Натисніть Хімія – Як покращити реакцію на клацання за допомогою ультразвуку
Хімічні реакції, такі як реакції каталізованого міддю азид-алкінциклоприєднання (CuAAC), можуть отримати значну користь від застосування енергетичного ультразвуку. Сонохімічні ефекти збільшують вихід і коефіцієнт перетворення. Крім того, підвищується загальна ефективність хімічних реакцій кліків. Як техніка зеленої хімії, ультразвук сприяє більш ефективним і екологічно чистим хімічним реакціям.
Каталізований міддю циклоприєднання азид-алкін
Каталізований міддю азид-алкінний циклоприєднання (CuAAC) відомий як найважливіший і найяскравіший приклад реакцій хімії кліків. Кравотто та його колеги з Туринського університету (Італія) розробили протокол реакції 1,3-диполярного циклоприєднання азидів та алкінів за допомогою ультразвуку з використанням металевої міді (Cu) як каталізатора. Група азидо є добровільним учасником цього виду органічної реакції. Зв'язуюча здатність азидогрупи з алкінами істотно поліпшується в присутності Cu(I) і Ультразвукове дослідження сприяє реакції клацання.
Реактор з ультразвуковим збудженням з ультразвуковим апаратом UP200St для інтенсифікації хімічних реакцій в хімії кліків.
- Покращена зчіпна здатність
- вищі врожаї,
- швидша реакція
- покращена кінетика реакції
- Зелена хімія
- простий & Безпечна експлуатація
Сонохімічно покращена хімія кліків: каталізоване міддю циклоприєднання з фенілацетиленом покращується ультразвуком.
(Дослідження та графіка: © Cintas та ін., 2010)
Переваги сонохімічних реакцій
Ультразвуковий синтез (соносинтез) став одним з найбільш цінних методів посилення в хімії завдяки численним перевагам. Сонохімічно стимульовані реакції перевершують звичайні перемішані або термічні методи щодо швидкості реакції, виходу, простоти роботи, чистоти продуктів, енергетичної ефективності тощо. Науково доведено, що використання потужного ультразвуку може сприяти хімічним реакціям і може зменшити час реакції, а також небажані побічні реакції. Як альтернативне зелене джерело енергії, ультразвук робить багато хімічних реакцій більш екологічними, оскільки потрібно менше реагентів, м'якших розчинників і менше енергії.
Сонохімічні органічні реакції, що каталізуються міддю
Сприятливий вплив ультразвуку і сонохімії на реакції за участю металів добре відомий. Ультразвук сприяє механічному видаленню пасивуючих шарів і підсилює як масоперенесення, так і перенесення електронів від металу до органічного акцептора.
Синтез кліків за допомогою ультразвуку був застосований для отримання широкого спектру 1,4-заміщених похідних 1,2,3-триазолів, починаючи як з малих молекул, так і з олігомерів, таких як циклодекстрини (CDs). Використовуючи цей ефективний і більш екологічний протокол, всі аддукти можуть бути синтезовані за 2-4 год (включаючи обстеження і виключення характеристик). Було показано, що клік-хімія може безпосередньо пов'язувати хімію з біологією, стаючи таким чином справжньою міждисциплінарною реакцією з надзвичайно широким застосуванням.
(пор. Cintas et al., 2010)
Закритий ультразвуковий реактор для сонохімічних реакцій, наприклад в хімії кліків.
Хімія кліків, що економить час завдяки кінетиці ультразвуково прискореної реакції
Впровадження ультразвуку дозволяє прискорити повільні хімічні реакції, які займають в нормі кілька годин в пакетному режимі. Завдяки значно поліпшеній кінетиці реакції час реакції може бути скорочено до декількох хвилин. Використання ультразвукового проточного реактора може значно підвищити продуктивність, отримати економію часу і, тим самим, призвести до великої ефективності умовно повільних синтезів.
Високоефективні ультразвукові апарати для сонохімічно посилених реакцій клацання
Hielscher Ultrasonics розробляє, виробляє та розповсюджує високопродуктивні ультразвукові апарати зондового типу, сонохімічні реактори та аксесуари для складних сонохімічних процесів. Завдяки ультразвуковим процесорам потужністю від 50 Вт до 16 000 Вт на зонд (сонотрод / рупор), Hielscher може запропонувати вам найбільш підходящу сонохімічну установку для вашої хімічної реакції.
Ультразвукові апарати Hielscher визнані за свою якість, надійність і міцність. Hielscher Ultrasonics є сертифікованою компанією ISO і приділяє особливу увагу високопродуктивним ультразвуковим апаратам, які відрізняються найсучаснішими технологіями та зручністю для використання. Звичайно, ультразвукові апарати Hielscher відповідають вимогам CE та відповідають вимогам UL, CSA та RoHs.
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів:
| Об'єм партії | Витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| Від 1 до 500 мл | Від 10 до 200 мл/хв | UP100H |
| Від 10 до 2000 мл | Від 20 до 400 мл/хв | UP200Ht, UP400St |
| 0від 1 до 20 л | 0від .2 до 4 л/хв | UIP2000HDT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л/хв | UIP4000HDT |
| Від 15 до 150 л | Від 3 до 15 л/хв | UIP6000HDT |
| Н.А. | Від 10 до 100 л/хв | UIP16000 |
| Н.А. | Більше | кластер UIP16000 |
Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори для змішування, диспергування, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних та промислових масштабах.
Література / Список літератури
- 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.
Факти, які варто знати
Натисніть Хімія нагороджена Нобелівською премією з хімії 2022 року
Хімія кліків, запропонована Шарплессом і його співробітниками в 2001 році, є концепцією, запропонованою для класу майже ідеальних реакцій, які є високоефективними з високою атомною економічністю, широкими за сферою застосування і стереоспецифічними (але не обов'язково енантіоселективними), генерують тільки нешкідливі побічні продукти, які можуть бути легко видалені, і вимагають лише простих умов реакції, а також легкодоступних реагентів і простих процедур виділення продуктів.
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторії до промислові розміри.