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O se carousel o loʻo faʻaalia ai ni faaseʻe se tolu i le taimi e tasi. Faaaoga faamau Muamua ma le Sosoo ai e feoaʻi ai i faaseʻe se tolu i le taimi e tasi, pe faaaoga faamau faaseʻe i le faaiuga e feoaʻi ai i faaseʻe se tolu i le taimi e tasi.
O le gaosiga fa'aopoopo o lo'o suia ai le auala e mamanuina ai ma gaosia ai e le au su'esu'e ma le au fai pisinisi ni masini vaila'au e fa'afetaui ai o latou mana'oga fa'apitoa. I totonu o lenei pepa, matou te lipotia atu ai le fa'ata'ita'iga muamua o se reactor tafe na fausia e ala i le ultrasonic additive manufacturing (UAM) lamination o se laupepa u'amea malosi fa'atasi ai ma vaega catalytic tu'ufa'atasia sa'o ma elemene lagona. O le tekinolosi UAM e le gata ina fa'ato'ilaloina le tele o tapula'a o lo'o feso'ota'i nei ma le gaosiga fa'aopoopo o reactors vaila'au, ae fa'alauteleina ai fo'i le gafatia o ia masini. O le tele o mea taua fa'ale-biologically 1,4-disubstituted 1,2,3-triazole compounds ua manuia le fa'apipi'iina ma fa'aleleia atili e ala i se Cu-mediated 1,3-dipolar Huisgen cycloaddition reaction e fa'aaoga ai le fale kemisi UAM. I le fa'aaogaina o meatotino tulaga ese o le UAM ma le fa'agasologa faifai pea o le tafe, e mafai e le masini ona fa'agaoioia tali fa'aauau fa'apea fo'i ma le tu'uina atu o fa'amatalaga i le taimi moni e mata'ituina ma fa'aleleia ai tali.
Ona o ona tulaga lelei tele nai lo lona tele, o le kemisi tafe o se matata taua ma tuputupu aʻe i tulaga faʻaleaʻoaʻoga ma pisinisi ona o lona gafatia e faʻateleina ai le filifilia ma le lelei o le gaosiga o vailaʻau. E amata mai lea i le fausiaina o molelaʻau faigofie1 i vailaʻau faʻafomaʻi2,3 ma oloa faʻanatura4,5,6. E silia ma le 50% o tali i pisinisi vailaʻau lelei ma vailaʻau e mafai ona manuia mai le tafe faifai pea7.
I tausaga talu ai nei, ua i ai se aga masani o vaega o loʻo sailia e sui mea masani o le tioata poʻo le kemisi tafe i ni "reactors" vailaʻau e mafai ona fetuʻunaʻi8. O le mamanu faifai pea, le gaosiga vave, ma le gafatia e tolu-vaega (3D) o nei metotia e aoga mo i latou e mananaʻo e faʻapitoa a latou masini mo se seti faapitoa o tali, masini, poʻo tulaga. I le taimi nei, o lenei galuega ua taulaʻi toetoe lava i le faʻaaogaina o metotia lolomi 3D e faʻavae i luga o le polymer e pei o le stereolithography (SL)9,10,11, Fused Deposition Modeling (FDM)8,12,13,14 ma le lolomi inkjet7,15. , 16. O le leai o se faʻatuatuaina ma le gafatia o ia masini e faʻatino ai le tele o tali/auiliiliga vailaʻau17, 18, 19, 20 o se mea taua tele e faʻatapulaʻaina ai le faʻaaogaina lautele o le AM ​​i lenei matata17, 18, 19, 20.
Ona o le faʻateleina o le faʻaaogaina o le kemisi o le tafe ma meatotino lelei e fesoʻotaʻi ma le AM, e manaʻomia ona suʻesuʻeina ni metotia sili atu e mafai ai e tagata faʻaoga ona fausia ni ipu tafe e faʻaleleia atili ai le kemisi ma le tomai faʻapitoa. O nei metotia e tatau ona mafai ai e tagata faʻaoga ona filifili mai le tele o mea malolosi poʻo mea aoga e mafai ona faʻagaoioia i lalo o le tele o tulaga o le tali atu, faʻapea foʻi ma le faʻafaigofieina o ituaiga eseese o faʻamatalaga faʻapitoa mai le masini e mafai ai ona mataʻituina ma pulea le tali atu.
O se tasi o faiga gaosiga fa'aopoopo e mafai ona fa'aaogaina e atiina ae ai ni reactors vaila'au fa'apitoa o le Ultrasonic Additive Manufacturing (UAM). O lenei metotia o le lamination o pepa malo e fa'aogaina ai le vibrations ultrasonic i pepa u'amea manifinifi e fa'apipi'i fa'atasi ai vaega ta'itasi ma le fa'avevela la'ititi ma le maualuga o le tafe palasitika 21, 22, 23. E le pei o le tele o isi tekinolosi AM, e mafai ona tu'ufa'atasia sa'o le UAM ma le gaosiga subtractive, e ta'ua o se faiga gaosiga hybrid, lea e fuafua ai e le in-situ numerical control (CNC) milling po'o le laser processing le foliga mama o le vaega o mea fa'apipi'i 24, 25. O lona uiga e le fa'atapula'aina le tagata fa'aoga i fa'afitauli e feso'ota'i ma le aveeseina o mea faufale muamua o totoe mai alavai laiti, lea e masani ona tupu i faiga pauta ma vai AM26,27,28. O lenei sa'olotoga o mamanu e fa'alautele atu fo'i i le filifiliga o mea o lo'o avanoa - E mafai e le UAM ona fa'apipi'i tu'ufa'atasiga o mea e tutusa ma mea e le tutusa le vevela i se la'asaga e tasi o le faiga. O le filifiliga o tu'ufa'atasiga o mea e sili atu nai lo le faiga o le fa'afefeteina o lona uiga e mafai ona sili atu ona fa'ataunu'uina mana'oga fa'ainisinia ma vaila'au o fa'aoga fa'apitoa. I le fa’aopoopoga i le pipii mautu, o le isi mea e tupu i le pipii ultrasonic o le maualuga o le sologa lelei o mea palasitika i le vevela maualalo29,30,31,32,33. O lenei uiga tulaga ese o le UAM e mafai ai ona tu’u elemene fa’amekanika/vevela i le va o vaega u’amea e aunoa ma le fa’aleagaina. O masini fa’apipi’i UAM e mafai ona fa’afaigofieina le tu’uina atu o fa’amatalaga i le taimi moni mai le masini i le tagata fa’aoga e ala i au’ili’iliga tu’ufa’atasi.
O galuega muamua a tusitala32 na faʻaalia ai le gafatia o le faiga o le UAM e fatuina ai ni fausaga uʻamea 3D microfluidic ma ni gafatia e iloa ai mea ua faʻapipiʻiina. O lenei masini e mo naʻo le mataʻituina. O lenei tusiga o loʻo tuʻuina atu ai le faʻataʻitaʻiga muamua o se microfluidic chemical reactor na gaosia e le UAM, o se masini galue e le gata ina pulea ae faʻaosofia ai foʻi le faʻapipiʻiina o vailaʻau faʻatasi ai ma mea faʻasolosolo ua tuʻufaʻatasia. O le masini e tuʻufaʻatasia ai le tele o faʻamanuiaga e fesoʻotaʻi ma le tekinolosi UAM i le gaosiga o masini vailaʻau 3D, e pei o: le gafatia e liua ai se mamanu 3D atoa saʻo mai se faʻataʻitaʻiga mamanu fesoasoani-komepiuta (CAD) i se oloa; gaosiga o meafaitino e tele mo se tuʻufaʻatasiga o le maualuga o le conductivity vevela ma mea faʻasolosolo, faʻapea foʻi ma sensors vevela ua faʻapipiʻiina saʻo i le va o vaitafe o le reactant mo le pulea saʻo ma le puleaina o le vevela o le tali. Ina ia faʻaalia le aoga o le reactor, o se faletusi o vailaʻau taua 1,4-disubstituted 1,2,3-triazole compounds na faʻapipiʻiina e ala i le copper-catalyzed 1,3-dipolar Huisgen cycloaddition. O lenei galuega e faʻamamafa mai ai le faʻaogaina o le saienisi o meafaitino ma le mamanu e fesoasoani i ai komepiuta e mafai ai ona tatala ni avanoa ma ni avanoa fou mo le kemisi e ala i suʻesuʻega faʻavaomalo.
O vaila'au fa'amama ma vaila'au fa'amama uma na fa'atauina mai Sigma-Aldrich, Alfa Aesar, TCI, po'o Fischer Scientific ma fa'aaoga e aunoa ma le fa'amamāina muamua. O le 1H ma le 13C NMR spectra na fa'amaumauina i le 400 ma le 100 MHz, i le faasologa lava lea, na maua i luga o le JEOL ECS-400 400 MHz spectrometer po'o le Bruker Avance II 400 MHz spectrometer fa'atasi ai ma le CDCl3 po'o le (CD3)2SO o le vaila'au fa'amama. O tali uma na faia e fa'aaoga ai le Uniqsis FlowSyn flow chemistry platform.
Sa fa'aaogaina le UAM e fausia ai masini uma i lenei su'esu'ega. Na faia le tekinolosi i le 1999 ma o ona fa'amatalaga fa'apitoa, fa'asologa o galuega ma atina'e talu mai lona faia e mafai ona su'esu'eina e fa'aaoga ai mea ua lolomiina nei34,35,36,37. O le masini (Ata 1) na fa'atinoina e fa'aaoga ai se faiga mamafa 9 kW SonicLayer 4000® UAM (Fabrisonic, Ohio, ISA). O meafaitino na filifilia mo le masini tafe o le Cu-110 ma le Al 6061. O le Cu-110 e maualuga le aofaʻi o le kopa (e itiiti ifo i le 99.9% kopa), ma avea ai ma sui tauva lelei mo tali faʻasolosolo o le kopa ma o lea e faʻaaogaina ai o se "vaega galue i totonu o le microreactor. O le Al 6061 O e faʻaaogaina o le mea "tele". , faʻapea foʻi ma le vaega faʻafefiloi e faʻaaogaina mo le auʻiliʻiliga; faʻafefiloi o vaega faʻaopoopo o le uʻamea ma le tulaga faʻamafanafana faʻatasi ai ma le vaega Cu-110. ua maua e mautu faʻakemikolo ma reagents na faʻaaogaina i lenei galuega. O le Al 6061 O faʻatasi ai ma le Cu-110 ua manatu foi o se tuʻufaʻatasiga o meafaitino fetaui mo le UAM ma o lea o se mea talafeagai mo lenei suʻesuʻega 38,42. O nei masini o loʻo lisiina i le Laulau 1 i lalo.
