Hielscher ուլտրաձայնային տեխնոլոգիա

Ultrasonically Induced եւ ուժեղացված փուլ արտագրում կատալիզ

Բարձր էներգիայի ուլտրաձայնային հայտնի է իր ներդրումն ունենալ տարբեր քիմիական ռեակցիաների: Սա, այսպես կոչված sonochemistry, Տարասեռ ռեակցիաներ, եւ հատկապես փուլ փոխանցման ռեակցիաներ են բարձր պոտենցիալ դիմումի ոլորտներում իշխանության Ուլտրաձայնային. Պայմանավորված է մեխանիկական եւ sonochemical էներգիայի դիմել է ռեագենտներ, ռեակցիաները կարող են ստանալ նախաձեռնությամբ, արձագանքը արագությունը կարող է զգալիորեն ուժեղանալ, ինչպես նաեւ ավելի բարձր փոխարկման տեմպերի, բերքատվությունը, եւ ավելի լավ արտադրանքը կարող է հասնել: Գծային scalability եւ ուլտրաձայնային եւ առկայությունը հուսալի ուլտրաձայնային Արդյունաբերական սարքավորումներ, որպեսզի այս տեխնիկան հետաքրքիր լուծում է քիմիական արտադրության.
Glass reactor for targeted and reliable sonication processes

Ուլտրաձայնային Ապակի Ծախսի Բջջային

փուլ փոխանցում կատալիզ

Phase Transfer Catalysis- ը (PTC) յուրահատուկ ձեւ է heterogeneous կատալիզի եւ հայտնի է որպես գործնական մեթոդաբանություն օրգանական սինթեզի. Ֆազային փոխանցման կատալիզատոր օգտագործելով, այն հնարավոր է դառնում լուծել լուծվող ionic reactants, որոնք հաճախ լուծվում են ջրային փուլում, սակայն լուծելի չեն օրգանական փուլում: Սա նշանակում է, որ PTC- ը այլընտրանքային լուծում է, որը հաղթահարելու է տարբեր տարրերի խնդիրը, երբ ռեզիդենտների անհամապատասխանության պատճառով մի խառնուրդի տարբեր փուլերում գտնվող երկու նյութերի փոխազդեցությունը խաթարում է: (Esen եւ այլն 2010) Ֆազային փոխանցման կատալիզի ընդհանուր առավելությունները նախապատրաստման, պարզ փորձարարական ընթացակարգերի, մեղմ ռեակցիայի պայմանների, բարձր ռեակցիայի տոկոսադրույքների, բարձր ընտրանքների, ինչպես նաեւ չնչին եւ էկոլոգիապես բարենպաստ ռեագենտների օգտագործման համար փոքր ջանքեր են, ինչպիսիք են քառատերնային ամոնիում աղեր եւ լուծիչներ, ինչպես նաեւ մեծածավալ պատրաստուկների անցկացման հնարավորությունը (Ooi et al., 2007):
Մի շարք հեղուկ-հեղուկ եւ հեղուկ ամուր ռեակցիաների արդեն ակտիվացում է եւ կազմել ընտրողական օգտագործելով պարզ փուլ փոխանցումը (PT) կատալիզատորների, ինչպիսիք են quats, պոլիէթիլենային glycol-400, եւ այլն, որոնք թույլ են տալիս իոնային տեսակներ է ferried ից նստվածքային փուլում է օրգանական փուլը: Այսպիսով, այդ խնդիրների հետ կապված չափազանց ցածր լուծելիություն է օրգանական reactants է նստվածքային փուլում կարելի է հաղթահարել: Ի թունաքիմիկատների եւ դեղագործական արդյունաբերության, PTC օգտագործվում է լայնորեն, եւ փոխվել է գրավականները բիզնեսի. (Sharma 2002)

Power ուլտրաձայնային

Դիմումը իշխանության ուլտրաձայնային է հայտնի գործիք է ստեղծել չափազանց տուգանք Էմիլսներ, Քիմիայի նման ծայրահեղ տուգանք չափսի էմուլսիաներ օգտագործվում են բարձրացնել քիմիական ռեակցիաներ: Սա նշանակում է, որ interfacial կոնտակտային տարածքը երկու կամ ավելի immiscible հեղուկների դառնում կտրուկ ընդլայնվել է եւ ապահովում դրանով ավելի լավ, ավելի ամբողջական եւ / կամ արագ ընթացքը ռեակցիայի:
Համար փուլային փոխանցումների կատալիզի – նույնն է, ինչպես այլ քիմիական ռեակցիաների - բավական կինետիկ էներգիա է հարկավոր սկսել արձագանքը:
Սա ունի տարբեր դրական ազդեցություն վերաբերյալ քիմիական ռեակցիայի:

  • Մի քիմիական ռեակցիա, որը սովորաբար չի առաջանում, քանի որ իր ցածր կինետիկ էներգիայի կարող եք սկսել է ultrasonication.
  • Քիմիական ռեակցիաներ կարող է արագացվել է Ultrasonically օժանդակությամբ PTC.
  • Complete խուսափելը փուլ փոխանցման կատալիզատոր:
  • Հումք կարող են օգտագործվել ավելի արդյունավետ:
  • By-արտադրանքը կարող է կրճատվել:
  • Փոխարինումը ծախսերի ինտենսիվ վտանգավոր ուժեղ բազայի հետ էժան անօրգանական բազայի.

Ըստ այդ հետեւանքների, PTC անգնահատելի քիմիական մեթոդաբանությունը օրգանական սինթեզի երկու եւ ավելի immiscible ռեագենտների: Phase փոխանցում կատալիզ (PTC) հնարավորություն է տալիս օգտագործել հում նյութ է քիմիական գործընթացների ավելի արդյունավետ եւ արտադրել ավելի ծախսերի արդյունավետ. The բարձրացումը քիմիական ռեակցիաների կողմից PTC է կարեւոր գործիք քիմիական արտադրության, որոնք կարող են բարելավվել է օգտագործման ուլտրաձայնային կտրուկ.

Ultrasonic cavitation in a glass column

Cavitation է հեղուկ

Օրինակներ համար Ultrasonically խրախուսվում PTC ռեակցիաների

  • Սինթեզ նոր N '- (4,6-disubstituted-pyrimidin-2-իլ) -N- (5-aryl-2-furoyl) THIOUREA ածանցյալներ օգտագործելով PEG-400 տակ ultrasonication. (Ken et al. 2005 թ.)
  • The Ultrasonically աջակցել է Սինթեզի mandelic թթու է PTC ի իոնացված հեղուկով ցույց է տալիս զգալի աճ է արձագանքման զիջում տակ շրջակա միջավայրի պայմաններից: (Hua et al., 2011):
  • Kubo et al. (2008) զեկուցել Ultrasonically աջակցությամբ C-alkylation է phenylacetonitrile է վճարունակ ազատ միջավայրում. The ազդեցությունը ուլտրաձայնային խթանելու ռեակցիան էր վերագրվում է չափազանց մեծ interfacial տարածքում երկու հեղուկ փուլով: Ultrasonication հանգեցնում է շատ ավելի արագ արձագանքման, քան մեխանիկական mixing.
  • Sonication ժամանակ արձագանքից ածխածնի tetrachloride հետ մագնեզիումով համար սերնդի dichlorocarbene արդյունքների ավելի բարձր եկամտաբերության Gem-dichlorocyclopropane ներկայությամբ օլեֆինների: (Lin et al., 2003):
  • Ուլտրաձայնային ապահովում է արագացնել Cannizzaro արձագանքից P-chlorobenzaldehyde տակ ֆազային փոխանցումների պայմաններում: Երեք փուլ փոխանցումների կատալիզատորների – benzyltriethylammonium քլորիդ (TEBA), Aliquat եւ 18-թագ-6 -, որոնք փորձարկվել են Polácková et al. (1996 թ.) TEBA հայտնաբերվել է առավել արդյունավետ: Ferrocenecarbaldehyde եւ P-dimethylaminobenzaldehyde տվել, համանման պայմաններում, 1,5-diaryl-1,4-pentadien-3-նորերը որպես հիմնական արտադրանքի.
  • Lin-Xiao et al. (1987 թ.) Ցույց են տվել, որ համադրություն ultrasonication եւ PTC նպաստում արդյունավետ սերնդի dichlorocarbene ից քլորոֆորմ է կարճ ժամանակի հետ ավելի լավ բերքատվության եւ պակաս չափով կատալիզատոր:
  • Yang et al. (2012) ուսումնասիրել են կանաչ, Ultrasonically-օգնությանը սինթեզը բենզիլացետատ 4-hydroxybenzoate օգտագործելով 4,4'-bis (tributylammoniomethyl) -1,1'-BIPHENYL dichloride (QCl2), Ինչպես կատալիզատոր: Կողմից օգտագործման QCl2, Նրանք մշակել վեպը երկակի site փուլ փոխանցման կատալիզի. Այս պինդ հեղուկ փուլ փոխանցում կատալիզ (SLPTC) արդեն իրականացվել է որպես խմբաքանակի գործընթացի ultrasonication. Տակ ինտենսիվ sonication, 33% - ը ավելացրել է Q2 + պարունակող 45.2% Հարց (Ph (OH) COO)2 ն տեղափոխվել է օրգանական փուլում արձագանքել benzyl bromide, հետեւաբար ընդհանուր արձագանքը տոկոսադրույքը ընդլայնվեց. Այս բարելավվել արձագանքը տոկոսադրույքը էր ստացել 0.106 րոպե-1 տակ 300W ուլտրաձայնային ճառագայթում, մինչդեռ առանց sonication տոկոսադրույքը 0.0563 min-1 նկատվել է: Այսպիսով, սիներգետիկ ազդեցությունը երկակի-site փուլ փոխանցումների կատալիզատոր հետ ուլտրաձայնային փուլային տրանսֆերային կատալիզի արդեն ցույց:
The ultrasonic lab device UP200Ht provides powerful sonication in laboratories.

