Nature.com ला भेट दिल्याबद्दल धन्यवाद. तुम्ही वापरत असलेल्या ब्राउझर आवृत्तीमध्ये CSS साठी मर्यादित समर्थन आहे. सर्वोत्तम अनुभवासाठी, आम्ही शिफारस करतो की तुम्ही अपडेटेड ब्राउझर वापरा (किंवा इंटरनेट एक्सप्लोररमध्ये सुसंगतता मोड बंद करा). दरम्यान, सतत समर्थन सुनिश्चित करण्यासाठी, आम्ही शैली आणि जावास्क्रिप्टशिवाय साइट प्रदर्शित करू.
संशोधक आणि उद्योगपती त्यांच्या विशिष्ट गरजा पूर्ण करण्यासाठी रासायनिक उपकरणे डिझाइन आणि तयार करण्याच्या पद्धतीत बदल करत आहेत. या कामात, आम्ही सॉलिड-स्टेट मेटल शीट लॅमिनेशन तंत्र अल्ट्रासोनिक अॅडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग (UAM) द्वारे थेट एकात्मिक उत्प्रेरक भाग आणि संवेदन घटकांसह तयार केलेल्या फ्लो रिअॅक्टरचे पहिले उदाहरण देतो. UAM तंत्रज्ञान सध्या रासायनिक रिअॅक्टरच्या अॅडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंगशी संबंधित अनेक मर्यादांवर मात करत नाही तर अशा उपकरणांच्या क्षमतांमध्ये देखील लक्षणीय वाढ करते. UAM रसायनशास्त्र सेट-अप वापरून Cu-मध्यस्थ Huisgen 1,3-द्विध्रुवीय सायक्लोअ‍ॅडिशन अभिक्रियाद्वारे जैविकदृष्ट्या महत्त्वाच्या 1,4-विभाजित 1,2,3-ट्रायझोल संयुगांची मालिका यशस्वीरित्या संश्लेषित आणि ऑप्टिमाइझ केली गेली. UAM आणि सतत प्रवाह प्रक्रियेच्या अद्वितीय गुणधर्मांचा फायदा घेऊन, डिव्हाइस चालू प्रतिक्रियांना उत्प्रेरित करण्यास सक्षम आहे आणि प्रतिक्रिया देखरेख आणि ऑप्टिमायझेशनसाठी रिअल-टाइम अभिप्राय देखील प्रदान करते.
त्याच्या मोठ्या प्रमाणात असलेल्या तुलनेत त्याच्या महत्त्वपूर्ण फायद्यांमुळे, रासायनिक संश्लेषणाची निवडकता आणि कार्यक्षमता वाढविण्याच्या क्षमतेमुळे, प्रवाह रसायनशास्त्र हे शैक्षणिक आणि औद्योगिक दोन्ही सेटिंग्जमध्ये एक महत्त्वाचे आणि वाढणारे क्षेत्र आहे. हे साध्या सेंद्रिय रेणू निर्मितीपासून ते औषधी संयुगे 2,3 आणि नैसर्गिक उत्पादने 4,5,6 पर्यंत विस्तारते. सूक्ष्म रासायनिक आणि औषध उद्योगांमधील 50% पेक्षा जास्त प्रतिक्रिया सतत प्रवाह प्रक्रियेच्या वापरामुळे 7 चा फायदा घेऊ शकतात.
अलिकडच्या वर्षांत, पारंपारिक काचेच्या वस्तू किंवा प्रवाह रसायनशास्त्र उपकरणांना कस्टमायझ करण्यायोग्य अॅडिटीव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग (AM) केमिस्ट्री "रिअॅक्शन वेसल्स" ने बदलण्याचा विचार करणाऱ्या गटांचा ट्रेंड वाढत आहे. या तंत्रांची पुनरावृत्ती रचना, जलद उत्पादन आणि 3-आयामी (3D) क्षमता त्यांच्या उपकरणांना विशिष्ट प्रतिक्रिया, उपकरणे किंवा परिस्थितीनुसार सानुकूलित करू इच्छिणाऱ्यांसाठी फायदेशीर आहेत. आजपर्यंत, हे काम जवळजवळ केवळ स्टिरिओलिथोग्राफी (SL) 9,10,11, फ्यूज्ड डिपॉझिशन मॉडेलिंग (FDM) 8,12,13,14 आणि इंकजेट प्रिंटिंग 7, 15, 16 सारख्या पॉलिमर-आधारित 3D प्रिंटिंग तंत्रांच्या वापरावर केंद्रित आहे. रासायनिक अभिक्रिया/विश्लेषणांची विस्तृत श्रेणी करण्यासाठी अशा उपकरणांची मजबूती आणि क्षमता नसणे हे या क्षेत्रात AM च्या व्यापक अंमलबजावणीसाठी एक प्रमुख मर्यादित घटक आहे17, 18, 19, 20.
प्रवाह रसायनशास्त्राच्या वाढत्या वापरामुळे आणि AM शी संबंधित अनुकूल गुणधर्मांमुळे, वापरकर्त्यांना वर्धित रासायनिक आणि विश्लेषणात्मक क्षमतांसह प्रवाह प्रतिक्रिया वाहिन्या तयार करण्यास सक्षम करणाऱ्या अधिक प्रगत तंत्रांचा शोध घेण्याची आवश्यकता आहे. या तंत्रांमुळे वापरकर्त्यांना विस्तृत श्रेणीतील प्रतिक्रिया परिस्थिती हाताळण्यास सक्षम असलेल्या अत्यंत मजबूत किंवा कार्यात्मक सामग्रीच्या श्रेणीतून निवड करण्यास सक्षम केले पाहिजे, तसेच प्रतिक्रिया देखरेख आणि नियंत्रणासाठी डिव्हाइसमधून विविध प्रकारचे विश्लेषणात्मक आउटपुट देखील सुलभ केले पाहिजे.