Laasaga o le fausiaina o le reactor (1) 6061 alumini u'amea (2) Fausiaina o le alavai pito i lalo mai le pepa apamemea (3) Fa'aofiina o thermocouples i le va o vaega (4) Alavai pito i luga (5) Ulufale ma le alu ese (6) Monolithic reactor.
O le filosofia o le mamanuina o le alavai o le faʻaaogaina lea o se auala faigata e faʻateleina ai le mamao e malaga ai le vai i totonu o le chip aʻo faʻatumauina pea le tele o le chip e mafai ona pulea. O lenei faʻateleina o le mamao e manaʻomia e faʻateleina ai le taimi e faʻafesoʻotaʻi ai le catalyst ma le reactor ma maua ai ni fua lelei o oloa. E faʻaaogaina e chips ni piʻo e 90° i pito o se auala saʻo e faʻaosofia ai le fefiloi faʻafuaseʻi i totonu o le masini44 ma faʻateleina ai le taimi e faʻafesoʻotaʻi ai le vai ma le fogāeleele (catalyst). Ina ia faʻaleleia atili le fefiloi e mafai ona ausia, o le mamanu o le reactor e aofia ai ni auala e lua e faʻaaogaina ai le reactor ua tuʻufaʻatasia i se Y-connection aʻo leʻi ulufale atu i le vaega o le mixing coil. O le faitotoʻa lona tolu, lea e sopoʻia le tafe i le ogatotonu o lona nofoaga, ua aofia i le fuafuaga mo tali faʻasolosolo i le lumanaʻi.
O alavai uma e iai se fa'atafafā (leai ni tulimanu fa'ata'amilomilo), o le taunuuga lea o le CNC milling fa'asolosolo e fa'aaogaina e fatu ai le geometry o le alavai. O fua o alavai e filifilia e maua ai se maualuga (mo se microreactor) volumetric yield, ae la'ititi lava e fa'afaigofie ai le fegalegaleai ma le fogāeleele (catalysts) mo le tele o vai o lo'o iai. O le tele talafeagai e fa'avae i luga o le poto masani ua tuana'i o tusitala i masini tali u'amea-vai. O fua i totonu o le alavai mulimuli e 750 µm x 750 µm ma o le aofa'i atoa o le voluma o le reactor e 1 ml. O se feso'ota'iga ua fausia i totonu (1/4″-28 UNF thread) o lo'o aofia i le mamanu e fa'afaigofie ai le feso'ota'iga o le masini ma masini kemisi tafe fa'apisinisi. O le tele o alavai e fa'atapula'aina e le mafiafia o le mea pepa alumini, ona meatotino fa'ainisinia, ma fa'asologa o le fusifusia e fa'aaogaina i ultrasonics. I se lautele patino mo mea ua tu'uina atu, o le a "pa'u" le mea i totonu o le alavai ua faia. E leai se faʻataʻitaʻiga patino mo lenei fuafuaga i le taimi nei, o lea la, o le lautele maualuga o le alavai mo se meafaitino ma se mamanu ua tuʻuina atu e fuafuaina e ala i faʻataʻitaʻiga, i lea tulaga, o le lautele o le 750 µm o le a le mafua ai ona goto ifo.
O le foliga (sikuea) o le alavai e fuafua e faʻaaoga ai se mea tipi sikuea. E mafai ona suia le foliga ma le tele o alavai i masini CNC e faʻaaoga ai meafaigaluega tipi eseese e maua ai fua faatatau eseese o le tafe ma uiga. O se faʻataʻitaʻiga o le fatuina o se alavai piʻo i se meafaigaluega 125 µm e mafai ona maua i le Monaghan45. A faʻapipiʻi faʻatasi le vaega o le pepa alumini, o le faʻapipiʻiina o le mea pepa alumini i alavai o le a i ai se foliga mafolafola (sikuea). I lenei galuega, o se foliga sikuea na faʻaaogaina e faʻasaoina ai le tutusa o le alavai.
I le taimi o se taofi fa'atulagaina i le gaosiga, o masini e iloa ai le vevela o le thermocouple (ituaiga K) e fausia sa'o i totonu o le masini i le va o vaega o alavai pito i luga ma lalo (Ata 1 – vaega 3). E mafai e nei thermocouple ona pulea suiga o le vevela mai le -200 i le 1350 °C.
