիան կարող է ուղղակիորեն կապել քիմիան կենսաբանության հետ՝ այդպիսով դառնալով իսկական միջառարկայական ռեակցիա՝ չափազանց լայն կիրառելիությամբ:
(տես Cintas et al., 2010)
Փակ ուլտրաձայնային ռեակտոր՝ սոնոքիմիական ռեակցիաների համար, օրինակ՝ սեղմումների քիմիայում:
Ժամանակի խնայող սեղմման քիմիա՝ ուլտրաձայնային արագացված ռեակցիայի կինետիկայի շնորհիվ
Ուլտրաձայնի իրականացումը կարող է արագացնել դանդաղ քիմիական ռեակցիաները, որոնք սովորաբար տևում են մի քանի ժամ խմբաքանակի ռեժիմում: Ռեակցիայի զգալիորեն բարելավված կինետիկայի շնորհիվ ռեակցիայի ժամանակը կարող է կրճատվել մինչև մի քանի րոպե: Ուլտրաձայնային հոսքի ռեակտորի օգտագործումը կարող է զգալիորեն բարելավել եկամտաբերությունը, ձեռք բերել ժամանակի խնայողություն և դրանով իսկ հանգեցնել սովորական դանդաղ սինթեզների մեծ արդյունավետության:
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքեր՝ սոնոքիմիապես ուժեղացված սեղմման ռեակցիաների համար
Hielscher Ultrasonics-ը նախագծում, արտադրում և տարածում է բարձր արդյունավետությամբ զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարքեր, սոնոքիմիական ռեակտորներ և աքսեսուարներ բարդ սոնոքիմիական գործընթացների համար: Ուլտրաձայնային պրոցեսորներով, որոնք տատանվում են 50 Վտ-ից մինչև 16,000 Վտ մեկ զոնդի համար (sonotrode/horn), Hielscher-ը կարող է ձեզ առաջարկել ամենահարմար սոնոքիմիական կարգավորումը ձեր քիմիական ռեակցիայի համար:
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հայտնի են իրենց որակով, հուսալիությամբ և ամրությամբ: Hielscher Ultrasonics-ը ISO սերտիֆիկացված ընկերություն է և հատուկ շեշտադրում է կատարում բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքերի վրա, որոնք բնութագրվում են ժամանակակից տեխնոլոգիաներով և օգտագործողների համար հարմարավետությամբ: Իհարկե, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը համապատասխանում են ԵԽ-ին և համապատասխանում են UL, CSA և RoH-ների պահանջներին:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1-ից 500 մլ | 10-ից 200 մլ / րոպե | UP100H |
| 10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP200Ht, UP400 Փ |
| 0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| 15-ից 150 լ | 3-ից 15 լ / րոպե | UIP6000hdT |
| ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբով կիրառական կիրառությունների խառնուրդի, ցրման, էմուլսացման և արդյունահանման համար:
Գրականություն / Հղումներ
- 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.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Սեղմեք Քիմիա, որը պարգևատրվել է քիմիայի Նոբելյան մրցանակով 2022 թ
Click chemistry-ը, որը ստեղծվել է Sharpless-ի և նրա գործընկերների կողմից 2001թ.-ին, գաղափար է, որն առաջարկվել է գրեթե կատարյալ ռեակցիաների դասի համար, որոնք շատ արդյունավետ են բարձր ատոմային տնտեսությամբ, լայն շրջանակով և ստերեոսպեցիֆիկ (բայց պարտադիր չէ, որ էնանտոսելեկտիվ), առաջացնում են միայն անվնաս: - արտադրանքներ, որոնք կարող են հեշտությամբ հեռացվել և պահանջում են միայն ռեակցիայի պարզ պայմաններ, ինչպես նաև մատչելի ռեակտիվներ և արտադրանքի մեկուսացման պարզ ընթացակարգեր:
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափս.