Klik Kimia – Cara Meningkatkan Reaksi Klik dengan Sonikasi
Reaksi kimia klik seperti reaksi sikloadisi azida-alkuna (CuAAC) yang dikatalisis tembaga dapat sangat dimanfaatkan dari penerapan ultrasonografi daya. Efek sonokimia meningkatkan hasil dan tingkat konversi. Selain itu, efisiensi keseluruhan reaksi kimia klik ditingkatkan. Sebagai teknik kimia hijau, ultrasonikasi berkontribusi pada reaksi kimia yang lebih efisien dan ramah lingkungan.
Cycloaddition Azide-Alkyne yang Dikatalisis Tembaga yang Dipromosikan Secara Ultrasonik
Sikloadisi azida-alkuna yang dikatalisis tembaga (CuAAC) terkenal sebagai contoh reaksi kimia klik yang paling penting dan menonjol. Cravotto dan rekan-rekannya dari Univerisity of Turin (Italia) telah mengembangkan protokol untuk reaksi sikloadmen 1,3-dipolar yang dibantu ultrasound dari azida dan alkuna menggunakan tembaga logam (Cu) sebagai katalis. Kelompok azido adalah peserta yang bersedia dalam reaksi organik semacam ini. Kapasitas kopling gugus azido dengan alkuna meningkat secara substansial dengan adanya Cu(I) dan Sonikasi mempromosikan reaksi klik.
Reaktor yang diaduk secara ultrasonik dengan ultrasonicator UP200St untuk reaksi kimia yang diintensifkan dalam kimia klik.
- Peningkatan kapasitas kopling
- hasil yang lebih tinggi
- reaksi lebih cepat
- Meningkatkan reaksi kinetika
- kimia hijau
- Sederhana & operasi yang aman
Kimia klik yang ditingkatkan secara sonokimia: Sikloadisi yang dikatalisis tembaga dengan fenilasetilena ditingkatkan dengan ultrasonikasi.
(Studi dan grafik: © Cintas et al., 2010)
Keuntungan dari Reaksi Sonokimia
Sintesis ultrasonik (sono-sintesis) telah muncul sebagai salah satu teknik intensifikasi yang paling dihargai dalam kimia karena banyak keunggulan. Reaksi yang dipromosikan secara sonokimia mengungguli metode agitasi atau berbasis termal konvensional sehubungan dengan laju reaksi, hasil, kesederhanaan operasional, kemurnian produk, efisiensi energi, dll. Secara ilmiah ditunjukkan bahwa penggunaan ultrasound daya dapat meningkatkan reaksi kimia, dan dapat mengurangi waktu reaksi serta reaksi samping yang tidak diinginkan. Sebagai sumber energi hijau alternatif, sonikasi membuat banyak reaksi kimia lebih ramah lingkungan karena lebih sedikit reaktan, pelarut yang lebih ringan, dan lebih sedikit energi yang dibutuhkan.
Reaksi Organik yang Dikatalisis Tembaga Sonokimia
Efek menguntungkan dari ultrasound dan sonokimia terhadap reaksi yang melibatkan logam sudah diketahui. Sonikasi mempromosikan penghapusan mekanis lapisan pasif dan meningkatkan transfer massa dan transfer elektron dari logam ke akseptor organik.
Sintesis klik berbantuan ultrasound telah diterapkan untuk persiapan berbagai turunan 1,4-disubstitusi 1,2,3-triazole mulai dari molekul kecil dan oligomer seperti siklodekstrin (CD). Dengan menggunakan protokol yang efisien dan lebih ramah lingkungan ini, semua aduk dapat disintesis dalam 2-4 jam (termasuk pengerjaan dan tidak termasuk karakterisasi). Kimia klik telah terbukti dapat secara langsung menghubungkan kimia dengan biologi, sehingga menjadi reaksi interdisipliner sejati dengan penerapan yang sangat luas.
(lih. Cintas et al., 2010)
Reaktor ultrasound tertutup untuk reaksi sonokimia, misalnya dalam kimia klik.
Kimia Klik yang Hemat Waktu karena Kinetika Reaksi yang Dipercepat Secara Ultrasonik
Penerapan ultrasound dapat mempercepat reaksi kimia lambat, yang biasanya memakan waktu beberapa jam dalam mode batch. Karena kinetika reaksi yang meningkat secara signifikan, waktu reaksi dapat dikurangi menjadi beberapa menit. Menggunakan reaktor aliran ultrasonik dapat sangat meningkatkan hasil, mendapatkan penghematan waktu dan dengan demikian menghasilkan kemanjuran yang besar dari sintesis lambat konvensional.
Ultrasonicators Kinerja Tinggi untuk Reaksi Klik yang Ditingkatkan Secara Sonokimia
Hielscher Ultrasonics merancang, memproduksi, dan mendistribusikan ultrasonicator tipe probe berkinerja tinggi, reaktor sonokimia, dan aksesori untuk proses sonokimia yang canggih. Dengan prosesor ultrasonik mulai dari 50 watt hingga 16.000 watt per probe (sonotrode / klakson), Hielscher dapat menawarkan pengaturan sonokimia yang paling cocok untuk reaksi kimia Anda.
Ultrasonicators Hielscher diakui karena kualitas, keandalan, dan kekokohannya. Hielscher Ultrasonics adalah perusahaan bersertifikat ISO dan memberikan penekanan khusus pada ultrasonicators berkinerja tinggi yang menampilkan teknologi canggih dan keramahan pengguna. Tentu saja, ultrasonicators Hielscher sesuai dengan CE dan memenuhi persyaratan UL, CSA dan RoHs.
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:
| Batch Volume | Flow Rate | Direkomendasikan perangkat |
|---|---|---|
| 1 hingga 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
| 10-2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 hingga 20L | 0.2 sampai 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 sampai 100L | 2-10L/min | UIP4000hdT |
| 15 hingga 150L | 3 hingga 15L / mnt | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 sampai 100L/menit | UIP16000 |
| n.a. | kristal yang lebbig | cluster UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi untuk aplikasi pencampuran, dispersi, emulsifikasi, dan ekstraksi pada skala laboratorium, percontohan, dan industri.
Literatur / Referensi
- 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.
Fakta-fakta yang Patut Diketahui
Klik Kimia Dianugerahi Hadiah Nobel untuk Kimia 2022
Kimia klik, yang diciptakan oleh Sharpless dan rekan-rekan kerja pada tahun 2001, adalah konsep yang diusulkan untuk kelas reaksi yang hampir sempurna yang sangat efektif dengan ekonomi atom tinggi, cakupan yang luas, dan stereospesifik (tetapi tidak harus enansioselektif), hanya menghasilkan produk sampingan yang tidak menyinggung yang dapat dengan mudah dihilangkan, dan hanya memerlukan kondisi reaksi sederhana serta reaktan yang tersedia dan prosedur isolasi produk sederhana.
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.