Noklikšķiniet uz Ķīmija – Kā uzlabot klikšķu reakcijas ar ultraskaņu
Klikšķu ķīmijas reakcijas, piemēram, vara katalizētas azīda-alkīna ciklopievienošanas (CuAAC) reakcijas, var gūt lielu labumu no jaudas ultraskaņas pielietošanas. Sonochemical efekti 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 ciklopievienošana
Vara katalizētais azīda-alkīna ciklopapildinājums (CuAAC) ir slavens kā vissvarīgākais un redzamākais klikšķu ķīmijas reakciju piemērs. Cravotto un kolēģi no Turīnas Universitātes (Itālija) ir izstrādājuši protokolu azīdu un alkīnu ultraskaņas atbalstītai 1,3-dipolārai ciklopievienošanas reakcijai, kā katalizatoru izmantojot metāla varu (Cu). Azido grupa ir labprātīgs dalībnieks šāda veida organiskā reakcijā. Azido grupas un alkīnu savienojuma jauda ir ievērojami uzlabota Cu(I) un Ultraskaņas apstrāde veicina klikšķa reakciju.
Ultrasoniski satraukts reaktors ar ultrasonikatoru UP200St pastiprinātām ķīmiskām reakcijām klikšķu ķīmijā.
- uzlabota sakabes jauda,
- augstākas ražas
- ātrāka reakcija
- uzlabota reakcijas kinētika
- zaļā ķīmija
- vienkāršs & droša ekspluatācija
Sonoķīmiski uzlabota klikšķu ķīmija: Vara katalizēts ciklopapildinājums ar fenilacetilēnu tiek uzlabots ar ultrasonication.
(Pētījums un grafiks: © Cintas et al., 2010)
Sonochemical reakciju priekšrocības
Ultraskaņas sintēze (sono-sintēze) ir kļuvusi par vienu no visvairāk novērtētajām ķīmijas pastiprināšanas metodēm vairāku priekšrocību dēļ. Sonoķīmiski veicinātas reakcijas izceļas ar tradicionālām uzbudinātām vai termiskām metodēm attiecībā uz reakcijas ātrumu, ražu, 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 ķīmiskās 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, kurās iesaistīti metāli, ir labi zināma. Ultraskaņas apstrāde veicina pasivējošo slāņu mehānisku noņemšanu un uzlabo gan masas pārnesi, gan elektronu pārnesi no metāla uz organisko akceptoru.
Ultraskaņas atbalstītā 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 stundu laikā (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 ultrasoniski paātrinātas reakcijas kinētikas dēļ
Ultraskaņas ieviešana var paātrināt lēnas ķīmiskās reakcijas, kas parasti aizņem vairākas stundas partijas režīmā. Pateicoties ievērojami uzlabotai reakcijas kinētikai, reakcijas laiku var samazināt līdz vairākām minūtēm. Izmantojot ultraskaņas plūsmas reaktoru, var ievērojami uzlabot ražu, iegūt laika ietaupījumus un tādējādi radīt lielu efektivitāti parasti lēnās sintezēs.
Augstas veiktspējas ultrasonikatori sonoķīmiski uzlabotām klikšķu reakcijām
Hielscher Ultrasonics projektē, ražo un izplata augstas veiktspējas zondes tipa ultrasonikatorus, sonochemical reaktorus un piederumus sarežģītiem sonochemiskiem procesiem. Ar ultraskaņas procesoriem, kas svārstās no 50 vatiem līdz 16 000 vatiem uz zondi (sonotrode / horn), Hielscher spēj piedāvāt jums vispiemērotāko sonochemical iestatījumu jūsu ķīmiskajai reakcijai.
Hielscher ultrasonikatori tiek 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 atbilst CE prasībām un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.
Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:
| Partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
|---|---|---|
| 1 līdz 500 ml | 10 līdz 200 ml/min | UP100H |
| 10 līdz 2000 ml | 20 līdz 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 līdz 20L | 02 līdz 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 līdz 150L | 3 līdz 15L/min | UIP6000hdT |
| n.p. | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| n.p. | Lielāku | kopa UIP16000 |
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus sajaukšanas lietojumiem, dispersijai, emulgācijai un ekstrakcijai laboratorijā, izmēģinājuma un rūpnieciskā 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, kurus ir vērts zināt
Noklikšķiniet uz Ķīmija, kas apbalvota ar Nobela prēmiju ķīmijā 2022. gadā
Klikšķu ķīmija, ko 2001. gadā izdomāja Sharpless un kolēģi, ir jēdziens, kas ierosināts gandrīz perfektu reakciju klasei, kas ir ļoti efektīva ar augstu atomu ekonomiku, plaša apjoma un stereospecifiska (bet ne vienmēr enantiosselektīva), rada tikai neiederīgus 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 Lab līdz rūpnieciskais izmērs.