कस्टम केमिकल रिअॅक्टर विकसित करण्याची क्षमता असलेली एक अॅडिटीव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग प्रक्रिया म्हणजे अल्ट्रासोनिक अॅडिटीव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग (UAM). हे सॉलिड-स्टेट शीट लॅमिनेशन तंत्र पातळ धातूच्या फॉइलवर अल्ट्रासोनिक ऑसिलेशन लागू करते जेणेकरून त्यांना थर थर एकत्र जोडता येईल ज्यामध्ये कमीत कमी बल्क हीटिंग आणि उच्च प्रमाणात प्लास्टिक फ्लो 21, 22, 23 असतो. बहुतेक इतर AM तंत्रज्ञानांप्रमाणे, UAM ला सबट्रॅक्टिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंगसह थेट एकत्रित केले जाऊ शकते, ज्याला हायब्रिड मॅन्युफॅक्चरिंग प्रक्रिया म्हणून ओळखले जाते, ज्यामध्ये इन-सिटू पीरियडिक कॉम्प्युटर न्यूमेरिकल कंट्रोल (CNC) मिलिंग किंवा लेसर मशीनिंग बॉन्डेड मटेरियल 24, 25 च्या लेयरचा नेट आकार परिभाषित करते. याचा अर्थ असा की वापरकर्ता लहान द्रव चॅनेलमधून अवशिष्ट कच्चा बिल्ड मटेरियल काढून टाकण्याशी संबंधित समस्यांमुळे मर्यादित नाही, जे बहुतेकदा पावडर आणि लिक्विड AM सिस्टीम्स 26,27,28 च्या बाबतीत असते. हे डिझाइन स्वातंत्र्य उपलब्ध मटेरियल निवडींपर्यंत देखील विस्तारित आहे - UAM एकाच प्रक्रियेच्या टप्प्यात थर्मली समान आणि भिन्न मटेरियल संयोजनांना बाँड करू शकते. वितळण्याच्या प्रक्रियेच्या पलीकडे मटेरियल संयोजनांची निवड म्हणजे विशिष्ट अनुप्रयोगांच्या यांत्रिक आणि रासायनिक मागण्या चांगल्या प्रकारे पूर्ण केल्या जाऊ शकतात. सॉलिड व्यतिरिक्त अल्ट्रासोनिक बाँडिंग दरम्यान आढळणारी आणखी एक घटना म्हणजे तुलनेने कमी तापमानात प्लास्टिक पदार्थांचा उच्च प्रवाह २९,३०,३१,३२,३३. UAM चे हे अद्वितीय वैशिष्ट्य धातूच्या थरांमध्ये यांत्रिक/औष्णिक घटकांचे नुकसान न होता एम्बेडिंग सुलभ करू शकते. UAM एम्बेडेड सेन्सर एकात्मिक विश्लेषणाद्वारे डिव्हाइसवरून वापरकर्त्याला रिअल-टाइम माहिती पोहोचवण्यास सुलभ करू शकतात.
लेखकांच्या मागील कार्य32 ने UAM प्रक्रियेची एकात्मिक संवेदन क्षमतांसह धातू 3D मायक्रोफ्लुइडिक संरचना तयार करण्याची क्षमता दर्शविली. हे फक्त एक देखरेख उपकरण आहे. हे पेपर UAM द्वारे बनवलेल्या मायक्रोफ्लुइडिक रासायनिक अणुभट्टीचे पहिले उदाहरण सादर करते; एक सक्रिय उपकरण जे केवळ देखरेख करत नाही तर संरचनात्मकदृष्ट्या एकात्मिक उत्प्रेरक सामग्रीद्वारे रासायनिक संश्लेषण देखील प्रेरित करते. हे उपकरण 3D रासायनिक उपकरण निर्मितीमध्ये UAM तंत्रज्ञानाशी संबंधित अनेक फायदे एकत्र करते, जसे की: संगणक-सहाय्यित डिझाइन (CAD) मॉडेल्समधून थेट उत्पादनांमध्ये पूर्ण 3D डिझाइन रूपांतरित करण्याची क्षमता; उच्च थर्मल चालकता आणि उत्प्रेरक सामग्री एकत्र करण्यासाठी बहु-मटेरियल फॅब्रिकेशन; आणि अचूक प्रतिक्रिया तापमान निरीक्षण आणि नियंत्रणासाठी अभिकर्मक प्रवाहांमध्ये थेट थर्मल सेन्सर एम्बेड करणे. अणुभट्टीची कार्यक्षमता प्रदर्शित करण्यासाठी, तांबे-उत्प्रेरित हुइसजेन 1,3-द्विध्रुवीय सायक्लोअ‍ॅडिशनद्वारे औषधीयदृष्ट्या महत्त्वाच्या 1,4-विघटनशील 1,2,3-ट्रायझोल संयुगांची एक लायब्ररी संश्लेषित केली गेली. हे काम मटेरियल सायन्स आणि संगणक-सहाय्यित डिझाइनचा वापर बहुविद्याशाखीय संशोधनाद्वारे रसायनशास्त्रासाठी नवीन संधी आणि शक्यता कशा उघडू शकतो यावर प्रकाश टाकते.
सर्व सॉल्व्हेंट्स आणि अभिकर्मक सिग्मा-अल्ड्रिच, अल्फा एसर, टीसीआय किंवा फिशर सायंटिफिक कडून खरेदी केले गेले होते आणि पूर्व शुद्धीकरणाशिवाय वापरले गेले होते. अनुक्रमे ४०० मेगाहर्ट्झ आणि १०० मेगाहर्ट्झवर नोंदवलेले १ एच आणि १३ सी एनएमआर स्पेक्ट्रा, जेईओएल ईसीएस-४०० ४०० मेगाहर्ट्झ स्पेक्ट्रोमीटर किंवा ब्रुकर अ‍ॅव्हान्स II ४०० मेगाहर्ट्झ स्पेक्ट्रोमीटर आणि सॉल्व्हेंट म्हणून सीडीसीएल३ किंवा (सीडी३)२एसओ वापरून मिळवले गेले. सर्व प्रतिक्रिया युनिकसिस फ्लोसिन फ्लो केमिस्ट्री प्लॅटफॉर्म वापरून केल्या गेल्या.
या अभ्यासात सर्व उपकरणे तयार करण्यासाठी UAM चा वापर करण्यात आला. तंत्रज्ञानाचा शोध १९९९ मध्ये लागला होता आणि त्याच्या शोधापासूनच्या तांत्रिक तपशील, ऑपरेटिंग पॅरामीटर्स आणि विकासाचा अभ्यास खालील प्रकाशित साहित्यांद्वारे केला जाऊ शकतो ३४,३५,३६,३७. हे उपकरण (आकृती १) अल्ट्रा-हाय पॉवर, ९ किलोवॅट सोनिकलेयर ४०००® यूएएम सिस्टम (फॅब्रिसोनिक, ओहायो, यूएसए) वापरून अंमलात आणण्यात आले. फ्लो डिव्हाइसच्या निर्मितीसाठी निवडलेले साहित्य Cu-११० आणि Al ६०६१ होते. Cu-११० मध्ये उच्च तांबे सामग्री (किमान ९९.९% तांबे) आहे, ज्यामुळे ते तांबे-उत्प्रेरित अभिक्रियांसाठी एक चांगले उमेदवार बनते आणि म्हणूनच ते "मायक्रोरिअॅक्टरमध्ये सक्रिय थर" म्हणून वापरले जाते. Al ६०६१ O हा "बल्क" मटेरियल म्हणून वापरला जातो, विश्लेषणासाठी वापरला जाणारा एम्बेडिंग लेयर देखील; मिश्रधातू सहाय्यक घटक एम्बेडिंग आणि Cu-११० लेयरसह एकत्रित केलेली अॅनिल्ड स्थिती. Al ६०६१ O ही एक अशी मटेरियल आहे जी अत्यंत सुसंगत असल्याचे दर्शविले गेले आहे. UAM प्रक्रिया 38, 39, 40, 41 करते आणि या कामात वापरल्या जाणाऱ्या अभिकर्मकांसह त्याची चाचणी केली गेली आहे आणि रासायनिकदृष्ट्या स्थिर आढळले आहे. Al 6061 O चे Cu-110 सह संयोजन देखील UAM साठी एक सुसंगत पदार्थ संयोजन मानले जाते आणि म्हणूनच या अभ्यासासाठी योग्य पदार्थ आहे. 38,42 ही उपकरणे खालील तक्ता 1 मध्ये सूचीबद्ध आहेत.
