クリックケミストリー – ソニケーションによるクリック反応の促進

銅触媒によるアジド-アルキン付加環化反応（CuAAC）のようなクリックケミストリー反応は、パワー超音波の適用から大きな恩恵を受ける。ソノケミカルの効果により、収率と変換率が向上する。さらに、クリックケミストリー反応の全体的な効率も向上する。グリーンケミストリーの技術として、超音波照射はより効率的で環境に優しい化学反応に貢献する。

超音波による銅触媒のアジド-アルキン付加環化反応

銅触媒によるアジド-アルキン付加環化反応（CuAAC）は、クリックケミストリー反応の最も重要で顕著な例として知られている。トリノ大学（イタリア）のCravotto教授らは、金属銅（Cu）を触媒として用いた、アジドとアルキンの超音波支援1,3-双極性付加環化反応のプロトコルを開発した。アジド基はこの種の有機反応に進んで参加する。アジド基とアルキンのカップリング能は、Cu(I)の存在下で大幅に改善され 超音波処理によりクリック反応が促進される。

クリックケミストリーをソノケミカルで強化：銅触媒によるフェニルアセチレンとの環化付加反応が超音波処理によって改善された。
(調査および図表：© Cintas et al.）

ソノケミカル反応の利点

超音波合成(ソノシンセシス)は、複数の利点があるため、化学において最も高く評価されている強化技術の一つとして登場した。ソノケミストリーによって促進される反応は、反応速度、収率、操作の簡便さ、生成物の純度、エネルギー効率などの点で、従来の攪拌法や熱ベースの方法よりも優れている。超音波を利用することで化学反応が促進され、反応時間や不要な副反応が減少することが科学的に実証されている。環境に優しい代替エネルギー源として、超音波照射は、より少ない反応物質、より穏やかな溶媒、より少ないエネルギーで済むため、多くの化学反応を環境に優しいものにします。

ソノケミカル銅触媒による有機反応

金属が関与する反応に対する超音波とソノケミストリーの有益な効果はよく知られている。超音波は不動態化層の機械的除去を促進し、金属から有機アクセプターへの物質移動と電子移動の両方を促進する。
超音波支援クリック合成は、低分子およびシクロデキストリン（CD）のようなオリゴマーの両方から出発して、広範囲の1,4-二置換1,2,3-トリアゾール誘導体の調製に応用されている。この効率的で環境に優しいプロトコルを用いると、すべての付加体が2～4時間で合成できる（ワークアップと特性評価を除く）。クリックケミストリーは、化学と生物学を直接結びつけることができるため、極めて応用範囲の広い真の学際的反応となることが示されている。
(Cintas et al.）

超音波で加速される反応速度論による時間節約クリックケミストリー

超音波を導入することで、通常バッチ・モードでは数時間かかる低速の化学反応を促進することができる。反応速度が大幅に改善されるため、反応時間を数分に短縮することができる。超音波フローリアクターを使用することで、収率を大幅に改善し、時間を節約することができる。

ソノケミカル・クリック反応のための高性能超音波発生装置

Hielscher Ultrasonics社は、高性能プローブ型超音波処理装置、ソノケミカルリアクター、および高度なソノケミカルプロセス用アクセサリーを設計、製造、販売しています。プローブ(ソノトロード/ホーン)あたり50ワットから16,000ワットまでの超音波プロセッサーにより、Hielscherはお客様の化学反応に最適なソノケミカルセットアップを提供することができます。
Hielscher社の超音波装置は、その品質、信頼性、堅牢性で高く評価されています。Hielscher UltrasonicsはISO認証取得企業であり、最先端技術と使いやすさを特徴とする高性能超音波振動子に特に重点を置いています。もちろん、Hielscherの超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。

下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です：