Química click – Como melhorar as reações click com sonicação

As reações de química click, como as reações de cicloadição azida–alcino catalisada por cobre (CuAAC), podem beneficiar consideravelmente da aplicação de ultrassons de potência. Os efeitos sonoquímicos aumentam o rendimento e a taxa de conversão. Além disso, a eficiência global das reações de química click é melhorada. Enquanto técnica de química verde, a ultrassonicação contribui para reações químicas mais eficientes e mais amigas do ambiente.

Cicloadição azida–alcino catalisada por cobre e promovida por ultrassons

A cicloadição azida–alcino catalisada por cobre (CuAAC) é reconhecida como o exemplo mais importante e proeminente das reações de química click. Cravotto e colegas da Universidade de Turim (Itália) desenvolveram um protocolo para uma reação de cicloadição 1,3-dipolar de azidas e alcinos assistida por ultrassons, utilizando cobre metálico (Cu) como catalisador. O grupo azido participa prontamente neste tipo de reação orgânica. A capacidade de acoplamento do grupo azido com alcinos é substancialmente melhorada na presença de Cu(I) e a sonicação promove a reação click.

Química click melhorada por sonoquímica: a cicloadição catalisada por cobre com fenilacetileno é melhorada pela ultrassonicação.
(Estudo e gráfico: © Cintas et al., 2010)

Vantagens das reações sonoquímicas

A síntese ultrassónica (sonossíntese) surgiu como uma das técnicas de intensificação mais apreciadas em química devido às suas múltiplas vantagens. As reações promovidas por sonoquímica superam os métodos convencionais baseados em agitação ou aquecimento no que respeita à velocidade de reação, ao rendimento, à simplicidade operacional, à pureza dos produtos, à eficiência energética, etc. Está cientificamente demonstrado que a utilização de ultrassons de potência pode promover reações químicas e reduzir o tempo de reação, bem como as reações secundárias indesejadas. Enquanto fonte alternativa de energia verde, a sonicação torna muitas reações químicas mais amigas do ambiente, uma vez que são necessários menos reagentes, solventes mais suaves e menos energia.

Reações orgânicas sonoquímicas catalisadas por cobre

Os efeitos benéficos dos ultrassons e da sonoquímica nas reações que envolvem metais são bem conhecidos. A sonicação promove a remoção mecânica das camadas passivantes e melhora tanto a transferência de massa como a transferência de eletrões do metal para o aceitador orgânico.
A síntese click assistida por ultrassons tem sido aplicada à preparação de uma vasta gama de derivados de 1,2,3-triazol 1,4-dissubstituídos, a partir tanto de pequenas moléculas como de oligómeros, como as ciclodextrinas (CDs). Utilizando este protocolo eficiente e mais ecológico, todos os adutos podem ser sintetizados em 2–4 h (incluindo o tratamento pós-reação e excluindo a caracterização). Demonstrou-se que a química click é capaz de ligar diretamente a química à biologia, tornando-se assim uma reação verdadeiramente interdisciplinar com uma aplicabilidade extremamente ampla.
(cf. Cintas et al., 2010)

Química click que poupa tempo graças à cinética de reação acelerada por ultrassons

A utilização de ultrassons pode acelerar reações químicas lentas, que normalmente demoram várias horas em modo descontínuo. Devido à melhoria significativa da cinética de reação, o tempo de reação pode ser reduzido para vários minutos. A utilização de um reator ultrassónico de fluxo pode melhorar consideravelmente os rendimentos e proporcionar poupanças de tempo, resultando assim numa grande eficácia de sínteses convencionalmente lentas.

Sonicadores de elevado desempenho para reações click melhoradas por sonoquímica

A Hielscher Ultrasonics concebe, fabrica e distribui sonicadores de sonda de elevado desempenho, reatores sonoquímicos e acessórios para processos sonoquímicos sofisticados. Com processadores ultrassónicos de 50 watts a 16 000 watts por sonda (sonotrodo / corneta), a Hielscher pode oferecer-lhe a configuração sonoquímica mais adequada para a sua reação química.
Os sonicadores Hielscher são reconhecidos pela sua qualidade, fiabilidade e robustez. A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada segundo normas ISO e dá especial destaque aos sonicadores de elevado desempenho que incorporam tecnologia de ponta e facilidade de utilização. Naturalmente, os sonicadores Hielscher estão em conformidade com os requisitos CE e cumprem os requisitos UL, CSA e RoHs.

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos sonicadores: