Натисніть Хімія – Як покращити реакції клацання за допомогою ультразвукової обробки
Реакції хімії кліків, такі як реакції циклоадування азиду-алкину міді (CuAAC), можуть отримати велику користь від застосування силового ультразвуку. Сонохімічні ефекти підвищують врожайність і коефіцієнт конверсії. Додатково підвищується загальна ефективність реакцій хімії кліків. Як методика зеленої хімії, ультразвук сприяє більш ефективним і дружнім до навколишнього середовища хімічним реакціям.
Ультразвуково розкручений мідно-каталізований азид-алкинський циклоаддитінг
Мідно-каталізований азид-алкінний циклоаддитування (CuAAC) відомий як найважливіший і яскравий приклад реакцій хімії клацання. Кравотто з колегами з Туринського університету (Італія) розробили протокол ультразвукової 1,3-диполярної циклоаддиколяційної реакції азидів і алкінів з використанням металевої міді (Cu) в якості каталізатора. Група азидо є охочим учасником такого роду органічної реакції. Значно поліпшується зв'язуюча здатність групи азидо з алкінами в присутності Cu(I) і ультразвукова обробка сприяє реакції клацання.
Ультразвуково збуджений реактор з ультразвуковим процесором UP200St для інтенсифікованих хімічних реакцій в хімії кліків.
- покращена з'єднувальна здатність
- Вища дохідність
- Швидша реакція
- Поліпшена кінетика реакції
- Зелена хімія
- Простий & безпечна експлуатація
Сонохімічно посилена хімія кліків: Циклоаддінг, що каталізується міддю, з фенілацетиленом покращується ультразвуком.
(Дослідження та графіка: © Cintas et al., 2010)
Переваги сонохімічних реакцій
Ультразвуковий синтез (соно-синтез) став одним з найбільш оцінених інтенсифікуючих методів в хімії завдяки численним перевагам. Сонохімічно пропаговані реакції перевершують звичайні збуджені або термічні методи щодо швидкості реакції, виходу, простоти експлуатації, чистоти продуктів, енергоефективності тощо. Науково доведено, що використання енергетичного ультразвуку може сприяти хімічним реакціям, а також може зменшити час реакції, а також небажані побічні реакції. Як альтернативне зелене джерело енергії, ультразвукова обробка робить багато хімічних реакцій більш дружніми до навколишнього середовища, оскільки потрібно менше реагентів, м'якших розчинників та менше енергії.
Сонохімічні органічні реакції, що каталізуються міддю
Добре відомо благотворний вплив ультразвуку і сонохімії на реакції за участю металів. Ультразвукова обробка сприяє механічному видаленню пасивуючих шарів і підсилює як масообмін, так і перенос електронів від металу до органічного акцептора.
Синтез клацання за допомогою ультразвуку був застосований для отримання широкого спектру 1,4-диспонованих 1,2,3-похідних триазолів, починаючи як з малих молекул, так і з олігомерів, таких як циклодекстрини (CD). Використовуючи цей ефективний і більш екологічний протокол, всі аддукти можуть бути синтезовані за 2-4 год (включаючи опрацювання і виключення характеристики). Було показано, що хімія кліків здатна безпосередньо пов'язувати хімію з біологією, тим самим стаючи справжньою міждисциплінарною реакцією з надзвичайно широкою застосовністю.
(пор. Cintas et al., 2010)
Закритий ультразвуковий реактор для сонохімічних реакцій, наприклад, у хімії кліків.
Економія часу на хімію кліків за рахунок ультразвуково прискореної кінетики реакції
Здійснення ультразвуку дозволяє прискорити повільні хімічні реакції, які займають в нормі кілька годин в пакетному режимі. Завдяки значно поліпшеною кінетиці реакції час реакції можна скоротити до декількох хвилин. Використання реактора ультразвукового потоку може значно підвищити врожайність, отримати економію часу і, тим самим, призвести до великої ефективності умовно повільних синтезів.
Високопродуктивні ультразвукові апарати для сонохімічно посилених реакцій клацання
Hielscher Ultrasonics розробляє, виробляє та поширює високопродуктивні ультразвукові апарати зондового типу, сонохімічні реактори та аксесуари для складних сонохімічних процесів. З ультразвуковими процесорами потужністю від 50 Вт до 16 000 Вт на зонд (сонотрод / гудок), Hielscher може запропонувати вам найбільш підходящу сонохімічну установку для вашої хімічної реакції.
Hielscher ультраакукатори визнані своєю якістю, надійністю та надійністю. Hielscher Ultrasonics є сертифікованою ISO компанією і робить особливий акцент на високопродуктивних ультразвукових апаратах, що відрізняються найсучаснішими технологіями та зручністю для користувачів. Звичайно, ультразвукові апарати Hielscher сумісні з CE і відповідають вимогам UL, CSA та RoHs.
У таблиці нижче наведено приблизну потужність обробки наших ультразвукових пристроїв:
| пакетний Обсяг | швидкість потоку | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| Від 1 до 500мл | Від 10 до 200мл / хв | UP100H |
| Від 10 до 2000мл | Від 20 до 400мл / хв | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 до 20 л | 0.2 до 4л / хв | UIP2000hdT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л / хв | UIP4000hdT |
| від 15 до 150л | від 3 до 15 л/хв | UIP6000hdT |
| застосовується | Від 10 до 100 л / хв | UIP16000 |
| застосовується | більший | кластер UIP16000 |
Зв'яжіться з нами! / Запитати нас!
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефотозні ультразвукові гомогенізатори для змішування застосувань, дисперсії, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних і промислових масштабах.
Література/довідники
- 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 варті знати
Хімія кліків удостоєна Нобелівської премії з хімії 2022 року
Хімія кліків, придумана Шарплесом і колегами в 2001 році, - це концепція, запропонована для класу майже ідеальних реакцій, які є високоефективними з високою економією атомів, широкими за обсягом і стереоспецифічними (але не обов'язково енантіоселективними), генерують лише побічні продукти, які можна легко видалити, і вимагають лише простих умов реакції, а також легкодоступних реагентів і простих процедур ізоляції продуктів.
Hielscher Ультразвук виробляє високоемоціивні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторія до промислових розмірів.