Klik kimyosi – klik reaksiyalarini ultratovush bilan ishlov berish orqali qanday kuchaytirish mumkin
Mis katalizatorligidagi azid–alkin siklobirikish (CuAAC) reaksiyalari kabi klik kimyosi reaksiyalari kuchli ultratovushni qoʻllashdan katta foyda olishi mumkin. Sonokimyoviy taʼsirlar mahsulot unumini va konversiya darajasini oshiradi. Bundan tashqari, klik kimyosi reaksiyalarining umumiy samaradorligi yaxshilanadi. Yashil kimyo usuli sifatida ultratovush bilan ishlov berish kimyoviy reaksiyalarning yanada samarali va atrof-muhitga kamroq zararli boʻlishiga yordam beradi.
Ultratovush yordamida jadallashtiriladigan mis katalizatorligidagi azid–alkin siklobirikishi
Mis katalizatorligidagi azid–alkin siklobirikishi (CuAAC) klik kimyosi reaksiyalarining eng muhim va eng koʻzga koʻringan namunasi sifatida tanilgan. Turin universitetidan (Italiya) Cravotto va uning hamkasblari metall misni (Cu) katalizator sifatida ishlatib, azidlar va alkinlarning ultratovush yordamidagi 1,3-dipolyar siklobirikish reaksiyasi uchun protokol ishlab chiqdilar. Azido guruhi bu turdagi organik reaksiyada oson ishtirok etadi. Cu(I) mavjudligida azido guruhining alkinlar bilan birikish qobiliyati sezilarli darajada yaxshilanadi va ultratovush bilan ishlov berish klik reaksiyasini jadallashtiradi.
Ultratovush bilan aralashtiriladigan, UP200St ultratovush qurilmasi bilan jihozlangan reaktor klik kimyosidagi kimyoviy reaksiyalarni jadallashtirish uchun.
- yaxshilangan birikish qobiliyati
- yuqoriroq mahsulot unumi
- tezroq reaksiya
- yaxshilangan reaksiya kinetikasi
- yashil kimyo
- sodda va xavfsiz ishlatish
Sonokimyoviy usulda kuchaytirilgan klik kimyosi: fenilatsetilen bilan mis katalizatorligidagi siklobirikish ultratovush bilan ishlov berish orqali yaxshilanadi.
(Tadqiqot va grafik: © Cintas et al., 2010)
Sonokimyoviy reaksiyalarning afzalliklari
Ultratovushli sintez (sonosintez) koʻplab afzalliklari tufayli kimyoda eng yuqori baholanadigan jadallashtirish usullaridan biriga aylandi. Sonokimyoviy usulda jadallashtirilgan reaksiyalar reaksiya tezligi, mahsulot unumi, ishlatishning soddaligi, mahsulotlarning tozaligi, energiya samaradorligi va boshqa jihatlar boʻyicha anʼanaviy aralashtirish yoki issiqlikka asoslangan usullardan ustun turadi. Kuchli ultratovushni qoʻllash kimyoviy reaksiyalarni jadallashtirishi, reaksiya vaqtini qisqartirishi hamda istalmagan yon reaksiyalarni kamaytirishi mumkinligi ilmiy jihatdan isbotlangan. Muqobil yashil energiya manbai sifatida ultratovush bilan ishlov berish koʻplab kimyoviy reaksiyalarni atrof-muhitga kamroq zararli qiladi, chunki kamroq reagentlar, yumshoqroq erituvchilar va kamroq energiya talab etiladi.
Mis katalizatorligidagi sonokimyoviy organik reaksiyalar
Ultratovush va sonokimyoning metallar ishtirokidagi reaksiyalarga foydali taʼsiri yaxshi maʼlum. Ultratovush bilan ishlov berish passivlashtiruvchi qatlamlarning mexanik yoʻl bilan olib tashlanishini jadallashtiradi hamda massaning koʻchishini va elektronlarning metalldan organik akseptorga oʻtishini kuchaytiradi.
Ultratovush yordamidagi klik sintezi kichik molekulalardan ham, siklodekstrinlar (CDs) kabi oligomerlardan ham boshlab, keng turdagi 1,4-dialmashingan 1,2,3-triazol hosilalarini tayyorlash uchun qoʻllanilgan. Ushbu samarali va yanada ekologik protokol yordamida barcha adduktlarni 2–4 h ichida sintez qilish mumkin (reaksiyadan keyingi ishlov berish hisobga olingan, tavsiflash esa hisobga olinmagan). Klik kimyosi kimyoni biologiya bilan bevosita bogʻlay olishi koʻrsatilgan; shu tariqa u qoʻllanish doirasi nihoyatda keng boʻlgan haqiqiy fanlararo reaksiyaga aylanadi.