Նկար 1: The UP200Ht է 200 Վտ հզոր ուլտրաձայնային homogenizer

Ուլտրաձայնային բարձրացում Ասիմետրիկ Phase Transfer ռեակցիայի

, Որի նպատակն է գործնական մեթոդ ասիմետրիկ սինթեզի մի-ամինաթթուների եւ նրանց ածանցյալների Maruoka եւ OOI (2007 թ.) Հետազոտվող «արդյոք առաջացրած N-SPIRO քիրալային չորրորդական ամոնիումային աղերի կարող է ամրապնդել եւ դրանց կառույցները պարզեցվել: Քանի որ ուլտրաձայնային ճառագայթում արտադրում հոմոգենացում, Այսինքն, շատ լավ Էմիլսներ, Դա մեծապես մեծացնում է interfacial տարածքը, որի նկատմամբ արձագանքը կարող է առաջանալ, ինչը կարող է մատուցել զգալի փոխարժեքի արագացում է հեղուկ-հեղուկ փուլ փոխանցման ռեակցիաների. Իրոք, sonication է արձագանքման խառնուրդից 2, մեթիլ iodide, եւ (S, S) -naphtyl ստորաբաժանման (1 մոլ%) - ի տոլուոլ / 50% նստվածքային KOH է 0 degC 1 ժ տեղիք տվեց համապատասխան alkylation արտադրանքի 63% զիջում հետ 88% ee. քիմիական եկամտաբերությունը եւ enantioselectivity էին համեմատելի նրանց հետ, ովքեր մի ռեակցիայի կողմից իրականացվող պարզ աշխուժացմանն խառնուրդի ութ ժամ (0 degC, 64%, 90% EE): »(Maruoka et al., 2007; p. 4229):

Improved phase transfer reactions by sonication

Սխեմա 1: ultrasonication խթանող արձագանքման տոկոսադրույքը ընթացքում ասիմետրիկ սինթեզի ալֆա-ամինաթթուների [Maruoka et al. 2007]