O le faiga o le teuina o u'amea e fa'atinoina e le UAM horn e fa'aaoga ai le pepa u'amea e 25.4 mm le lautele ma le 150 microns le mafiafia. O nei vaega o le pepa u'amea e feso'ota'i i se fa'asologa o fasipepa e feso'ota'i e ufiufi ai le vaega atoa o le fausiaina; o le tele o le mea ua teuina e sili atu nai lo le oloa mulimuli ona o le faiga o le to'esea e faia ai le foliga mama mulimuli. E fa'aaogaina le masini CNC e masini ai foliga i fafo ma totonu o masini, ma i'u ai i se fa'auma o le pito i luga o masini ma ala e fetaui ma le meafaigaluega ua filifilia ma fa'asologa o le faiga CNC (i lenei fa'ata'ita'iga, e tusa ma le 1.6 µm Ra). O le fa'aauau pea, fa'aauau pea o le fa'asusuina o mea ultrasonic ma ta'amilosaga o le masini e fa'aaogaina i le faiga atoa o le gaosiga o le masini e fa'amautinoa ai o lo'o fa'atumauina le sa'o o le fua ma o le vaega ua mae'a e ausia ai tulaga sa'o o le CNC fine milling. O le lautele o le ala e fa'aaogaina mo lenei masini e lava le la'ititi e fa'amautinoa ai e le "pa'u" le mea pepa u'amea i le ala vai, o lea e iai ai se vaega fa'atafafa o le ala. O avanoa e ono iai i le mea pepa u'amea ma fa'asologa o le faiga UAM na fuafuaina fa'ata'ita'iga e le pa'aga gaosi (Fabrisonic LLC, ISA).
Ua faʻaalia e suʻesuʻega e faʻapea i le va o le 46, 47 o le UAM compound e itiiti lava le sosolo o elemene e aunoa ma se togafitiga faʻaopoopo i le vevela, o lea mo masini i lenei galuega e tumau pea le eseʻesega o le vaega Cu-110 mai le vaega Al 6061 ma e matua suia lava.
Fa'apipi'i se fa'atonutonu o le mamafa o le vevela ua uma ona fa'atulagaina (BPR) i le 250 psi (1724 kPa) i lalo ifo o le reactor ma pamu le vai i totonu o le reactor i le fua faatatau o le 0.1 i le 1 ml min-1. Sa mata'ituina le mamafa o le reactor e fa'aaoga ai le FlowSyn pressure transducer ua fausia i totonu o le system e fa'amautinoa ai e mafai e le system ona fa'atumauina se mamafa mautu tumau. O suiga o le vevela e ono tula'i mai i totonu o le flow reactor sa fa'ata'ita'iina e ala i le sailia o so'o se eseesega i le va o thermocouples ua fausia i totonu o le reactor ma thermocouples ua fausia i totonu o le heating plate o le FlowSyn chip. E ausia lenei mea e ala i le suia o le vevela o le hotplate ua fa'atulagaina i le va o le 100 ma le 150 °C i le 25 °C fa'aopoopoga ma le mata'ituina o so'o se eseesega i le va o le vevela ua fa'atulagaina ma le vevela ua fa'amaumauina. Na ausia lenei mea e fa'aaoga ai le tc-08 data logger (PicoTech, Cambridge, UK) ma le polokalama PicoLog o lo'o iai.
Ua fa'aleleia atili tulaga mo le tali atu o le cycloaddition o le phenylacetylene ma le iodoethane (Scheme 1-Cycloaddition of phenylacetylene and iodoethane, Scheme 1-Cycloaddition of phenylacetylene and iodoethane). O lenei fa'aleleia atili na faia e fa'aaoga ai se auala atoa o le factorial design of experiments (DOE), e fa'aaoga ai le vevela ma le taimi e nofo ai o ni fesuia'iga a'o fa'amautu le alkyne:azide ratio i le 1:2.
Sa saunia ni vaifofo eseese o le sodium azide (0.25 M, 4:1 DMF:H2O), iodoethane (0.25 M, DMF), ma le phenylacetylene (0.125 M, DMF). O le 1.5 ml aliquot o vaifofo taʻitasi sa palu faʻatasi ma pamuina i totonu o le reactor i le fua faʻatatau o le tafe ma le vevela e manaʻomia. O le tali atu o le faʻataʻitaʻiga na ave o le fua faʻatatau o le tumutumuga o le oloa triazole i le mea amata o le phenylacetylene ma sa fuafuaina e faʻaaoga ai le chromatography vai maualuga (HPLC). Mo le tutusa o le auʻiliʻiliga, o tali uma na faia i le taimi lava na tuʻua ai e le paluga tali le reactor. O vaega o parakalafa na filifilia mo le faʻaleleia atili o loʻo faʻaalia i le Laulau 2.
Sa su'esu'eina fa'ata'ita'iga uma e fa'aaoga ai le Chromaster HPLC system (VWR, PA, USA) e aofia ai se pamu quaternary, ogaumu koluma, masini su'esu'e UV e fesuia'i le umi ma le autosampler. O le koluma o se Equivalence 5 C18 (VWR, PA, USA), 4.6 x 100 mm, 5 µm le tele o le fasi, tausia i le 40°C. O le solvent o le isocratic methanol:water 50:50 i le fua fa'atatau o le 1.5 ml·min-1. O le voluma o le tui e 5 μl ma o le umi o le masini su'esu'e e 254 nm. O le % peak area mo le fa'ata'ita'iga DOE sa fuafuaina mai vaega tumutumu o le alkyne ma triazole o totoe. O le fa'aofiina o le mea amata e mafai ai ona iloa tumutumu talafeagai.