अणुभट्टी निर्मितीचे टप्पे (१) अल ६०६१ सब्सट्रेट (२) तांब्याच्या फॉइलवर सेट केलेल्या तळाच्या चॅनेलचे फॅब्रिकेशन (३) थरांमध्ये थर्मोकपल्सचे एम्बेडिंग (४) वरचा चॅनेल (५) इनलेट आणि आउटलेट (६) मोनोलिथिक रिअॅक्टर.
द्रव मार्गाचे डिझाइन तत्वज्ञान म्हणजे चिपमध्ये द्रव प्रवासाचे अंतर वाढवण्यासाठी एक गुंतागुंतीचा मार्ग वापरणे, तसेच चिपला व्यवस्थापित करण्यायोग्य आकारात ठेवणे. अंतरातील ही वाढ उत्प्रेरक/अभिकारक परस्परसंवाद वेळ वाढवण्यासाठी आणि उत्कृष्ट उत्पादन उत्पादन प्रदान करण्यासाठी इष्ट आहे. उपकरणात अशांत मिश्रण निर्माण करण्यासाठी आणि पृष्ठभागाशी (उत्प्रेरक) द्रवाचा संपर्क वेळ वाढवण्यासाठी चिप्स सरळ मार्गाच्या टोकांवर 90° वाकांचा वापर करतात. साध्य करता येणारे मिश्रण आणखी वाढवण्यासाठी, अणुभट्टीच्या डिझाइनमध्ये सर्पेंटाइन मिक्सिंग विभागात प्रवेश करण्यापूर्वी Y-जंक्शनवर एकत्रित केलेले दोन अभिकर्मक इनलेट आहेत. तिसरा इनलेट, जो प्रवाहाला त्याच्या निवासस्थानाच्या मध्यभागी छेदतो, भविष्यातील बहु-चरण प्रतिक्रिया संश्लेषणांच्या डिझाइनमध्ये समाविष्ट आहे.
सर्व चॅनेलमध्ये चौरस प्रोफाइल असते (कोणतेही ड्राफ्ट अँगल नाहीत), चॅनेल भूमिती तयार करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या नियतकालिक CNC मिलिंगचा परिणाम. चॅनेलचे परिमाण उच्च (मायक्रोरिअॅक्टरसाठी) व्हॉल्यूम आउटपुट सुनिश्चित करण्यासाठी निवडले जातात, तर बहुतेक समाविष्ट द्रवपदार्थांसाठी पृष्ठभागाच्या परस्परसंवाद (उत्प्रेरक) सुलभ करण्यासाठी पुरेसे लहान असतात. योग्य आकार लेखकांच्या प्रतिक्रियेसाठी धातू-द्रवयुक्त उपकरणांसह मागील अनुभवावर आधारित आहे. अंतिम चॅनेलचे अंतर्गत परिमाण 750 µm x 750 µm होते आणि एकूण रिअॅक्टर व्हॉल्यूम 1 मिली होते. व्यावसायिक प्रवाह रसायनशास्त्र उपकरणांसह डिव्हाइसचे साधे इंटरफेसिंग करण्यास अनुमती देण्यासाठी डिझाइनमध्ये एकात्मिक कनेक्टर (1/4″—28 UNF धागा) समाविष्ट केला आहे. चॅनेलचा आकार फॉइल मटेरियलची जाडी, त्याचे यांत्रिक गुणधर्म आणि अल्ट्रासोनिक्ससह वापरल्या जाणाऱ्या बाँडिंग पॅरामीटर्सद्वारे मर्यादित आहे. दिलेल्या मटेरियलसाठी विशिष्ट रुंदीवर, मटेरियल तयार केलेल्या चॅनलमध्ये "झुडू" जाईल. या गणनेसाठी सध्या कोणतेही विशिष्ट मॉडेल नाही, म्हणून दिलेल्या मटेरियल आणि डिझाइनसाठी कमाल चॅनल रुंदी प्रायोगिकरित्या निश्चित केली जाते; या प्रकरणात, ७५० μm रुंदीमुळे साचणार नाही.
चॅनेलचा आकार (चौरस) स्क्वेअर कटर वापरून निश्चित केला जातो. वेगवेगळ्या कटिंग टूल्स वापरून चॅनेलचा आकार आणि आकार बदलता येतो जेणेकरून वेगवेगळे प्रवाह दर आणि वैशिष्ट्ये मिळू शकतील. १२५ μm टूल वापरून वक्र आकार चॅनेल तयार करण्याचे उदाहरण मोनाघन ४५ च्या कामात आढळू शकते. जेव्हा फॉइल थर समतल पद्धतीने जमा केला जातो, तेव्हा चॅनेलवरील फॉइल मटेरियलचा आच्छादन सपाट (चौरस) फिनिश असेल. या कामात, चॅनेलची सममिती राखण्यासाठी, चौरस बाह्यरेखा वापरली गेली.
उत्पादनात पूर्व-प्रोग्राम केलेल्या विरामादरम्यान, थर्मोकपल तापमान प्रोब (प्रकार K) वरच्या आणि खालच्या चॅनेल गटांमधील डिव्हाइसमध्ये थेट एम्बेड केले जातात (आकृती 1 - टप्पा 3). हे थर्मोकपल -200 ते 1350 °C पर्यंत तापमानातील बदलांचे निरीक्षण करू शकतात.
मेटल डिपॉझिशन प्रक्रिया २५.४ मिमी रुंद, १५० मायक्रॉन जाडीच्या मेटल फॉइलचा वापर करून UAM हॉर्नद्वारे केली जाते. हे फॉइल थर संपूर्ण बिल्ड एरिया व्यापण्यासाठी लगतच्या पट्ट्यांच्या मालिकेत जोडलेले असतात; डिपॉझिट केलेल्या मटेरियलचा आकार अंतिम उत्पादनापेक्षा मोठा असतो कारण सबट्रॅक्टिव्ह प्रक्रिया अंतिम नेट आकार तयार करते. उपकरणांच्या बाह्य आणि अंतर्गत आकृतिबंधांना मशीन करण्यासाठी CNC मशीनिंगचा वापर केला जातो, परिणामी उपकरणांचे पृष्ठभाग आणि चॅनेल निवडलेल्या टूल आणि CNC प्रक्रिया पॅरामीटर्सच्या समान असतात (या उदाहरणात अंदाजे १.६ μm Ra). मितीय अचूकता राखली जाईल आणि तयार भाग CNC फिनिश मिलिंग अचूकता पातळी पूर्ण करेल याची खात्री करण्यासाठी डिव्हाइस उत्पादन प्रक्रियेत सतत, सतत अल्ट्रासोनिक मटेरियल डिपॉझिशन आणि मशीनिंग सायकल वापरली जातात. या डिव्हाइससाठी वापरलेली चॅनेल रुंदी इतकी लहान आहे की फॉइल मटेरियल फ्लुइड चॅनेलमध्ये "झुडू" जात नाही, म्हणून चॅनेल चौरस क्रॉस-सेक्शन राखते. फॉइल मटेरियल आणि UAM प्रक्रिया पॅरामीटर्समधील संभाव्य अंतर प्रायोगिकरित्या मॅन्युफॅक्चरिंग पार्टनर (फॅब्रिसोनिक LLC, USA) द्वारे निश्चित केले गेले.
अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की अतिरिक्त थर्मल ट्रीटमेंटशिवाय UAM बाँडिंग इंटरफेस 46, 47 वर थोडेसे एलिमेंटल डिफ्यूजन होते, म्हणून या कामातील उपकरणांसाठी, Cu-110 लेयर Al 6061 लेयरपेक्षा वेगळा राहतो आणि अचानक बदलतो.
रिअॅक्टरच्या आउटलेटमध्ये प्री-कॅलिब्रेटेड २५० पीएसआय (१७२४ केपीए) बॅक प्रेशर रेग्युलेटर (बीपीआर) बसवा आणि रिअॅक्टरमधून ०.१ ते १ एमएल किमान-१ या दराने पाणी पंप करा. सिस्टम सतत स्थिर दाब राखू शकते याची पडताळणी करण्यासाठी फ्लोसिन बिल्ट-इन सिस्टम प्रेशर सेन्सर वापरून रिअॅक्टर प्रेशरचे निरीक्षण केले गेले. रिअॅक्टरमध्ये एम्बेड केलेल्या थर्मोकपल्स आणि फ्लोसिन चिप हीटिंग प्लेटमध्ये एम्बेड केलेल्या थर्मोकपल्समधील कोणतेही फरक ओळखून फ्लो रिअॅक्टरमधील संभाव्य तापमान ग्रेडियंट्सची चाचणी करण्यात आली. प्रोग्राम करण्यायोग्य हॉटप्लेट तापमान २५ डिग्री सेल्सिअस वाढीमध्ये १०० ते १५० डिग्री सेल्सिअस दरम्यान बदलून आणि प्रोग्राम केलेल्या आणि रेकॉर्ड केलेल्या तापमानांमधील कोणतेही फरक लक्षात घेऊन हे साध्य केले जाते. हे tc-08 डेटा लॉगर (पिकोटेक, केंब्रिज, यूके) आणि सोबत असलेल्या पिकोलॉग सॉफ्टवेअर वापरून साध्य केले गेले.
फेनिलएसिटिलीन आणि आयोडोइथेनच्या सायक्लोअ‍ॅडिशन रिअ‍ॅक्शन परिस्थिती ऑप्टिमाइझ करण्यात आल्या (योजना १- फेनिलएसिटिलीन आणि आयोडोइथेनचे सायक्लोअ‍ॅडिशन स्कीम १- फेनिलएसिटिलीन आणि आयोडोइथेनचे सायक्लोअ‍ॅडिशन). हे ऑप्टिमायझेशन संपूर्ण फॅक्टोरियल डिझाइन ऑफ एक्सपेरिमेंट्स (DOE) दृष्टिकोनाद्वारे केले गेले, ज्यामध्ये तापमान आणि निवास वेळ हे परिवर्तनीय पॅरामीटर्स म्हणून वापरले गेले, तर अल्काईन:अ‍ॅझाइड गुणोत्तर १:२ वर निश्चित केले गेले.
सोडियम अझाइड (०.२५ एम, ४:१ डीएमएफ:एच२ओ), आयोडोइथेन (०.२५ एम, डीएमएफ), आणि फेनिलअ‍ॅसिटिलीन (०.१२५ एम, डीएमएफ) यांचे वेगवेगळे द्रावण तयार करण्यात आले. प्रत्येक द्रावणाचा १.५ मिली अ‍ॅलिकोट मिसळण्यात आला आणि इच्छित प्रवाह दर आणि तापमानावर रिअॅक्टरमधून पंप करण्यात आला. मॉडेल प्रतिसाद ट्रायझोल उत्पादनाचे फेनिलअ‍ॅसिटिलीन प्रारंभिक सामग्रीचे पीक क्षेत्र गुणोत्तर म्हणून घेण्यात आला आणि उच्च कार्यक्षमता द्रव क्रोमॅटोग्राफी (एचपीएलसी) द्वारे निश्चित करण्यात आला. विश्लेषणाच्या सुसंगततेसाठी, प्रतिक्रिया मिश्रण अणुभट्टीतून बाहेर पडल्यानंतर लगेचच सर्व अभिक्रियांचे नमुने घेण्यात आले. ऑप्टिमायझेशनसाठी निवडलेल्या पॅरामीटर श्रेणी तक्ता २ मध्ये दर्शविल्या आहेत.
सर्व नमुन्यांचे विश्लेषण क्रोमास्टर एचपीएलसी सिस्टम (व्हीडब्ल्यूआर, पीए, यूएसए) वापरून करण्यात आले ज्यामध्ये क्वाटरनरी पंप, कॉलम ओव्हन, व्हेरिएबल वेव्हलेंथ यूव्ही डिटेक्टर आणि ऑटोसॅम्पलर यांचा समावेश होता. कॉलम एक इक्विव्हॅलेन्स 5 सी18 (व्हीडब्ल्यूआर, पीए, यूएसए), 4.6 × 100 मिमी आकाराचा, 5 µm कण आकाराचा होता, जो 40 °C वर राखला गेला होता. सॉल्व्हेंट आयसोक्रॅटिक 50:50 मिथेनॉल:पाणी 1.5 mL.min-1 च्या प्रवाह दराने होता. इंजेक्शन व्हॉल्यूम 5 µL होता आणि डिटेक्टर वेव्हलेंथ 254 nm होता. डीओई नमुन्यासाठी % पीक क्षेत्रफळ केवळ अवशिष्ट अल्काईन आणि ट्रायझोल उत्पादनांच्या पीक क्षेत्रांवरून मोजले गेले. सुरुवातीच्या सामग्रीच्या इंजेक्शनमुळे संबंधित पीक ओळखता येतात.
अणुभट्टी विश्लेषण आउटपुटला MODDE DOE सॉफ्टवेअर (Umetrics, Malmö, स्वीडन) शी जोडल्याने या सायक्लोअ‍ॅडिशनसाठी निकालांच्या ट्रेंडचे सखोल विश्लेषण आणि इष्टतम प्रतिक्रिया परिस्थिती निश्चित करणे शक्य झाले. बिल्ट-इन ऑप्टिमायझर चालवल्याने आणि सर्व महत्त्वाच्या मॉडेल टर्म्स निवडल्याने उत्पादनाच्या शिखर क्षेत्राला जास्तीत जास्त वाढवण्यासाठी डिझाइन केलेल्या प्रतिक्रिया परिस्थितींचा संच मिळतो तर एसिटिलीन प्रारंभिक सामग्रीसाठी शिखर क्षेत्र कमी होते.
