Nature.com-a gireniňiz üçin sag boluň. Ulanylýan brauzer wersiýaňyzda CSS-iň çäkli goldawy bar. Iň oňat tejribe üçin täzelenen brauzeri ulanmagy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de gabat geliş tertibini öçüriň). Şol aralykda, dowamly goldawy üpjün etmek üçin sahypany stil we JavaScript-de görkezeris.
Goşmaça önümçilik gözlegçileriň we senagatçylaryň aýratyn zerurlyklaryny kanagatlandyrmak üçin himiki enjamlary dizaýn we öndürmek usulyny üýtgedýär. Bu işde gönüden-göni birleşdirilen katalitik bölekleri we duýgur elementleri bilen gaty berk metal örtük önümçiligi (UAM) tarapyndan döredilen akym reaktorynyň ilkinji mysalyny habar berýäris. Diňe UAM tehnologiýasy häzirki wagtda himiki reaktorlaryň goşmaça önümçiligi bilen baglanyşykly çäklendirmeleri köpeldýär. 1,4 bölünmedik 1,2,3-triazol birleşmeleri, UAM himiýa sazlamasyny ulanyp, Cu-medi Huisgen 1,3-dipolýar sikl ýükleme reaksiýasy bilen üstünlikli sintez edildi we optimizirlendi. UAM-yň özboluşly aýratynlyklaryny we üznüksiz akymy gaýtadan işlemek arkaly enjam dowam edýän reaksiýalary katalizasiýa edip biler, şol bir wagtyň özünde reaksiýa gözegçilik we optimizasiýa üçin hakyky jogap berer.
Esasy kärdeşinden ep-esli artykmaçlygy sebäpli, akym himiýasy himiki sinteziň seçimliligini we netijeliligini ýokarlandyrmak ukyby sebäpli akademiki we senagat taýdan möhüm we ösýän ugurdyr. Bu ýönekeý organiki molekulalaryň emele gelmeginden 1-e, derman birleşmelerine2,3 we tebigy önümler4,5,6. Inçe himiýa we derman senagatyndaky reaksiýalaryň 50% -den gowragy üznüksiz akymy gaýtadan işlemekden peýdalanyp biler7.
Soňky ýyllarda adaty aýna gap-gaçlaryny ýa-da akym himiýa enjamlaryny özleşdirilip bilinýän goşmaça önümçilik (AM) himiýa “reaksiýa gämileri” bilen çalyşmak isleýän toparlaryň sany artdy. Bu usullaryň iteratiw dizaýny, çalt öndürilmegi we 3 ölçegli (3D) mümkinçilikleri enjamlaryny belli bir reaksiýa, enjam ýa-da şert ýaly sazlamak isleýänler üçin peýdalydyr. .
Akym himiýasynyň ulanylyşynyň köpelmegi we AM bilen baglanyşykly amatly häsiýetler sebäpli, ulanyjylara güýçlendirilen himiki we seljeriş mümkinçilikleri bilen akym reaksiýa gämilerini ýasamaga mümkinçilik berýän has ösen usullary gözlemeli. Bu usullar ulanyjylara dürli reaksiýa şertlerini dolandyrmaga ukyply ýokary berk ýa-da funksional materiallary saýlamaga mümkinçilik bermeli, şol bir wagtyň özünde reaksiýa gözegçilik we gözegçilik üçin enjamdan dürli analitiki çykyşlary ýeňilleşdirýär.
Customörite himiki reaktorlary ösdürmek mümkinçiligine eýe bolan goşmaça önümçilik prosesi Ultrasonik goşundy önümçiligi (UAM) .Bu gaty berk örtük laminasiýa usuly, iň az mukdarda ýyladyş we ýokary derejeli plastmassa akymy bilen gatlak birleşdirmek üçin ultrases yrgyldamalaryny ulanýar. (CNC) degirmen ýa-da lazer bilen işlemek 24, 25 baglanyşyk materialynyň gatlagynyň sap görnüşini kesgitleýär. Bu, ulanyjynyň ownuk çig gurluşyk materiallaryny ownuk suwuk kanallardan çykarmak bilen çäklenmeýändigini aňladýar, köplenç poroşok we suwuk AM ulgamlary bilen baglanyşykly bolýar 26,27,28. Bu dizaýn erkinligi, material saýlamalaryndan başga-da, mehaniki birleşme materiallaryny birleşdirip biler. Aýry-aýry programmalaryň himiki islegleri has gowy kanagatlandyrylyp bilner. Gaty döwlet baglanyşygyndan başga-da, ultrases baglanyşygy wagtynda ýüze çykan başga bir hadysa, has pes temperaturada plastmassa materiallarynyň ýokary akymy29,30,31,32,33. UAM-yň bu özboluşly aýratynlygy, metal gatlaklaryň arasynda mehaniki / termiki elementleriň zeper ýetmezden ornaşdyrylmagyny aňsatlaşdyryp biler.