O le tu'ufa'atasia o taunu'uga o le au'ili'iliga o le reactor ma le polokalama MODDE DOE (Umetrics, Malmö, Suetena) na mafai ai ona faia se au'ili'iliga mae'ae'a o taunu'uga ma le fuafuaina o tulaga sili ona lelei o le tali atu mo lenei cycloaddition. O le fa'agaoioia o le optimizer ua fausia i totonu ma le filifilia o fa'aupuga taua uma o le fa'ata'ita'iga e fausia ai se seti o tulaga o le tali atu ua mamanuina e fa'ateleina ai le vaega pito i luga o le oloa a'o fa'aitiitia ai le vaega pito i luga mo le acetylene feedstock.
Na ausia le fa'a'okesaita o le fogā'ele'ele kopa i totonu o le potu fa'agasologa fa'aolaola e ala i le fa'aaogaina o se vaila'au hydrogen peroxide (36%) o lo'o tafe i totonu o le potu fa'agasologa (tafega = 0.4 ml min-1, taimi e nofo ai = 2.5 min) a'o le'i faia le fa'asologa o vaila'au ta'itasi a le triazole. faletusi.
Ina ua maeʻa ona fuafuaina le seti sili ona lelei o tulaga, ona faʻaaogaina lea i le tele o acetylene ma haloalkane derivatives e faʻataga ai le tuʻufaʻatasia o se faletusi laʻititi o le synthesis, ma faʻatuina ai le avanoa e faʻaaoga ai nei tulaga i se lautele o reagents e mafai ona faʻaaogaina (Ata 1). 2).
Saunia ni vaifofo eseese o le sodium azide (0.25 M, 4:1 DMF:H2O), haloalkanes (0.25 M, DMF), ma alkynes (0.125 M, DMF). O vaega e 3 ml o vaifofo ta'itasi na palu fa'atasi ma pamu i totonu o le reactor i le fua faatatau o le 75 µl/min ma le vevela o le 150°C. O le voluma atoa na aoina i totonu o se fagu ma fa'afefiloi i le 10 ml o le ethyl acetate. O le vaifofo fa'ata'ita'i na fufuluina i le 3 x 10 ml o le vai. O vaega vai na tu'ufa'atasia ma aveese i le 10 ml ethyl acetate, ona tu'ufa'atasia lea o vaega fa'aola, fufuluina i le 3 × 10 ml brine, fa'amago i luga o le MgSO 4 ma fa'amama, ona aveese lea o le solvent i le vacuum. O fa'ata'ita'iga na fa'amamāina e ala i le silica gel column chromatography e fa'aaoga ai le ethyl acetate a'o le'i faia le su'esu'ega e ala i le tu'ufa'atasia o le HPLC, 1H NMR, 13C NMR ma le high resolution mass spectrometry (HR-MS).
Na maua uma spectra e faʻaaoga ai le Thermofischer Precision Orbitrap mass spectrometer ma le ESI o le puna o le ionization. Na saunia uma faʻataʻitaʻiga e faʻaaoga ai le acetonitrile o le solvent.
Sa faia le su'esu'ega o le TLC i luga o ipu silica ma se mea alumini. Sa va'aia ia ipu i le malamalama UV (254 nm) po'o le valivali vanillin ma fa'avevela.
Sa su'esu'eina fa'ata'ita'iga uma e fa'aaoga ai le VWR Chromaster system (VWR International Ltd., Leighton Buzzard, UK) ua fa'apipi'iina i se autosampler, se pamu binary ma se ogaumu koluma ma se masini e iloa ai le wavelength e tasi. Sa fa'aaogaina se koluma ACE Equivalence 5 C18 (150 x 4.6 mm, Advanced Chromatography Technologies Ltd., Aberdeen, Scotland).
O tui (5 µl) sa faia sa'o mai le paluga mata ua fa'avaivaia (1:10 fa'avaivaia) ma su'esu'eina i le vai:methanol (50:50 po'o le 70:30), vagana ai nisi fa'ata'ita'iga e fa'aogaina ai le 70:30 solvent system (fa'ailogaina o le numera fetu) i le fua fa'atatau o le tafe o le 1.5 ml/min. Sa tausia le koluma i le 40°C. O le wavelength o le detector e 254 nm.
O le % o le tumutumu o le faʻataʻitaʻiga na fuafuaina mai le tumutumu o le alkyne o totoe, naʻo le oloa triazole, ma o le faʻalauiloaina o mea amata na mafai ai ona iloa tumutumu talafeagai.
Sa iloiloina faʻataʻitaʻiga uma e faʻaaoga ai le Thermo iCAP 6000 ICP-OES. O tulaga faʻatulagaina uma sa saunia e faʻaaoga ai le 1000 ppm Cu solution i le 2% nitric acid (SPEX Certi Prep). O tulaga faʻatulagaina uma sa saunia i se vaifofo o le 5% DMF ma le 2% HNO3, ma o faʻataʻitaʻiga uma sa faʻavaivaia 20 taimi i se vaifofo faʻataʻitaʻiga o le DMF-HNO3.