Մեկ այլ արձագանքը տեսակ ասիմետրիկ կատալիզի է Մայքլ արձագանքը. Միքայել ժամանակը դիէթիլ n-acetyl-aminomalonate է chalcone դրական ազդել է ultrasonication որը հանգեցնում է աճի 12% -ի բերքատվության (72% ձեռք բերված լուռ ռեակցիայի մինչեւ 82% ներքո ultrasonication): Արձագանքը ժամանակն է վեց անգամ ավելի արագ է իշխանության ուլտրաձայնային համեմատ ռեակցիայի առանց ուլտրաձայնային: The enantiomeric ավելցուկային (ee) չի փոխվել եւ կազմել է է երկու ռեակցիաների - եւ առանց ուլտրաձայնային - at 40% ee. (Միրզա-Աղայանը et al. 1995)
Li et al. (2003 թ.) Ցույց տվեց, որ Մայքլ արձագանքը chalcones, ինչպես acceptors տարբեր ակտիվ methylene միացությունների, ինչպիսիք են դիէթիլ malonate, nitromethane, cyclohexanone, էթիլային acetoacetate եւ acetylacetone որպես դոնորների համար խթան էր KF / հիմնական արզնահող արդյունքների adducts է բարձր եկամտաբերության ընթացքում կարճ ժամանակով տակ ուլտրաձայնային ճառագայթում: Մեկ այլ հետազոտության, Լի et al. (2002 թ.) Ցույց են տվել, որ հաջող Ultrasonically-ի կողմից օժանդակվող սինթեզը chalcones խթան էր KF-Ալ2The3,
Այս PTC ռեակցիաներ վերը show միայն մի փոքր հեռահարության ներուժի եւ հնարավորությունների ուլտրաձայնային ճառագայթման.
Փորձարկում եւ գնահատման ուլտրաձայնային վերաբերյալ հնարավոր սարքեր են PTC շատ պարզ է. Ուլտրաձայնային Lab սարքեր, ինչպիսիք են Hielscher ի Uf200 ः տ (200 Վտ) եւ bench-top համակարգեր, ինչպիսիք են Hielscher ի UIP1000hd (1000 Վտ) թույլ են տալիս առաջին փորձությունները. (Տես նկարը 1 եւ 2)
Ուլտրաձայնային բարելավվել ասիմետրիկ Մայքլ լրացում (Մեծացնել)

Սխեմա 2: Ultrasonically աջակցել է ասիմետրիկ Մայքլ լրացում դիէթիլ N-ացետիլխոլինով-aminomalonate է chalcone [Török et al. 2001]

Արդյունավետ Արտադրության մրցում է քիմիական շուկայի

Օգտագործելով ուլտրաձայնային փուլ փոխանցման կատալիզի, դուք կարող եք օգուտ է մեկ կամ ավելի տարբեր շահավետ առավելություններից:

  • կարգաբերումը ռեակցիաների, որոնք հակառակ դեպքում իրատեսական չէ
  • աճ եկամտաբերության
  • կտրել ետ թանկարժեք, անջուր, aprotic լուծիչների
  • նվազեցում արձագանքման ժամանակ
  • ցածր արձագանքը ջերմաստիճանը
  • պարզեցված պատրաստում
  • Օգտագործումը նստվածքային ալկալիների մետաղի փոխարեն սոդայի մետաղական alkoxides, նատրիումի amide, նատրիումի hydride կամ մետաղական նատրիումի
  • Օգտագործումը ավելի էժան հումքի, հատկապես օքսիդիչների
  • հերթափոխը է ընտրողականության
  • փոփոխություն արտադրանքի հարաբերակցության (օրինակ օ- / C-alkylation)
  • պարզեցված մեկուսացումը եւ մաքրում
  • ավելացում եկամտաբերության կողմից զսպելով կողմնակի ռեակցիաներ
  • պարզ, գծային սանդղակի մինչեւ արդյունաբերական արտադրության մակարդակը, նույնիսկ շատ բարձր թողունակության
UIP1000hd Bench-Top ուլտրաձայնային homogenizer

