Klik Kimia – Cara Meningkatkan Reaksi Klik dengan Sonikasi
Klik reaksi kimia seperti reaksi azide-alkyne cycloaddition (CuAAC) yang dikatalisis tembaga dapat sangat diuntungkan dari penerapan ultrasound daya. Efek sonokimia meningkatkan hasil dan tingkat konversi. Selain itu, efisiensi keseluruhan reaksi kimia klik ditingkatkan. Sebagai teknik kimia hijau, ultrasonication berkontribusi pada reaksi kimia yang lebih efisien dan ramah lingkungan.
Ultrasonically dipromosikan tembaga-dikatalisis azida-alkunda cycloaddition
Sikloadaddition azida-alkyne yang dikatalisis tembaga (CuAAC) terkenal sebagai contoh paling penting dan menonjol dari reaksi kimia klik. Cravotto dan rekan-rekannya dari Univerisity of Turin (Italia) telah mengembangkan protokol untuk reaksi sikloaddisi 1,3-dipolar azida dan alkuna yang dibantu ultrasound menggunakan tembaga logam (Cu) sebagai katalis. Kelompok azido adalah peserta yang bersedia dalam reaksi organik semacam ini. Kapasitas kopling kelompok azido dengan alkin secara substansial ditingkatkan dengan adanya Cu(I) dan Sonikasi mempromosikan reaksi klik.
Reaktor ultrasonically gelisah dengan ultrasonicator UP200St untuk reaksi kimia yang diintensifkan dalam kimia klik.
- Peningkatan kapasitas kopling
- hasil yang lebih tinggi
- Reaksi cepat
- Meningkatkan reaksi kinetika
- Kimia hijau
- Sederhana & operasi yang aman
Kimia klik yang ditingkatkan secara sonokimia: Sikloaddisi yang dikatalisis tembaga dengan phenylacetylene ditingkatkan dengan ultrasonikasi.
(Studi dan grafik: © Cintas et al., 2010)
Keuntungan dari reaksi sonokimia
Sintesis ultrasonik (sono-sintesis) telah muncul sebagai salah satu teknik mengintensifkan yang paling dihargai dalam kimia karena beberapa keuntungan. Reaksi yang dipromosikan secara sonokimia unggul metode konvensional yang gelisah atau berbasis termal 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 sonochemistry terhadap reaksi yang melibatkan logam sudah terkenal. Sonikasi mempromosikan penghapusan mekanis lapisan pasif dan meningkatkan transfer massa dan transfer elektron dari logam ke akseptor organik.
Sintesis klik yang dibantu ultrasound telah diterapkan untuk persiapan berbagai turunan 1,4-disubstitusi 1,2,3-triazole mulai dari molekul kecil dan oligomer seperti cyclodextrins (CD). Dengan menggunakan protokol yang efisien dan lebih hijau ini, semua adducts dapat disintesis dalam 2-4 jam (termasuk work-up 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.
(lihat Cintas et al., 2010)
Reaktor ultrasound tertutup untuk reaksi sonokimia, misalnya dalam kimia klik.
Hemat Waktu Klik Kimia karena Kinetika Reaksi Ultrasonically Dipercepat
Implementasi ultrasound dapat mempercepat reaksi kimia yang 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, memperoleh penghematan waktu dan dengan demikian menghasilkan kemanjuran besar sintesis lambat konvensional.
Ultrasonicators Kinerja Tinggi untuk Reaksi Klik yang Ditingkatkan Secara Sonokimia
Hielscher Ultrasonics merancang, memproduksi dan mendistribusikan ultrasonikator tipe probe berkinerja tinggi, reaktor sonochemical dan aksesoris untuk proses sonochemical yang canggih. Dengan prosesor ultrasonik mulai dari 50 watt hingga 16.000 watt per probe (sonotrode / horn), Hielscher mampu menawarkan pengaturan sonokimia yang paling cocok untuk reaksi kimia Anda.
Ultrasonicators Hielscher diakui untuk kualitas, keandalan dan ketahanannya. Hielscher Ultrasonics adalah perusahaan bersertifikat ISO dan menempatkan 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 / menit | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 sampai 100L/menit | UIP16000 |
| n.a. | kristal yang lebbig | cluster UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi untuk aplikasi pencampuran, dispersi, emulsifikasi dan ekstraksi pada laboratorium, pilot dan skala 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 Diberikan dengan Hadiah Nobel untuk Kimia 2022
Kimia klik, diciptakan oleh Sharpless dan rekan kerja pada tahun 2001, adalah konsep yang diusulkan untuk kelas reaksi yang hampir sempurna yang sangat efektif dengan ekonomi atom tinggi, cakupannya luas, dan stereospesifik (tetapi tidak harus enantioselektif), hanya menghasilkan produk sampingan tidak resmi yang dapat dengan mudah dihilangkan, dan hanya memerlukan kondisi reaksi sederhana serta reaktan yang tersedia dan prosedur isolasi produk sederhana.
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.