E fa'aaogā e le UAM le fa'avevela u'amea ultrasonic o se metotia e fa'apipi'i ai le pepa u'amea e fa'aaogā e fatu ai le fa'apotopotoga mulimuli. O le fa'avevela u'amea ultrasonic e fa'aaogā ai se meafaigaluega u'amea tetete (e ta'ua o le horn po'o le ultrasonic horn) e fa'aaogā ai le mamafa i le pepa u'amea/vaega na fa'amautu muamua e fa'apipi'i/fa'amautu muamua e ala i le teteteina o le meafaitino. Mo le fa'agaioiga faifai pea, o le sonotrode e iai lona foliga fa'ata'amilomilo ma ta'avale i luga o le fogaeleele o le meafaitino, ma fa'apipi'i ai le vaega atoa. A fa'aaogā le mamafa ma le tetete, e mafai ona malepe ai oxides i luga o le fogaeleele o le meafaitino. O le mamafa ma le tetete faifai pea e mafai ona o'o atu ai i le fa'aumatia o le ma'a'a o le meafaitino 36. O le fesoota'i vavalalata ma le vevela ma le mamafa i le lotoifale e o'o atu ai i se fusi mautu i le va o meafaitino; e mafai fo'i ona fa'alauiloa le pipii e ala i le suia o le malosi o le fogaeleele 48. O le natura o le faiga fa'apipi'i e fa'ato'ilaloina ai le tele o fa'afitauli e feso'ota'i ma le vevela fesuisuia'i o le liusuavai ma aafiaga maualuga o le vevela o lo'o ta'ua i isi tekinolosi gaosiga fa'aopoopo. O lenei mea e mafai ai ona fa'afeso'ota'i sa'o (e aunoa ma le suia o le fogaeleele, fa'atumu po'o mea fa'apipi'i) o le tele o vaega o meafaitino eseese i totonu o se fausaga fa'amautu e tasi.
O le mea lona lua e lelei mo le CAM o le maualuga o le tafe o le palasitika e matauina i mea uʻamea e tusa lava pe maualalo le vevela, e pei o le maualalo ifo o le tulaga e liusuavai ai mea uʻamea. O le tuʻufaʻatasiga o le gatete o le ultrasonic ma le mamafa e mafua ai le maualuga o le femalagaiga o le tuaoi o fatu ma le toe faʻafouina e aunoa ma le siʻitia tele o le vevela e masani ona fesootaʻi ma mea tetele. I le taimi o le fausiaina o le faʻapotopotoga mulimuli, e mafai ona faʻaaogaina lenei mea e faʻapipiʻi ai vaega gaioi ma vaega e le gaoioi i le va o vaega o le pepa uʻamea, vaega i vaega. O elemene e pei o le optical fiber 49, faʻamalosia 46, electronics 50 ma thermocouples (o lenei galuega) ua faʻapipiʻiina ma le manuia i totonu o fausaga UAM e fausia ai faʻapotopotoga gaioi ma vaega e le gaoioi.
I lenei galuega, o le gafatia eseese o le fusifusia o meafaitino ma le gafatia o le fa'afefiloi o le UAM sa fa'aaogaina e fatu ai se microreactor lelei atoatoa mo le puleaina o le vevela o le catalytic.
Pe a faatusatusa i le palladium (Pd) ma isi mea fa'atupu u'amea e masani ona fa'aaogaina, e tele fa'amanuiaga o le fa'atupu Cu: (i) I le itu tau tamaoaiga, e taugofie le Cu nai lo le tele o isi u'amea e fa'aaogaina i le fa'atupu ma o lea la o se filifiliga manaia mo le alamanuia o vaila'au (ii) o lo'o fa'alauteleina le tele o tali fa'atasi o le Cu-catalyzed ma foliga mai e fai si fa'aopoopo i auala fa'avae i le Pd51, 52, 53 (iii) E lelei le galue o tali fa'atasi o le Cu-catalyzed pe a leai ni isi ligands. O nei ligands e masani ona faigofie le fausaga ma taugofie. pe a mana'omia, ae o mea e fa'aaogaina i le kemisi Pd e masani ona lavelave, taugata, ma e maaleale i le ea (iv) Cu, e lauiloa faapitoa mo lona gafatia e fusifusia ai alkynes i le synthesis, e pei o le Sonogashira's bimetallic catalyzed coupling ma le cycloaddition ma azides (click chemistry) (v) E mafai foi e le Cu ona fa'alauiloa le arylation o nisi nucleophiles i tali fa'atasi o le ituaiga Ullmann.
Talu ai nei, ua faʻaalia ai faʻataʻitaʻiga o le heterogenization o nei tali uma i le i ai o le Cu(0). O le tele lava o lenei mea e mafua mai i le alamanuia o vailaʻau ma le faʻatupulaʻia o le taulaʻi atu i le toe faʻaleleia ma le toe faʻaaogaina o mea faʻaoso uʻamea55,56.
O le tali atu o le 1,3-dipolar cycloaddition i le va o le acetylene ma le azide i le 1,2,3-triazole, lea na muamua fautuaina e Huisgen i le 1960s57, ua manatu o se tali atu faʻataʻitaʻiga faʻatasi. O vaega o le 1,2,3 triazole e mafua mai ai e matua manaia lava o se pharmacophore i le sailia o fualaau faasaina ona o latou faʻaoga faʻaola ma le faʻaaogaina i vailaʻau faʻafomaʻi eseese 58.