(qiyoslang: Cintas et al., 2010)
Sonokimyoviy reaksiyalar, masalan, klik kimyosidagi reaksiyalar uchun yopiq ultratovush reaktori.
Ultratovush yordamida tezlashtirilgan reaksiya kinetikasi tufayli vaqtni tejaydigan klik kimyosi
Ultratovushni qoʻllash davriy rejimda odatda bir necha soat davom etadigan sekin kimyoviy reaksiyalarni tezlashtirishi mumkin. Reaksiya kinetikasi sezilarli darajada yaxshilangani tufayli reaksiya vaqtini bir necha daqiqagacha qisqartirish mumkin. Ultratovushli oqim reaktoridan foydalanish mahsulot unumini sezilarli darajada yaxshilashi, vaqtni tejashi va shu orqali odatda sekin kechadigan sintezlarning katta samaradorligini taʼminlashi mumkin.
Sonokimyoviy usulda kuchaytirilgan klik reaksiyalari uchun yuqori unumdorlikdagi ultratovush qurilmalari
Hielscher Ultrasonics murakkab sonokimyoviy jarayonlar uchun yuqori unumdorlikdagi zond turidagi ultratovush qurilmalari, sonokimyoviy reaktorlar va yordamchi jihozlarni loyihalaydi, ishlab chiqaradi va yetkazib beradi. Har bir zond (sonotrod / shox) uchun quvvati 50 vattdan 16 000 vattgacha boʻlgan ultratovush protsessorlari yordamida Hielscher kimyoviy reaksiyangiz uchun eng mos sonokimyoviy uskunalar majmuasini taklif qila oladi.
Hielscher ultratovush qurilmalari sifati, ishonchliligi va mustahkamligi bilan tanilgan. Hielscher Ultrasonics ISO sertifikatiga ega kompaniya boʻlib, eng ilgʻor texnologiyalarga va foydalanish qulayligiga ega yuqori unumdorlikdagi ultratovush qurilmalariga alohida eʼtibor qaratadi. Albatta, Hielscher ultratovush qurilmalari CE talablariga mos keladi va UL, CSA hamda RoHs talablarini bajaradi.
Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish quvvati haqida tasavvur beradi:
| Partiya hajmi | Hajmiy oqim tezligi | Tavsiya etiladigan qurilmalar |
|---|---|---|
| 1 dan 500mL gacha | 10 dan 200mL/min gacha | UP100H |
| 10 dan 2000mL gacha | 20 dan 400mL/min gacha | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 dan 20L gacha | 0,2 dan 4L/min gacha | UIP2000hdT |
| 10 dan 100L gacha | 2 dan 10L/min gacha | UIP4000hdT |
| 15 dan 150L gacha | 3 dan 15L/min gacha | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 dan 100L/min gacha | UIP16000 |
| n.a. | kattaroq | klaster shaklida birlashtirilgan UIP16000 |
Biz bilan bogʻlaning! / Bizdan soʻrang!
Hielscher Ultrasonics laboratoriya, tajriba-sanoat va sanoat miqyosida aralashtirish, dispersiyalash, emulsiyalash va ekstraksiya uchun yuqori unumdorlikdagi ultratovushli gomogenizatorlarni ishlab chiqaradi.
Adabiyotlar / Manbalar
- 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.
Bilishga arziydigan maʼlumotlar
Klik kimyosi 2022-yilgi kimyo boʻyicha Nobel mukofotiga sazovor boʻldi
Sharpless va uning hamkasblari 2001-yilda nom bergan klik kimyosi yuqori atom tejamkorligiga ega, yuqori darajada samarali, qoʻllanish doirasi keng va stereospetsifik (lekin albatta enantioselektiv boʻlishi shart emas) boʻlgan, faqat oson olib tashlanadigan zararsiz yon mahsulotlarni hosil qiladigan hamda faqat oddiy reaksiya sharoitlari, oson topiladigan reagentlar va mahsulotni ajratib olishning oddiy usullarini talab etadigan deyarli mukammal reaksiyalar sinfi uchun taklif etilgan tushunchadir.
Hielscher Ultrasonics yuqori unumdorlikdagi ultratovushli gomogenizatorlarni laboratoriya oʻlchamidan tortib sanoat oʻlchamigacha ishlab chiqaradi.