Noklikšķiniet uz Ķīmija – Kā uzlabot klikšķu reakcijas ar ultraskaņu
Noklikšķiniet uz ķīmijas reakcijas, piemēram, vara katalizētas azīda-alkīna ciklopievienošanas (CuAAC) reakcijas, var gūt lielu labumu no jaudas ultraskaņas pielietošanas. Sonochemical efekts palielina ražu un konversijas likmi. Turklāt tiek uzlabota klikšķu ķīmijas reakciju vispārējā efektivitāte. Kā zaļās ķīmijas tehnika, ultrasonication veicina efektīvākas un videi draudzīgākas ķīmiskās reakcijas.
Ultrasoniski veicināta vara-katalizēta azīda-alkīna cikloaddācija
Vara katalizētais azīda-alkīna cikloadds (CuAAC) ir slavens kā vissvarīgākais un ievērojamākais klikšķu ķīmijas reakciju piemērs. Cravotto un kolēģi no Turīnas Univerisity (Itālija) ir izstrādājuši protokolu ar ultraskaņu atbalstītai 1,3-dipolārai ciklopievienošanas reakcijai ar azīdiem un alkīniem, izmantojot metāla varu (Cu) kā katalizatoru. Azido grupa ir labprātīgs dalībnieks šāda veida organiskajā reakcijā. Azīdu grupas savienošanas jauda ar alkīniem ir ievērojami uzlabojusies Cu(I) klātbūtnē un ultraskaņas apstrāde veicina klikšķa reakciju.
Ultrasoniski satraukts reaktors ar ultrasonicator UP200St pastiprinātām ķīmiskām reakcijām klikšķu ķīmijā.
- uzlabota sakabes jauda
- Lielāks ienesīgums
- Ātrāka reakcija
- Uzlabota reakcijas kinētika
- Zaļa ķīmija
- Vienkārši & Droša darbība
Sonoķīmiski uzlabota klikšķu ķīmija: Vara katalizēto cikloaddu ar fenilacetilēnu uzlabo ultrasonikācija.
(Pētījums un grafiks: © Cintas et al., 2010)
Sonoķīmisko reakciju priekšrocības
Ultraskaņas sintēze (sono-sintēze) ir kļuvusi par vienu no visvairāk novērtētajām intensificēšanas metodēm ķīmijā vairāku priekšrocību dēļ. Sonoķīmiski veicinātas reakcijas izceļas ar tradicionālām uzbudinātām vai termiskām metodēm, kas attiecas uz reakcijas ātrumu, iznākumu, darbības vienkāršību, produktu tīrību, energoefektivitāti utt. Zinātniski pierādīts, ka jaudas ultraskaņas izmantošana var veicināt ķīmiskās reakcijas un var samazināt reakcijas laiku, kā arī nevēlamas blakusparādības. Kā alternatīvs zaļš enerģijas avots, ultraskaņas apstrāde padara daudzas ķīmiskas reakcijas videi draudzīgākas, jo ir nepieciešami mazāk reaģentu, maigāki šķīdinātāji un mazāk enerģijas.
Sonochemical vara katalizētas organiskās reakcijas
Ultraskaņas un sonoķīmijas labvēlīgā ietekme uz reakcijām, kas saistītas ar metāliem, ir labi zināma. Ultraskaņas apstrāde veicina pasivējošo slāņu mehānisku noņemšanu un uzlabo gan masas pārnesi, gan elektronu pārnesi no metāla uz organisko akceptoru.
Ultraskaņas klikšķu sintēze ir izmantota, lai sagatavotu plašu 1,4-disubstituētu 1,2,3-triazola atvasinājumu klāstu, sākot gan no mazām molekulām, gan oligomēriem, piemēram, ciklodekstrīniem (CD). Izmantojot šo efektīvo un zaļāko protokolu, visus adduktus var sintezēt 2-4 stundās (ieskaitot darbu un izslēdzot raksturojumu). Ir pierādīts, ka klikšķu ķīmija spēj tieši saistīt ķīmiju ar bioloģiju, tādējādi kļūstot par patiesu starpdisciplināru reakciju ar ārkārtīgi plašu pielietojamību.
(sal. ar Cintas et al., 2010)
Slēgts ultraskaņas reaktors sonoķīmiskām reakcijām, piemēram, klikšķu ķīmijā.
Laika taupīšanas klikšķu ķīmija, pateicoties ultrasoniski paātrinātai reakcijas kinētikai
Ultraskaņas ieviešana var paātrināt lēnas ķīmiskās reakcijas, kas parasti aizņem vairākas stundas partijas režīmā. Ievērojami uzlabotas reakcijas kinētikas dēļ reakcijas laiku var samazināt līdz vairākām minūtēm. Izmantojot ultraskaņas plūsmas reaktoru, var ievērojami uzlabot ražu, iegūt laika ietaupījumus un tādējādi radīt lielu parasto lēno sintežu efektivitāti.
Augstas veiktspējas ultrasonikatori Sonoķīmiski uzlabotām klikšķu reakcijām
Hielscher Ultrasonics projektē, ražo un izplata augstas veiktspējas zondes tipa ultrasonikatorus, sonoķīmiskos reaktorus un piederumus sarežģītiem sonoķīmiskiem procesiem. Ar ultraskaņas procesoriem, kas svārstās no 50 vatiem līdz 16 000 vatiem uz zondi (sonotrode / ragu), Hielscher spēj piedāvāt jums vispiemērotāko sonoķīmisko iestatījumu jūsu ķīmiskajai reakcijai.
Hielscher ultrasonikatori ir atzīti par to kvalitāti, uzticamību un izturību. Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzsvaru liek uz augstas veiktspējas ultrasonikatoriem, kas piedāvā vismodernākās tehnoloģijas un lietotājdraudzīgumu. Protams, Hielscher ultrasonikatori ir saderīgi ar CE un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.
Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu:
| partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamie ierīces |
|---|---|---|
| 1 līdz 500mL | 10 līdz 200 ml / min | UP100H |
| 10 līdz 2000mL | 20 līdz 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 līdz 20L | 0.2 līdz 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100 l | 2 līdz 10 l / min | UIP4000hdT |
| 15 līdz 150L | 3 līdz 15L/min | UIP6000hdT |
| nav | | 10 līdz 100 l / min | UIP16000 |
| nav | | lielāks | klasteris UIP16000 |
Sazinies ar mums! / Uzdot mums!
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus lietojumprogrammu sajaukšanai, dispersijai, emuulģēšanai un ekstrakcijai laboratorijā, pilotā un rūpnieciskajā mērogā.
Literatūra/atsauces
- 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.
Fakti ir vērts zināt
Click Chemistry piešķirts ar Nobela prēmiju ķīmijā 2022. gadā
Klikšķu ķīmija, ko 2001. gadā izdomāja Sharpless un kolēģi, ir koncepcija, kas ierosināta gandrīz perfektu reakciju klasei, kas ir ļoti efektīva ar augstu atomu ekonomiju, plašu darbības jomu un stereospecifisku (bet ne vienmēr enantiosselektīvu), rada tikai neofensīvus blakusproduktus, kurus var viegli noņemt, un prasa tikai vienkāršus reakcijas apstākļus, kā arī viegli pieejamus reaģentus un vienkāršas produktu izolācijas procedūras.
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no Laboratorija lai rūpnieciskais izmērs.