Setup հետ 1000W ուլտրաձայնային մշակողը, հոսքի խցում, տանկի եւ պոմպ

Պարզ եւ ռիսկի ազատ փորձարկումը ուլտրաձայնային հետեւանքները է քիմիայի

Տեսնել, թե ինչպես ուլտրաձայնային ազդեցությունները հատուկ նյութերի եւ ռեակցիաներ, առաջին Իրագործելիության թեստերը կարող են իրականացվել փոքր մասշտաբով. Ձեռքի կամ կանգնել-հեծյալ լաբորատոր սարքեր շարք 50 400 Վտ թույլ են տալիս sonication գործում փոքր եւ միջին չափի նմուշների Բաժակի. Եթե ​​առաջին արդյունքները ցույց են տալիս, պոտենցիալ ձեռքբերումները, այդ գործընթացը կարող է մշակվել եւ օպտիմիզացված է նստարանին, վերեւում է արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսոր, օրինակ UIP1000hd (1000W, 20KHz): Hielscher ի Ուլտրաձայնային bench-top համակարգեր 500 Վտ է 2000 թ Watts են իդեալական սարքեր R&D եւ օպտիմալացում: Այս ուլտրաձայնային համակարգեր - նախագծված են բաժակի եւ inline sonication – տալիս լիարժեք վերահսկողություն ամենակարեւոր գործընթացը պարամետր: առատություն, ճնշման, ջերմաստիճանի, մածուցիկության, եւ համակենտրոնացումը.
Ճշգրիտ վերահսկողությունը պարամետրերի թույլ է տալիս, որ ճշգրիտ վերարտադրելիության եւ գծային scalability Ստացված արդյունքների: Հետո փորձարկման տարբեր setups, որ կոնֆիգուրացիա գտել է լավագույն կարող է օգտագործվել է գործարկել շարունակաբար (24h / 7d) ներքո արտադրության պայմաններում: Կամընտիր PC-Control (ծրագրային ինտերֆեյս) նույնպես նպաստում է ձայնագրությունը առանձին փորձությունների: Համար sonication դյուրավառ հեղուկների կամ լուծիչների վտանգավոր միջավայրում (Ատեքս, FM) այն UIP1000hd հասանելի է Ատեքս-վավերացված տարբերակի: UIP1000-EXD,

Ընդհանուր օգուտները ultrasonication ի քիմիայի:

  • Ռեակցիա կարող է արագացված կամ պակաս ստիպելով պայմանները կարող են պահանջվում, եթե sonication կիրառվում է:
  • Զորակոչի ժամանակահատվածը հաճախ զգալիորեն կրճատվել են են exotherms սովորաբար հետ կապված նման ռեակցիաների.
  • Sonochemical ռեակցիաներ հաճախ նախաձեռնել են ուլտրաձայնային առանց անհրաժեշտության հավելումների:
  • Թիվն քայլերի, որոնք սովորաբար պահանջվում է սինթետիկ երթուղու երբեմն կարող է կրճատվել:
  • Որոշ իրավիճակներում արձագանքը կարող է ուղղված լինի այլընտրանքային ճանապարհ.

Հետադարձ կապ / Հարցրեք ավելի շատ տեղեկությունների համար

Խոսեք մեզ ձեր վերամշակող պահանջներին. Մենք խորհուրդ ենք տալիս, որ ամենահարմար setup եւ վերամշակման պարամետրերի ձեր նախագծին.