Authorsazyjylaryň geçen işi32 UAM prosesiniň integral duýgurlyk ukyby bolan metal 3D mikrofliid gurluşlaryny döretmek ukybyny görkezdi. Bu diňe gözegçilik enjamy. Bu kagyz UAM tarapyndan öndürilen mikrofliid himiki reaktoryň ilkinji mysalyny görkezýär; Diňe bir gözegçilik etmän, gurluş taýdan birleşdirilen katalizator materiallary arkaly himiki sintezi hem döredýän işjeň enjam. Enjam 3D himiki enjam öndürmekde UAM tehnologiýasy bilen baglanyşykly birnäçe artykmaçlygy birleşdirýär, meselem: doly 3D dizaýnlaryny gönüden-göni kompýuter kömegi bilen dizaýn (CAD) modellerinden önümlere öwürmek ukyby; ýokary ýylylyk geçirijiligini we katalitik materiallary birleşdirmek üçin köp materially ýasama; we takyk reaksiýa temperaturasyna gözegçilik we gözegçilik etmek üçin reagent akymlarynyň arasynda gönüden-göni ýylylyk datçiklerini ornaşdyrmak. Reaktoryň işleýşini görkezmek üçin, derman taýdan möhüm 1,4 bölünmedik 1,2,3-triazol birleşmesiniň kitaphanasy mis katalizlenen Huisgen 1,3-dipolýar sikl ýüklemesi bilen sintez edildi.
Solhli erginler we reagentler Sigma-Aldrih, Alfa Aesar, TCI ýa-da Fischer Scientific-den satyn alyndy we öňünden arassalanmazdan ulanyldy.1H we 13C NMR spektrleri degişlilikde 400 MGts we 100 MGs-da ýazylan JEOL ECS-400 400 MGs spektrometr ýa-da Bruker Avance II 400 MGts spektrometr we CDCl3 2 ýa FlowSyn akym himiýa platformasy.
UAM bu gözlegde ähli enjamlary ýasamak üçin ulanyldy. Tehnologiýa 1999-njy ýylda oýlanyp tapyldy we oýlap tapylandan bäri tehniki jikme-jiklikleri, işleýiş parametrleri we ösüşleri aşakdaky neşir edilen materiallar arkaly öwrenilip bilner34,35,36,37. Enjam (1-nji surat) aşa ýokary güýç, 9kW SonicLayer 4000® UAM ulgamy (Fabrisonic, OH, ABŞ) 1106 enjam. misiň mukdary (iň azyndan 99,9% mis), bu mis katalizlenen reaksiýalara gowy kandidat bolup, şonuň üçin “mikroreaktoryň içindäki işjeň gatlak” hökmünde ulanylýar. Al 6061 O “köp” material hökmünde ulanylýar, şeýle hem derňew üçin ulanylýan gatlak gatlagy; Cu-110 gatlagy bilen utgaşdyrylan we 60-a deňdir. Bu işde ulanylýan reagentler bilen himiki taýdan durnukly, Al 6061 O-nyň Cu-110 bilen utgaşmasy UAM üçin gabat gelýän material kombinasiýasy hasaplanýar we şonuň üçin bu gözleg üçin amatly material 38,42 Bu enjamlar aşakdaky 1-nji tablisada görkezilýär.
Reaktor ýasamak tapgyrlary (1) Al 6061 substrat (2) Mis folga bilen gurlan aşaky kanalyň öndürilmegi (3) Termokupllaryň gatlaklaryň arasynda ýerleşdirilmegi (4) Iň ýokary kanal (5) Giriş we çykyş (6) Monolit reaktory.
Suwuklyk ýolunyň dizaýn pelsepesi, çipi dolandyrylýan ululykda saklamak bilen, çipiň içindäki uzaklykdaky syýahaty köpeltmek üçin birleşdirilen ýoly ulanmakdyr. Bu aralygyň ýokarlanmagy katalizator / reagent täsir ediş wagtyny köpeltmek we ajaýyp önüm öndürijiligini üpjün etmek islenýär. Çipler enjamyň içindäki turbulent garyşmagy güýçlendirmek we göni aragatnaşygyň artmagy üçin katalizator bolup biler. reaktoryň dizaýnynda ýylan garyşyk bölümine girmezden ozal Y-çatrygynda birleşdirilen iki reagent girelgesi bar. Akymyň ýaşaýan ýeriniň ýarysyny kesýän üçünji giriş, geljekki köp basgançakly reaksiýa sinteziniň dizaýnyna girýär.
Channelshli kanallarda inedördül profil bar (burç burçlary ýok), kanal geometriýasyny döretmek üçin ulanylýan döwürleýin CNC üweýişiniň netijesi. Kanalyň ölçegleri, suwuklyklaryň köpüsi üçin ýerüsti täsirleşmegi (katalizatorlary) ýeňilleşdirmek üçin ýeterlik däl bolsa-da, degişli ölçeg awtorlaryň metal-suwuklyk 750 mm reaksiýa üçin 750-e ýetdi. 1 ml. Enjamyň täjirçilik akym himiýa enjamlary bilen ýönekeý interfeýsini üpjün etmek üçin dizaýna bir bitewi birleşdiriji (1/4 ″ —28 UNF sapak) girýär. Kanalyň ululygy folga materialynyň galyňlygy, mehaniki aýratynlyklary we ultrases enjamlary bilen ulanylýan baglanyşyk parametrleri bilen çäklenýär. Berlen material üçin belli bir giňlikde, döredilen kanalda “sag” bolar. Häzirki wagtda bu hasaplama üçin ýörite model ýok, şonuň üçin berlen material we dizaýn üçin kanalyň iň giňligi synag arkaly kesgitlenýär; bu ýagdaýda 750 μm giňlik saglyga sebäp bolmaz.
Kanalyň görnüşi (inedördül) inedördül kesiji ulanmak arkaly kesgitlenýär. Kanallaryň görnüşi we ululygy dürli akym nyrhlaryny we aýratynlyklaryny almak üçin dürli kesiş gurallaryny ulanyp CNC maşynlary bilen üýtgedilip bilner. 125 mμ gural ulanyp egri şekilli kanal döretmegiň mysaly Monaghan45-iň işinde tapylyp bilner. Folga gatlagy tekiz görnüşde saklanar. kanalyň simmetriýasy, inedördül çyzgy ulanyldy.
Önümçilikde öňünden meýilleşdirilen arakesmede termokupl temperatura zondlary (K görnüşi) göni we aşaky kanal toparlarynyň arasynda enjamyň içine ýerleşdirilýär (1-nji surat - 3-nji tapgyra) .Bu termokupllar temperature200-den 1350 ° C çenli temperaturanyň üýtgemegine gözegçilik edip biler.
Metaly çökdürmek prosesi 25,4 mm giňlikde, 150 mikron galyňlykdaky metal folga ulanyp, UAM şahy bilen ýerine ýetirilýär. Bu folga gatlaklary tutuş gurluşyk meýdanyny gurşap almak üçin ýanaşyk zolaklar bilen birleşdirilýär; goýlan materialyň göwrümi soňky önümden has uludyr, sebäbi aýyrmak prosesi iň soňky sap şekili öndürýär. CNC işleýşi enjamyň daşarky we içki konturyny işlemek üçin ulanylýar, netijede enjamyň we kanallaryň saýlanan gural we CNC prosess parametrlerine deňdir (takmynan 1,6 mkm Ra). Üznüksiz, yzygiderli ultrases material çökdürilişi we işleýiş enjamy gutarýar. takyklyk derejeleri. Bu enjam üçin ulanylýan kanalyň giňligi, folga materialynyň suwuk kanala “sokulmazlygy” üçin ýeterlik däl, şonuň üçin kanal kwadrat kesiş saklaýar. Folga materialynda we UAM proses parametrlerinde bolup biljek boşluklar önümçilik hyzmatdaşy (Fabrisonic LLC, ABŞ) tarapyndan synag arkaly kesgitlenildi.
Geçirilen gözlegler UAM baglanyşyk interfeýsinde 46, 47 goşmaça ýylylyk bejergisi bolmazdan az elementar diffuziýanyň ýüze çykýandygyny görkezdi, şonuň üçin bu işdäki enjamlar üçin Cu-110 gatlagy Al 6061 gatlagyndan tapawutlanýar we birden üýtgeýär.
Reaktoryň rozetkasyna öňünden kalibrlenen 250 psi (1724 kPa) arka basyş sazlaýjysyny (BPR) guruň we reaktoryň üsti bilen 0,1 - 1 ml min-1 aralygynda reaktoryň basyşy, ulgamyň hemişelik durnukly basyşy saklap biljekdigini barlamak üçin reaktor basyşy FlowSyn gurlan ulgam basyş datçigi bilen gözegçilik edildi. “FlowSyn” çip ýyladyş plastinasynyň içine ýerleşdirildi. Bu, programmirläp bolýan gyzgyn gyzgynlygyň temperaturasyny 100 ° 150 ° C aralygynda 25 ° C aralygynda üýtgetmek we programmirlenen we ýazylan temperaturanyň arasyndaky tapawudy bellemek arkaly gazanylýar. Bu tc-08 maglumat ýazgysy (PicoTech, Kembrij, Angliýa) we PicoLog programma üpjünçiligi bilen bilelikde gazanyldy.
Fenilasetileniň we ýodetanyň sikl ýükleme reaksiýa şertleri optimallaşdyryldy (1-nji shema - Fenilasetileniň we ýodetanyň shemasynyň ýüklenmegi 1- Fenilasetileniň we ýodetanyň sikl ýüklenmegi) .Bu optimizasiýa, parametrleriň we ýaşaýyş wagtynyň üýtgeýjisiniň parametrleri bilen üýtgeýär. 1: 2.
Natriý azidiň (0,25 M, 4: 1 DMF: H2O), ýodetanyň (0,25 M, DMF) we fenilasetileniň (0.125 M, DMF) aýratyn erginleri taýýarlandy. Her erginiň 1,5 ml alikoty garyndy we islenýän akym tizliginde we reaktoryň üsti bilen soruldy. Suwuk hromatografiýa.
Samhli nusgalar dördünji nasosdan, sütün peçinden, üýtgeýän tolkun uzynlygy UV detektoryndan we awtosamplerden ybarat Chromaster HPLC ulgamy (VWR, PA, ABŞ) arkaly derňeldi. Sütün ekwiwalent 5 C18 (VWR, PA, ABŞ), 4,6 × 100 mm ululykda, 5 µm bölejik ululygy, 40 ° C-de saklanýar. göwrümi 5 µL, detektoryň tolkun uzynlygy 254 nm boldy. DOE nusgasy üçin% iň ýokary meýdany diňe galyndy alkin we triazol önümleriniň iň ýokary ýerlerinden hasaplandy. Başlangyç materialyň sanjylmagy degişli pikleri kesgitlemäge mümkinçilik berýär.
Reaktoryň derňew netijesini MODDE DOE programma üpjünçiligine (Umetrika, Malmö, Şwesiýa) birleşdirmek netijeleriň tendensiýalaryny jikme-jik seljermäge we bu sikl ýüklemek üçin optimal reaksiýa şertlerini kesgitlemäge mümkinçilik berdi. Gurlan optimizatory işletmek we ähli möhüm model adalgalaryny saýlamak, asetilen başlangyç materialy üçin iň ýokary meýdany azaltmak üçin döredilen reaksiýa şertlerini döredýär.
Katalitik reaksiýa kamerasynyň içindäki ýerüsti misiň okislenmegi, her triazol goşma kitaphanasynyň sintezinden öň reaksiýa kamerasyndan akýan wodorod peroksidiň (36%) erginini (akym tizligi = 0,4 ml min-1, ýaşaýyş wagty = 2,5 min) ulanmak arkaly gazanyldy.