प्रत्येक ट्रायझोल संयुग ग्रंथालयाच्या संश्लेषणापूर्वी, अभिक्रिया कक्षातून वाहणाऱ्या हायड्रोजन पेरोक्साइड (३६%) च्या द्रावणाचा वापर करून उत्प्रेरक अभिक्रिया कक्षातील पृष्ठभागावरील तांब्याचे ऑक्सिडेशन साध्य केले गेले (प्रवाह दर = ०.४ मिली किमान-१, निवास वेळ = २.५ मिनिटे).
एकदा परिस्थितींचा एक इष्टतम संच ओळखला गेला की, त्यांना एसिटिलीन आणि हॅलोअल्केन डेरिव्हेटिव्ह्जच्या श्रेणीवर लागू केले गेले जेणेकरून एका लहान लायब्ररी संश्लेषणाचे संकलन शक्य होईल, ज्यामुळे या परिस्थिती संभाव्य अभिकर्मकांच्या विस्तृत श्रेणीवर लागू करण्याची क्षमता स्थापित होईल (आकृती 1).2).
सोडियम अझाइड (०.२५ एम, ४:१ डीएमएफ:एच२ओ), हॅलोअल्केन्स (०.२५ एम, डीएमएफ) आणि अल्काइन्स (०.१२५ एम, डीएमएफ) यांचे वेगवेगळे द्रावण तयार करा. प्रत्येक द्रावणाचे ३ मिली अ‍ॅलिकॉट्स ७५ µL.min-१ आणि १५० °C तापमानावर अणुभट्टीतून मिसळले आणि पंप केले. एकूण आकारमान एका कुपीमध्ये गोळा केले गेले आणि १० मिली इथाइल अ‍ॅसीटेटने पातळ केले गेले. नमुना द्रावण ३ × १० मिली पाण्याने धुतले गेले. जलीय थर एकत्र केले गेले आणि १० मिली इथाइल अ‍ॅसीटेटने काढले गेले; नंतर सेंद्रिय थर एकत्र केले गेले, ३ x १० मिली ब्राइनने धुतले गेले, MgSO4 वर वाळवले आणि फिल्टर केले गेले, नंतर सॉल्व्हेंट व्हॅक्यूओमध्ये काढून टाकले गेले. HPLC, 1H NMR, 13C NMR आणि उच्च रिझोल्यूशन मास स्पेक्ट्रोमेट्री (HR-MS) च्या संयोजनाद्वारे विश्लेषण करण्यापूर्वी इथाइल अ‍ॅसीटेट वापरून सिलिका जेलवर कॉलम क्रोमॅटोग्राफीद्वारे नमुने शुद्ध केले गेले.
सर्व स्पेक्ट्रा आयनीकरण स्रोत म्हणून ESI असलेल्या थर्मोफिशर प्रिसिजन ऑर्बिट्रॅप रिझोल्यूशन मास स्पेक्ट्रोमीटर वापरून मिळवले गेले. सर्व नमुने एसीटोनिट्राइलचा विद्रावक म्हणून वापर करून तयार केले गेले.
अॅल्युमिनियम-समर्थित सिलिका प्लेट्सवर TLC विश्लेषण केले गेले. प्लेट्सचे दृश्यमानीकरण UV प्रकाश (254 nm) किंवा व्हॅनिलिन स्टेनिंग आणि हीटिंगद्वारे केले गेले.
सर्व नमुन्यांचे विश्लेषण VWR क्रोमास्टर (VWR इंटरनॅशनल लिमिटेड, लेइटन बझार्ड, यूके) प्रणाली वापरून करण्यात आले ज्यामध्ये ऑटोसॅम्पलर, कॉलम ओव्हन बायनरी पंप आणि सिंगल वेव्हलेंथ डिटेक्टर होते. वापरलेला कॉलम ACE इक्विव्हॅलेन्स 5 C18 (150 × 4.6 मिमी, अॅडव्हान्स्ड क्रोमॅटोग्राफी टेक्नॉलॉजीज लिमिटेड, एबरडीन, स्कॉटलंड) होता.
इंजेक्शन्स (५ µL) थेट पातळ केलेल्या क्रूड रिअॅक्शन मिश्रणापासून (१:१० पातळ करणे) बनवले गेले आणि पाण्याने विश्लेषण केले गेले: मिथेनॉल (५०:५० किंवा ७०:३०), ७०:३० सॉल्व्हेंट सिस्टम (स्टार नंबर म्हणून दर्शविलेले) वापरून १.५ मिली/मिनिट प्रवाह दराने वापरलेल्या काही नमुन्यांचा अपवाद वगळता. स्तंभ ४० °C वर ठेवण्यात आला होता. डिटेक्टर तरंगलांबी २५४ nm आहे.
नमुन्याचे % शिखर क्षेत्रफळ अवशिष्ट अल्काईनच्या शिखर क्षेत्रावरून मोजले गेले, फक्त ट्रायझोल उत्पादन, आणि सुरुवातीच्या सामग्रीच्या इंजेक्शनमुळे संबंधित शिखरांची ओळख पटवता आली.
सर्व नमुन्यांचे विश्लेषण थर्मो iCAP 6000 ICP-OES वापरून करण्यात आले. सर्व कॅलिब्रेशन मानके 2% नायट्रिक आम्ल (SPEX Certi Prep) मध्ये 1000 ppm Cu मानक द्रावण वापरून तयार करण्यात आली. सर्व मानके 5% DMF आणि 2% HNO3 द्रावणात तयार करण्यात आली आणि सर्व नमुने नमुना DMF-HNO3 द्रावणात 20 पट पातळ करण्यात आले.