O lenei tali atu na toe maua ai le gauai fou ina ua faʻalauiloa mai e Sharpless ma isi le manatu o le "click chemistry"59. O le faaupuga "click chemistry" e faʻaaogaina e faʻamatalaina ai se seti malosi ma filifili o tali mo le vave faʻapipiʻiina o vailaʻau fou ma faletusi tuʻufaʻatasi e faʻaaoga ai le heteroatomic bonding (CXC)60. O le tosina atu o nei tali atu e mafua mai i le maualuga o le fua e fesoʻotaʻi ma ia mea. e faigofie tulaga, teteʻe i le okesene ma le vai, ma e faigofie le vavaeʻeseina o oloa61.
O le cycloaddition masani a le Huisgen 1,3-dipole e le pa'ū i le vaega o le "click chemistry". Peita'i, na fa'aalia e Medal ma Sharpless o lenei fa'alavelave fa'apipi'i azide-alkyne e o'o i le 107–108 i le i ai o le Cu(I) pe a fa'atusatusa i se fa'avavevavega tele i le fua faatatau o le cycloaddition 1,3-dipolar e le o se catalytic 62,63. O lenei faiga fa'agasolo e le mana'omia ai ni vaega puipuia po'o ni tulaga faigata o le fa'agasolo ma e toetoe lava a maua ai le liua atoatoa ma le filifiliga i le 1,4-disubstituted 1,2,3-triazoles (anti-1,2,3-triazoles) i le aluga o taimi (Ata 3).
O taunuuga isometric o cycloadditions Huisgen masani ma le copper-catalyzed. O cycloadditions Huisgen-catalyzed Cu(I)-catalyzed e na'o le 1,4-disubstituted 1,2,3-triazoles e maua mai ai, ae o cycloadditions Huisgen e fa'aosofia e le vevela e masani ona maua ai le 1,4- ma le 1,5-triazoles o se fa'afefiloi 1:1 o azole stereoisomers.
O le tele o fa'atulagaga e aofia ai le fa'aitiitia o puna'oa mautu o le Cu(II), e pei o le fa'aitiitia o le CuSO4 po'o le vaila'au Cu(II)/Cu(0) fa'atasi ai ma masima sodium. Pe a fa'atusatusa i isi fa'agasologa fa'a-metala, o le fa'aaogaina o le Cu(I) e iai ona tulaga lelei autu o le taugofie ma le faigofie ona taulimaina.
O suʻesuʻega kinetic ma isotopic a Worrell et al. 65 ua faʻaalia ai i le tulaga o terminal alkynes, e lua tutusa o le kopa e aʻafia i le faʻagaoioia o le tali atu o mole mole taʻitasi e faʻatatau i le azide. O le faiga ua fautuaina e faʻagasolo i totonu o se mama uʻamea kopa e ono-members na fausia e ala i le faʻamaopoopoina o le azide i le σ-bonded copper acetylide faʻatasi ai ma le π-bonded copper o se ligand donor mautu. O mea e maua mai i le copper triazolyl e fausia o se taunuuga o le faʻaitiitia o le mama ona sosoo ai lea ma le faʻaleagaina o le proton e fausia ai oloa triazole ma tapunia ai le taʻamilosaga catalytic.
E ui o faʻamanuiaga o masini kemisi tafe ua faʻamaumauina lelei, ae ua i ai le manaʻo e faʻapipiʻi meafaigaluega auʻiliʻili i totonu o nei faiga mo le mataʻituina o le faʻagasologa i le taimi moni i totonu o le nofoaga66,67. Ua faʻamaonia le UAM o se metotia talafeagai mo le mamanuina ma le gaosia o reactors tafe 3D e matua faigata lava mai mea e faʻaaogaina ai le catalytically, mea e faʻaaogaina ai le vevela ma elemene e iloa ai le tafe saʻo (Ata 4).
O le reactor tafe alumini-kopa ua gaosia e ala i le gaosiga fa'aopoopo ultrasonic (UAM) fa'atasi ai ma se fausaga lavelave i totonu, thermocouples ua fausia i totonu ma se potu fa'agaoioiga catalytic. Mo le va'aia o auala i totonu o le vai, o lo'o fa'aalia fo'i se fa'ata'ita'iga manino na faia e fa'aaoga ai le stereolithography.
Ina ia mautinoa o loʻo faia ni reactors mo ni gaioiga faʻaola i le lumanaʻi, e tatau ona faʻavevela saogalemu ia solvents i luga aʻe o lo latou tulaga pupuna; e faia suʻega i le mamafa ma le vevela. O suʻega o le mamafa na faʻaalia ai o loʻo tausia e le faiga se mamafa mautu ma tumau e tusa lava pe maualuga le mamafa i totonu o le faiga (1.7 MPa). Na faia suʻega hydrostatic i le vevela o le potu e faʻaaoga ai le H2O o le vai.