Iň amatly şertler kesgitlenenden soň, kiçijik kitaphananyň sintezini düzmäge mümkinçilik bermek üçin asetilen we haloalkan önümleriniň bir toparyna ulanyldy we şeýlelik bilen bu şertleri potensial reagentleriň has giň toparyna ulanmak ukybyny döretdi (1-nji surat) .2).
Natriý azidiň (0,25 M, 4: 1 DMF: H2O), haloalkanlaryň (0,25 M, DMF) we alkinleriň (0.125 M, DMF) aýry-aýry erginlerini taýýarlaň. Her erginiň 3 ml alikotlary garylyp, reaktoryň üsti bilen 75 µL.min-1 we 150 ° C ergin bilen ýygnaldy we 10 ml ergin bilen 10 ml ergin bilen garyndy. suw. Suw gatlaklary birleşdirilip, 10 ml etil asetat bilen çykaryldy; soňra organiki gatlaklar birleşdirilip, 3 x 10 ml şor bilen ýuwuldy, MgSO4-de guradyldy we süzüldi, soň bolsa erginç wakuoda aýryldy. Nusgalar HPLC, 1H NMR, 13C NMR we ýokary çözgütli köpçülik spektrometri (HR-MS) kombinasiýasy bilen seljerilmezden ozal kremniniň jelindäki sütün hromatografiýasy bilen arassalandy.
Spechli spektrler, ionlaşdyrma çeşmesi hökmünde ESI bilen termofişer takyklygy Orbitrap çözgüdi köpçülik spektrometrini ulanyp gazanyldy. Samhli nusgalar asetonitriliň çözgüdi hökmünde taýýarlandy.
TLC derňewi alýumin bilen goldanýan kremniniň plitalarynda geçirildi. Plastinalar UV çyrasy (254 nm) ýa-da vanilin boýag we ýyladyş arkaly şekillendirildi.
Samhli nusgalar awtosampler, sütün peçli ikilik nasosy we bir tolkun uzynlygy detektory bilen enjamlaşdyrylan VWR Chromaster (VWR International Ltd., Leighton Buzzard, Angliýa) ulgamy arkaly derňeldi. Ulanylan sütün ACE Equivalence 5 C18 (150 × 4,6 mm, Advanced Hromatography Technologies Ltd., Aberdin, Şotlandiýa).
Sanjymlar (5 µL) gönüden-göni suwuk çig reaksiýa garyndysyndan (1:10 seýreklemek) ýasaldy we suw bilen analiz edildi: metanol (50:50 ýa-da 70:30), 70:30 çözüji ulgamy (ýyldyz belgisi hökmünde görkezilýär) 1,5 ml / min tizlik bilen ulanylýar. Sütün 40 ° C derejesinde saklanýar. Detektoryň tolkun uzynlygy 254 nm.
Nusganyň% iň ýokary meýdany galyndy alkiniň iň ýokary meýdanyndan hasaplandy, diňe triazol önümi we başlangyç materialyň sanjylmagy degişli pikleri kesgitlemäge mümkinçilik berdi.
Samhli nusgalar Termo iCAP 6000 ICP-OES ulanyp seljerildi. Calhli kalibrleme standartlary 2% azot kislotasynda (SPEX Certi Prep) 1000 ppm Cu standart ergini ulanyp taýýarlandy. Allhli standartlar 5% DMF we 2% HNO3 ergininde taýýarlandy we ähli nusgalar DMF-HNO3 ergininde 20 esse garyndy.
UAM ultrases metal kebşirlemesini soňky gurnama gurmak üçin ulanylýan metal folga materialy üçin birleşdiriji usul hökmünde ulanýar. Ultrasonik metal kebşirlemek materialy titreýän mahaly birleşdirmek üçin folga gatlagyna / öň birleşdirilen gatlagyna basyş etmek üçin titreýän metal guralyny (şah ýa-da ultrases şahy diýilýär) ulanýar. ulanylanda, materialyň üstündäki oksidler ýarylyp biler. Dowamly basyş we yrgyldy materialyň aşgazanlarynyň çökmegine sebäp bolup biler. Locallyerli induksiýa we basyş bilen ýakyn aragatnaşyk, soňra material interfeýslerinde berk baglanyşyklara sebäp bolýar; ýerüsti energiýanyň üýtgemegi arkaly ýelmeşmäge hem kömek edip biler48. Baglaýjy mehanizmiň tebigaty, üýtgeýän eriş temperaturasy we beýleki goşmaça önümçilik usullarynda agzalan täsirlerden soň ýüze çykýan täsirlerden soň köp kynçylyklary ýeňip geçýär. Bu dürli materiallaryň köp gatlaklaryny bir bitewi gurluşda gönüden-göni baglanyşdyrmaga mümkinçilik berýär.