UAM अंतिम असेंब्ली तयार करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या मेटल फॉइल मटेरियलसाठी बाँडिंग तंत्र म्हणून अल्ट्रासोनिक मेटल वेल्डिंगचा वापर करते. अल्ट्रासोनिक मेटल वेल्डिंग फॉइल लेयर/पूर्वी एकत्रित लेयरवर दाब देण्यासाठी कंपन करणारे मेटल टूल (ज्याला हॉर्न किंवा अल्ट्रासोनिक हॉर्न म्हणतात) वापरते जे मटेरियल कंपन करताना बाँड केले जाते. सतत ऑपरेशनसाठी, सोनोट्रोड दंडगोलाकार असतो आणि मटेरियलच्या पृष्ठभागावर फिरतो, संपूर्ण क्षेत्राला जोडतो. जेव्हा दाब आणि कंपन लागू केले जाते, तेव्हा मटेरियलच्या पृष्ठभागावरील ऑक्साइड क्रॅक होऊ शकतात. सतत दाब आणि कंपनामुळे मटेरियलच्या अ‍ॅस्पेरिटीज कोसळू शकतात 36 . स्थानिक पातळीवर प्रेरित उष्णता आणि दाबाशी जवळचा संपर्क मटेरियल इंटरफेसवर सॉलिड-स्टेट बाँडिंगकडे नेतो; ते पृष्ठभागाच्या उर्जेतील बदलांद्वारे आसंजन करण्यास देखील मदत करू शकते48. बाँडिंग यंत्रणेचे स्वरूप इतर अॅडिटीव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग तंत्रांमध्ये नमूद केलेल्या परिवर्तनशील वितळण्याच्या तापमानाशी आणि उच्च तापमानाच्या आफ्टर-इफेक्ट्सशी संबंधित अनेक समस्यांवर मात करते. हे वेगवेगळ्या मटेरियलच्या अनेक थरांचे थेट बाँडिंग (म्हणजेच, पृष्ठभागावरील बदल, फिलर किंवा अॅडेसिव्हशिवाय) एकाच एकत्रित रचनेत करण्यास अनुमती देते.
UAM साठी दुसरा अनुकूल घटक म्हणजे धातूच्या पदार्थांमध्ये प्लास्टिकचा प्रवाह उच्च प्रमाणात दिसून येतो, अगदी कमी तापमानातही, म्हणजेच धातूच्या पदार्थांच्या वितळण्याच्या बिंदूपेक्षा खूपच खाली. अल्ट्रासोनिक दोलन आणि दाब यांचे संयोजन पारंपारिकपणे मोठ्या प्रमाणात पदार्थांशी संबंधित तापमानात वाढ न होता स्थानिक धान्य सीमा स्थलांतर आणि पुनर्स्फटिकीकरणाचे उच्च स्तर प्रेरित करते. अंतिम असेंब्लीच्या बांधकामादरम्यान, या घटनेचा वापर धातूच्या फॉइलच्या थरांमध्ये, थर-दर-थर सक्रिय आणि निष्क्रिय घटक एम्बेड करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. ऑप्टिकल फायबर 49, मजबुतीकरण 46, इलेक्ट्रॉनिक्स 50 आणि थर्मोकपल्स (हे काम) सारखे घटक सक्रिय आणि निष्क्रिय संमिश्र असेंब्ली तयार करण्यासाठी UAM संरचनांमध्ये यशस्वीरित्या एम्बेड केले गेले आहेत.
या कामात, UAM च्या वेगवेगळ्या मटेरियल बाँडिंग आणि इंटरकॅलेशन शक्यतांचा वापर अंतिम उत्प्रेरक तापमान निरीक्षण सूक्ष्मअणुभट्टी तयार करण्यासाठी करण्यात आला आहे.
पॅलेडियम (Pd) आणि इतर सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या धातू उत्प्रेरकांच्या तुलनेत, Cu उत्प्रेरकाचे अनेक फायदे आहेत: (i) आर्थिकदृष्ट्या, Cu उत्प्रेरकामध्ये वापरल्या जाणाऱ्या इतर अनेक धातूंपेक्षा कमी खर्चिक आहे आणि म्हणूनच रासायनिक प्रक्रिया उद्योगासाठी हा एक आकर्षक पर्याय आहे (ii) Cu-उत्प्रेरित क्रॉस-कपलिंग अभिक्रियांची श्रेणी वाढत आहे आणि Pd-आधारित पद्धतींना काही प्रमाणात पूरक असल्याचे दिसून येते51,52,53 (iii) Cu-उत्प्रेरित अभिक्रिया इतर लिगँड्सच्या अनुपस्थितीत चांगले कार्य करतात, हे लिगँड्स बहुतेकदा संरचनात्मकदृष्ट्या सोपे आणि इच्छित असल्यास स्वस्त असतात, तर Pd रसायनशास्त्रात वापरले जाणारे बहुतेकदा जटिल, महाग आणि हवा-संवेदनशील असतात (iv) Cu, विशेषतः संश्लेषणात अल्काइन्स बांधण्याच्या क्षमतेसाठी ओळखले जाते, उदाहरणार्थ, बायमेटॅलिक-उत्प्रेरित सोनोगाशिरा कपलिंग आणि अॅझाइड्ससह सायक्लोएडिशन (क्लिक केमिस्ट्री) (v) Cu उलमन-प्रकारच्या अभिक्रियांमध्ये अनेक न्यूक्लियोफाइल्सच्या एरिलेशनला प्रोत्साहन देण्यास देखील सक्षम आहे.
या सर्व अभिक्रियांच्या विषमतेची उदाहरणे अलीकडेच Cu(0) च्या उपस्थितीत दाखवण्यात आली आहेत. हे मुख्यत्वे औषध उद्योग आणि धातू उत्प्रेरक पुनर्प्राप्ती आणि पुनर्वापरावर वाढत्या लक्ष केंद्रितामुळे आहे55,56.
१९६० च्या दशकात हुइसजेनने प्रवर्तित केलेली ५७, एसिटिलीन आणि अझाइड ते १,२,३-ट्रायझोल यांच्यातील १,३-द्विध्रुवीय सायक्लोअ‍ॅडिशन अभिक्रिया ही एक सहक्रियात्मक प्रात्यक्षिक अभिक्रिया मानली जाते. परिणामी १,२,३ ट्रायझोल मोएटीज औषध शोधाच्या क्षेत्रात फार्माकोफोर म्हणून विशेष रस घेतात कारण त्यांचे जैविक अनुप्रयोग आणि विविध उपचारात्मक एजंट्समध्ये वापर ५८.
शार्पलेस आणि इतरांनी "क्लिक केमिस्ट्री" ही संकल्पना मांडली तेव्हा ही प्रतिक्रिया पुन्हा एकदा चर्चेत आली.59. "क्लिक केमिस्ट्री" हा शब्द नवीन संयुगे आणि हेटेरोअॅटम लिंकेज (CXC) द्वारे एकत्रित लायब्ररींच्या जलद संश्लेषणासाठी अभिक्रियांच्या एका मजबूत, विश्वासार्ह आणि निवडक संचाचे वर्णन करण्यासाठी वापरला जातो.60 या अभिक्रियांचे कृत्रिम आकर्षण त्यांच्याशी संबंधित उच्च उत्पन्न, अभिक्रिया परिस्थिती सोपी, ऑक्सिजन आणि पाण्याचा प्रतिकार आणि उत्पादन वेगळे करणे सोपे आहे61.