O le fa'afeso'ota'iina o le thermocouple ua fausia i totonu (Ata 1) i le fa'amaumauga o le vevela na fa'aalia ai o le vevela o le thermocouple e 6 °C (± 1 °C) i lalo ifo o le vevela ua fa'atulagaina i le faiga FlowSyn. E masani lava, o le si'itia o le vevela e 10 °C e fa'aluaina ai le fua faatatau o le tali atu, o lea o le eseesega o le vevela i ni nai tikeri e mafai ona suia tele ai le fua faatatau o le tali atu. O lenei eseesega e mafua mai i le leiloa o le vevela i le RPV atoa ona o le maualuga o le sosolo o le vevela o meafaitino na fa'aaogaina i le faiga o gaosiga. O lenei fesuia'iga o le vevela e tumau ma e mafai ona amana'ia pe a fa'atulaga le masini e fa'amautinoa ai ua o'o atu ma fuaina le vevela sa'o i le taimi o le tali atu. O le mea lea, o lenei meafaigaluega e mata'ituina ai i luga ole laiga e fa'afaigofieina ai le pulea lelei o le vevela o le tali atu ma fesoasoani i le fa'aleleia atili o le faiga ma le atina'eina o tulaga sili ona lelei. E mafai fo'i ona fa'aogaina nei masini e iloa ai tali atu fa'atekinolosi ma puipuia ai tali atu i faiga tetele.
O le reactor o loʻo tuʻuina atu i lenei pepa o le faʻataʻitaʻiga muamua lea o le faʻaaogaina o le tekinolosi UAM i le gaosiga o reactors vailaʻau ma faʻatalanoaina ai ni faʻatapulaʻa tetele o loʻo fesoʻotaʻi nei ma le lolomiina AM/3D o nei masini, e pei o: (i) Faʻatoʻilaloina o faʻafitauli ua matauina e fesoʻotaʻi ma le faʻagasologaina o le kopa poʻo le alumini (ii) faʻaleleia atili o le fofo o le auala i totonu pe a faʻatusatusa i metotia o le faʻamaluluina o le moega paʻu (PBF) e pei o le faʻamaluluina o le laser selective (SLM)25,69 Le lelei o le tafe o meafaitino ma le foliga maʻaʻa o luga26 (iii) maualalo le vevela o le faʻagasologa, lea e faʻafaigofie ai le fesoʻotaʻi saʻo o sensors, lea e le mafai i le tekinolosi o le moega paʻu, (v) faʻatoʻilaloina o meatotino faʻainisinia leaga ma le maaleale o vaega faʻavae polymer i le tele o solvents masani masani17,19.
O le aoga o le reactor na faʻaalia e ala i se faasologa o tali cycloaddition alkinazide catalyzed copper-catalyzed i lalo o tulaga tafe faifai pea (Ata 2). O le reactor copper lolomi ultrasonic o loʻo faʻaalia i le ata 4 na tuʻufaʻatasia ma se faiga tafe faʻapisinisi ma faʻaaogaina e faʻapipiʻi ai se faletusi azide o le 1,4-disubstituted 1,2,3-triazoles eseese e faʻaaoga ai se tali pulea o le vevela o le acetylene ma le alkyl group halides i le i ai o le sodium chloride (Ata 3). O le faʻaaogaina o le auala tafe faifai pea e faʻaitiitia ai faʻafitauli tau saogalemu e ono tulaʻi mai i faʻagasologa faʻatasi, talu ai o lenei tali e maua ai ni azide intermediates e matua tali vave ma matautia [317], [318]. I le amataga, o le tali na faʻaleleia mo le cycloaddition o le phenylacetylene ma le iodoethane (Scheme 1 - Cycloaddition o le phenylacetylene ma le iodoethane) (tagai Ata 5).
(Agavale pito i luga) Ata o le fa'atulagaga na fa'aaogaina e tu'ufa'atasia ai se reactor 3DP i totonu o se faiga tafe (taumatau pito i luga) na maua mai le fa'atulagaga fa'alelei (pito i lalo) o le fa'atulagaga cycloaddition a Huisgen 57 i le va o le phenylacetylene ma le iodoethane mo le fa'alelei ma fa'aalia ai fa'atulagaga o le fua fa'atatau o le liua fa'alelei o le tali atu.
I le puleaina o le taimi e nofo ai mea e tali atu ai i le vaega fa'a-catalytic o le reactor ma le mata'ituina ma le fa'aeteete o le vevela o le tali atu i se masini fa'alogo thermocouple tu'ufa'atasia sa'o, e mafai ona vave ma sa'o ona fa'aleleia tulaga o le tali atu i se taimi ma meafaitino la'ititi. Sa vave ona iloa o le liua aupito maualuga na ausia i le fa'aaogaina o le taimi e nofo ai e 15 minute ma le vevela o le tali atu e 150°C. E mafai ona va'aia mai le fa'asologa o le coefficient o le polokalama MODDE o le taimi e nofo ai ma le vevela o le tali atu o ni tulaga taua o le fa'ata'ita'iga. O le fa'agaoioia o le optimizer ua fausia i totonu e fa'aaoga ai nei tulaga ua filifilia e fausia ai se seti o tulaga o le tali atu ua mamanuina e fa'ateleina ai vaega pito i luga o le oloa a'o fa'aitiitia ai vaega pito i luga o le mea amata. O lenei fa'aleleia atili na maua ai le 53% o le liua o le oloa triazole, lea na fetaui lelei ma le valo'aga a le fa'ata'ita'iga o le 54%.