Խնդրում ենք նկատի ունենալ մեր Գաղտնիության քաղաքականություն,


Գրականություն / հղումներ

  1. Esen Իլքեր et al. (2010 թ.): Long Chain Dicationic Փուլ Transfer կատալիզատորի կոնդենսացիոն ռեակցիաների Անուշաբույր Ալդեհիդներ Ջրային Under ուլտրաձայնային ազդեցություն. Տեղեկագիր Կորեայի քիմիական ընկերության 31/8, 2010 թ. էջ 2289-2292:
  2. Hua, Հ et al. (2011 թ.): Ultrasonically-նպաստել սինթեզը mandelic թթու առ փուլ փոխանցման կատալիզի է իոնացված հեղուկով: Ի: Ultrasonics sonochemistry Vol. 18/5, 2011, էջ 1035-1037:
  3. Li, J.-T. et al. (2003 թ.): The Մայքլ արձագանքը catalyzed կողմից KF / բազային կավահող տակ ուլտրաձայնային ճառագայթում. Ultrasonics sonochemistry 10, 2003 թ էջ 115-118:
  4. Lin, Haixa et al. (2003 թ.): A Հեշտ կարգը սերունդ Dichlorocarbene է արձագանքի CARBON TETRACHLORIDE եւ մագնեզիումով օգտագործելով ուլտրաձայնային շող. Ի: մոլեկուլները 8, 2003 թ. էջ 608 -613.
  5. Lin-Xiao, Xu et al. (1987 թ.): Մի վեպ գործնական մեթոդ սերնդի dichlorocebene է ուլտրաձայնային ճառագայթում եւ փուլ փոխանցման կատալիզի: Ի: Acta chimica Sinica, Vol. 5/4, 1987. էջ 294-298:
  6. Քեն, Shao-Յոնգ et al. (2005 թ.): Փուլ փոխանցում արագացրեց սինթեզը տակ ուլտրաձայնային ճառագայթում եւ կենսագործունեության թիվ », - (4,6-disubstituted-pyrimidin-2-իլ) -N- (5-aryl-2-furoyl) THIOUREA ածանցյալ: Ի: Հնդկաստանի տեղեկագրում քիմիայի Vol. 44B, 2005. էջ 1957-1960:
  7. Kubo, Masaki et al. (2008 թ.): Կինետիկա Վճարունակ ազատ C-alkylation մասին Phenylacetonitrile օգտագործելով ուլտրաձայնային շող. Քիմիական ճարտարագիտություն Journal Ճապոնիա, Vol. 41, 2008 թ. էջ 1031-1036:
  8. Maruoka, Keiji et al. (2007 թ.): Վերջին նվաճումներին անհամաչափ Phase-արտագրում կատալիզի. Ի: Angew. Chem. Int: Խմբ., Vol. 46, Wiley-vch, Weinheim, 2007. էջ 4222-4266:
  9. Mason, Timothy et al. (2002 թ.): Կիրառական sonochemistry: օգտագործում են իշխանության ուլտրաձայնային քիմիայի եւ վերամշակման. Wiley-vch, Weinheim, 2002.
  10. Միրզա-Աղայանը, Մ. Et al (1995): Ուլտրաձայնային ճառագայթում Ազդեցություն է ասիմետրիկ Մայքլ Reaction: Քառանիստ: անհամաչափություն 6/11, 1995. էջ 2643-2646:
  11. Polácková, Viera et al. (1996 թ.): Ուլտրաձայնային-նպաստել Cannizzaro արձագանքը ներքո փուլ փոխանցումների պայմաններում: Ի: Ultrasonics sonochemistry Vol. 3/1, 1996. էջ 15-17:
  12. Sharma, Մ. Մ. (2002 թ.): Ստրատեգիա անցկացման ռեակցիաներ մի փոքր մասշտաբով: Ընտրողականությունը ինժեներա - տեխնիկական եւ գործընթացը ակտիվացումը: Ի: Մաքուր եւ կիրառական քիմիայի, Vol. 74/12, 2002 թ. էջ 2265-2269:
  13. Török, Բ et al. (2001 թ.): Ասիմետրիկ ռեակցիաները sonochemistry: Ultrasonics sonochemistry 8, 2001; էջ 191-200:
  14. Wang, Maw-Ling et al. (2007 թ.): Ուլտրաձայնային օժանդակությամբ փուլ փոխանցում կատալիտիկ epoxidation Կառավարում 1,7-octadiene - A կինետիկ ուսումնասիրության. Ի: Ultrasonics sonochemistry Vol. 14/1, 2007. էջ 46-54:
  15. Yang, Հ., Մ .; Չուն, W.-M. (2012), ուլտրաձայնային օժանդակությամբ փուլ-Transfer կատալիզ: Green սինթեզ փոխարինվել բենզոատ հետ վեպը Dual-Site փուլ-Transfer Catalyst պինդ հեղուկ համակարգի. Ի: Ելնելով s 14րդ Asia Pacific կոնֆեդերացիան Քիմիական ճարտարագիտություն Կոնգրես APCChE 2012 թ.


Փաստեր Worth Իմանալով

Ուլտրաձայնային հյուսվածքների Homogenizers հաճախ կոչվում է որպես ստուգվել sonicator, sonic lyser, ուլտրաձայնային disruptor, ուլտրաձայնային սրող, sono-ruptor, sonifier, sonic dismembrator, բջջային քայքայիչների, ուլտրաձայնային disperser կամ լուծիչի: Այն տարբեր պայմանները հանգեցնում են տարբեր ծրագրեր, որոնք կարող են կատարվել է sonication.