शास्त्रीय ह्युसजेन १,३-द्विध्रुवीय सायक्लोअ‍ॅडिशन "क्लिक केमिस्ट्री" च्या श्रेणीशी संबंधित नाही. तथापि, मेडल आणि शार्पलेस यांनी हे दाखवून दिले की ही अझाइड-अल्काइन जोडणी घटना उत्प्रेरक नसलेल्या १,३-द्विध्रुवीय सायक्लोअ‍ॅडिशन ६२,६३ च्या तुलनेत Cu(I) च्या उपस्थितीत १०७ ते १०८ पर्यंत पोहोचते. या सुधारित प्रतिक्रिया यंत्रणेला संरक्षण गट किंवा कठोर प्रतिक्रिया परिस्थितीची आवश्यकता नाही आणि वेळेच्या प्रमाणात १,४-विघटित १,२,३-ट्रायझोल (१,२,३-ट्रायझोलविरोधी) मध्ये जवळजवळ पूर्ण रूपांतरण आणि निवडकता मिळते (आकृती ३).
पारंपारिक आणि तांबे-उत्प्रेरित हुइसजेन सायक्लोअ‍ॅडिशनचे आयसोमेट्रिक निकाल. Cu(I)-उत्प्रेरित हुइसजेन सायक्लोअ‍ॅडिशन केवळ 1,4-विघटनित 1,2,3-ट्रायझोल देतात, तर थर्मली प्रेरित हुइसजेन सायक्लोअ‍ॅडिशन सामान्यतः 1,4- आणि 1,5-ट्रायझोल 1:1 अ‍ॅझोलच्या स्टिरिओइसोमरचे मिश्रण देतात.
बहुतेक प्रोटोकॉलमध्ये स्थिर Cu(II) स्रोत कमी करणे समाविष्ट असते, जसे की CuSO4 कमी करणे किंवा Cu(II)/Cu(0) प्रजाती सोडियम क्षारांसह सह-संयोजन करणे. इतर धातू-उत्प्रेरित अभिक्रियांच्या तुलनेत, Cu(I) चा वापर स्वस्त आणि हाताळण्यास सोपा असल्याने त्याचे प्रमुख फायदे आहेत.
वॉरेल आणि इतर 65 यांनी केलेल्या गतिज आणि समस्थानिक लेबलिंग अभ्यासातून असे दिसून आले की, टर्मिनल अल्काइन्सच्या बाबतीत, तांब्याचे दोन समतुल्य घटक अॅझाइडच्या दिशेने प्रत्येक रेणूची प्रतिक्रियाशीलता सक्रिय करण्यात गुंतलेले असतात. प्रस्तावित यंत्रणा सहा-सदस्यीय तांब्याच्या धातूच्या रिंगद्वारे पुढे जाते जी अॅझाइड आणि σ-बॉन्डेड कॉपर एसिटाइलाइड आणि π-बॉन्डेड कॉपरला स्थिर दाता लिगँड म्हणून समन्वयित करून तयार केली जाते. ट्रायझोलिल कॉपर डेरिव्हेटिव्ह्ज रिंग संकोचन द्वारे तयार होतात, त्यानंतर ट्रायझोल उत्पादने प्रदान करण्यासाठी आणि उत्प्रेरक चक्र बंद करण्यासाठी प्रोटॉन विघटन होते.
प्रवाह रसायनशास्त्र उपकरणांचे फायदे चांगल्या प्रकारे दस्तऐवजीकरण केलेले असले तरी, इन-लाइन, इन-सीटू, प्रक्रिया देखरेखीसाठी या प्रणालींमध्ये विश्लेषणात्मक साधने एकत्रित करण्याची इच्छा निर्माण झाली आहे66,67. UAM ही उत्प्रेरकदृष्ट्या सक्रिय, थर्मली कंडक्टिव्ह मटेरियलपासून बनवलेल्या अत्यंत जटिल 3D फ्लो रिअॅक्टर्सची रचना आणि उत्पादन करण्यासाठी एक योग्य पद्धत असल्याचे सिद्ध झाले आहे ज्यामध्ये थेट एम्बेडेड सेन्सिंग घटक आहेत (आकृती 4).
जटिल अंतर्गत चॅनेल रचना, एम्बेडेड थर्मोकपल्स आणि उत्प्रेरक अभिक्रिया कक्ष असलेल्या अल्ट्रासोनिक अॅडिटीव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग (UAM) द्वारे तयार केलेले अॅल्युमिनियम-तांबे प्रवाह अणुभट्टी. अंतर्गत द्रव मार्गांची कल्पना करण्यासाठी, स्टिरिओलिथोग्राफी वापरून तयार केलेला पारदर्शक नमुना देखील दर्शविला आहे.
भविष्यातील सेंद्रिय अभिक्रियांसाठी अणुभट्ट्या तयार केल्या आहेत याची खात्री करण्यासाठी, सॉल्व्हेंट्स उकळत्या बिंदूच्या वर सुरक्षितपणे गरम करणे आवश्यक आहे; त्यांची दाब आणि तापमान चाचणी केली जाते. दाब चाचणीने असे दर्शविले की वाढलेल्या प्रणाली दाब (1.7 MPa) सह देखील प्रणाली स्थिर आणि स्थिर दाब राखते. द्रव म्हणून H2O वापरून खोलीच्या तपमानावर हायड्रोस्टॅटिक चाचणी करण्यात आली.
एम्बेडेड (आकृती १) थर्मोकपलला तापमान डेटा लॉगरशी जोडल्याने असे दिसून आले की थर्मोकपल फ्लोसिन सिस्टीमवरील प्रोग्राम केलेल्या तापमानापेक्षा ६ °C (± १ °C) थंड होते. सामान्यतः, तापमानात १० °C वाढ झाल्याने प्रतिक्रिया दर दुप्पट होतो, म्हणून फक्त काही अंशांच्या तापमानातील फरकामुळे प्रतिक्रिया दरात लक्षणीय बदल होऊ शकतो. उत्पादन प्रक्रियेत वापरल्या जाणाऱ्या सामग्रीच्या उच्च थर्मल डिफ्यूसिव्हिटीमुळे संपूर्ण रिअॅक्टर बॉडीमध्ये तापमान कमी झाल्यामुळे हा फरक आहे. हे थर्मल ड्रिफ्ट सुसंगत आहे आणि म्हणूनच प्रतिक्रियेदरम्यान अचूक तापमान गाठले जाईल आणि मोजले जाईल याची खात्री करण्यासाठी उपकरण सेटअपमध्ये त्याचा हिशेब ठेवता येतो. म्हणून, हे ऑनलाइन मॉनिटरिंग टूल प्रतिक्रिया तापमानाचे कडक नियंत्रण सुलभ करते आणि अधिक अचूक प्रक्रिया ऑप्टिमायझेशन आणि इष्टतम परिस्थितींचा विकास सुलभ करते. हे सेन्सर्स मोठ्या प्रमाणावरील प्रणालींमध्ये प्रतिक्रिया एक्झोथर्म ओळखण्यासाठी आणि धावत्या प्रतिक्रिया टाळण्यासाठी देखील वापरले जाऊ शकतात.
या कामात सादर केलेला अणुभट्टी रासायनिक अणुभट्ट्यांच्या निर्मितीसाठी UAM तंत्रज्ञानाच्या वापराचे पहिले उदाहरण आहे आणि सध्या या उपकरणांच्या AM/3D प्रिंटिंगशी संबंधित अनेक प्रमुख मर्यादा दूर करतो, जसे की: (i) तांबे किंवा अॅल्युमिनियम मिश्र धातु प्रक्रियेशी संबंधित नोंदवलेल्या समस्यांवर मात करणे (ii) निवडक लेसर मेल्टिंग (SLM) सारख्या पावडर बेड फ्यूजन (PBF) तंत्रांच्या तुलनेत सुधारित अंतर्गत चॅनेल रिझोल्यूशन25,69 खराब सामग्री प्रवाह आणि खडबडीत पृष्ठभाग पोत26 (iii) कमी प्रक्रिया तापमान, जे सेन्सर्सचे थेट बंधन सुलभ करते, जे पावडर बेड तंत्रज्ञानात शक्य नाही, (v) विविध सामान्य सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्ससाठी पॉलिमर-आधारित घटक घटकांच्या खराब यांत्रिक गुणधर्मांवर आणि संवेदनशीलतेवर मात करते17,19.
सतत प्रवाह परिस्थितीत तांबे-उत्प्रेरित अल्काईन अझाइड सायक्लोअ‍ॅडिशन अभिक्रियांच्या मालिकेद्वारे अणुभट्टीची कार्यक्षमता प्रदर्शित करण्यात आली (आकृती 2). आकृती 4 मध्ये तपशीलवार वर्णन केलेले अल्ट्रासोनिक-प्रिंट केलेले तांबे अणुभट्टी व्यावसायिक प्रवाह प्रणालीसह एकत्रित केले गेले होते आणि सोडियम क्लोराईडच्या उपस्थितीत एसिटिलीन आणि अल्काइल गट हॅलाइड्सच्या तापमान-नियंत्रित अभिक्रियाद्वारे विविध 1,4-विघटनित 1,2,3-ट्रायझोलच्या लायब्ररी अझाइड्सचे संश्लेषण करण्यासाठी वापरले गेले होते (आकृती 3). सतत प्रवाह दृष्टिकोनाचा वापर बॅच प्रक्रियेत उद्भवू शकणाऱ्या सुरक्षिततेच्या चिंता कमी करतो, कारण ही अभिक्रिया अत्यंत प्रतिक्रियाशील आणि धोकादायक अझाइड इंटरमीडिएट्स तयार करते [317], [318]. सुरुवातीला, फेनिलअ‍ॅसिटिलीन आणि आयोडोएथेनच्या सायक्लोअ‍ॅडिशनसाठी प्रतिक्रिया ऑप्टिमाइझ केली गेली होती (योजना 1 - फेनिलअ‍ॅसिटिलीन आणि आयोडोएथेनचे सायक्लोअ‍ॅडिशन) (आकृती 5 पहा).
(वर डावीकडे) 3DP रिअॅक्टरला प्रवाह प्रणालीमध्ये (वर उजवीकडे) समाविष्ट करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या सेटअपची योजना, फिनाइल अॅसिटिलीन आणि आयोडोएथेनमधील ऑप्टिमायझेशनसाठी आणि ऑप्टिमायझेशन पॅरामीटर्स रिअॅक्शन कन्व्हर्जन रेट दर्शविण्याकरिता हुइसजेन सायक्लोअॅडिशन 57 स्कीमच्या ऑप्टिमायझेशन (तळाशी) स्कीममध्ये मिळवलेली.
अणुभट्टीच्या उत्प्रेरक भागातील अभिकर्मकांच्या निवास वेळेचे नियंत्रण करून आणि थेट एकात्मिक थर्मोकपल प्रोबसह प्रतिक्रिया तापमानाचे बारकाईने निरीक्षण करून, प्रतिक्रिया परिस्थिती कमीत कमी वेळ आणि सामग्रीच्या वापरासह जलद आणि अचूकपणे ऑप्टिमाइझ केली जाऊ शकते. 15 मिनिटांचा निवास वेळ आणि 150 °C च्या प्रतिक्रिया तापमानाचा वापर केल्यावर सर्वाधिक रूपांतरणे प्राप्त झाली हे त्वरीत निश्चित करण्यात आले. MODDE सॉफ्टवेअरच्या गुणांक प्लॉटवरून, हे दिसून येते की निवास वेळ आणि प्रतिक्रिया तापमान दोन्ही महत्त्वाचे मॉडेल टर्म मानले जातात. या निवडलेल्या टर्म्सचा वापर करून बिल्ट-इन ऑप्टिमायझर चालवल्याने उत्पादन शिखर क्षेत्रे जास्तीत जास्त करण्यासाठी डिझाइन केलेल्या प्रतिक्रिया परिस्थितींचा संच तयार होतो आणि सुरुवातीच्या मटेरियल शिखर क्षेत्रे कमी होतात. या ऑप्टिमायझेशनमुळे ट्रायझोल उत्पादनाचे 53% रूपांतरण झाले, जे 54% च्या मॉडेल अंदाजाशी जवळून जुळले.
या अभिक्रियांमध्ये शून्य-व्हॅलेंट तांब्याच्या पृष्ठभागावर कॉपर(I) ऑक्साईड (Cu2O) एक प्रभावी उत्प्रेरक प्रजाती म्हणून काम करू शकते हे दर्शविणाऱ्या साहित्याच्या आधारे, प्रवाहात प्रतिक्रिया करण्यापूर्वी अणुभट्टीच्या पृष्ठभागावर पूर्व-ऑक्सिडायझेशन करण्याची क्षमता तपासण्यात आली70,71. त्यानंतर फेनिलअॅसिटिलीन आणि आयोडोइथेनमधील अभिक्रिया पुन्हा इष्टतम परिस्थितीत करण्यात आली आणि उत्पादनांची तुलना करण्यात आली. असे आढळून आले की या तयारीमुळे सुरुवातीच्या पदार्थाच्या रूपांतरणात लक्षणीय वाढ झाली, जी >99% इतकी मोजली गेली. तथापि, HPLC द्वारे निरीक्षण केल्यावर असे दिसून आले की या रूपांतरणामुळे सुमारे 90 मिनिटांपर्यंत जास्त काळ टिकणारा प्रतिक्रिया वेळ लक्षणीयरीत्या कमी झाला, ज्यामुळे क्रियाकलाप समतल झाला आणि "स्थिर स्थिती" पर्यंत पोहोचला. हे निरीक्षण सूचित करते की उत्प्रेरक क्रियाकलापाचा स्रोत शून्य-व्हॅलेंट तांब्याच्या सब्सट्रेटऐवजी पृष्ठभागावरील कॉपर ऑक्साईडमधून मिळवला जातो. Cu धातू खोलीच्या तपमानावर सहजपणे ऑक्सिडायझेशन केले जाते जेणेकरून CuO आणि Cu2O तयार होतात जे स्वयं-संरक्षणात्मक थर नाहीत. यामुळे सह-रचना71 साठी सहाय्यक तांबे(II) स्रोत जोडण्याची आवश्यकता नाहीशी होते.