UAM üçin ikinji amatly faktor, metal materiallarda, hatda pes temperaturalarda-da, ýagny metal materiallaryň ereýän nokadyndan has pes derejede gözegçilik edilýän plastmassa akymynyň ýokary derejesidir. Ultrases yrgyldamasynyň we basyşynyň ýerli däne araçäkleriniň göçmegine we uly temperatura bolmazdan gaýtadan gurulmagyna sebäp bolýar. optiki süýümler 49, armatura 46, elektronika 50 we termokupllar (bu iş) hemmesi işjeň we passiw birleşmeler gurmak üçin UAM gurluşlaryna üstünlikli ornaşdyryldy.
Bu işde, katalitik temperaturany gözegçilikde saklaýan mikroreaktor döretmek üçin UAM-yň dürli material baglanyşygy we interkalizasiýa mümkinçilikleri ulanyldy.
Palladim (Pd) we beýleki köp ulanylýan metal katalizatorlary bilen deňeşdirilende, Cu kataliziniň birnäçe artykmaçlygy bar: (i) Ykdysady taýdan, Cu katalizde ulanylýan beýleki metallardan has arzan we şonuň üçin himiýa gaýtadan işleýän senagat üçin özüne çekiji warianty (ii) Cu-katalizirlenen birleşdiriji reaksiýalaryň diapazony köpelýär we köplenç Pd esasly metodologiýalaryň işleýşi bilen baglanyşyklydyr. gurluş taýdan ýönekeý we arzan bolsa, Pd himiýasynda ulanylýanlar köplenç çylşyrymly, gymmat we howada duýgur (iv) Cu, esasanam sintezde alkinleri baglanyşdyrmak ukyby bilen tanalýar, Mysal üçin, bimetal katalizlenen Sonogashira birikdirilmegi we azidler bilen sikl ýüklemesi (himiýa basyň) Cu Ullmann görnüşindäki birnäçe nukleofilleriň arilýasiýasyny öňe sürýär.
Bu reaksiýalaryň heterogenizasiýasynyň mysallary ýakynda Cu (0) barlygynda görkezildi .Bu esasan derman senagaty we metal katalizatorynyň dikeldilmegine we gaýtadan ulanylmagyna ünsi artdyrmak bilen baglanyşyklydyr.
1960-njy ýyllarda Huisgen tarapyndan pioner bolan asetilen bilen azidiň 1,2,3-triazol aralygyndaky 1,3 dipolýar sikl ýükleme reaksiýasy sinergistik görkeziş reaksiýasy hasaplanýar. Netijede 1,2,3 triazol moietleri biologiki goşundylary we dürli bejeriş serişdelerinde ulanylmagy sebäpli derman tapmak pudagynda farmakofor hökmünde aýratyn gyzyklanma döredýär.
Sharpless we beýlekiler “basmak himiýasy” düşünjesini girizenlerinde bu reaksiýa ýene bir gezek ýüze çykdy. “Çekmek himiýasy” termini, heteroatom baglanyşygy (CXC) arkaly täze birleşmeleriň we kombinator kitaphanalarynyň çalt sintezi üçin ygtybarly, ygtybarly we saýlama reaksiýalary beýan etmek üçin ulanylýar 60 Bu reaksiýalaryň sintetiki täsiri, ýokary öndürijilik, reaksiýa şertleri ýönekeý, kislorod we suw garşylygy.
Nusgawy Huisgen 1,3 dipol sikl ýüklemesi “basmak himiýasy” kategoriýasyna degişli däl .Eöne, Medal we Sharpless, azid-alkini birikdirmek hadysasynyň Cu (I) barlygynda 107-den 108-e çenli geçendigini görkezdi. Wagt ölçeginde 1,2,3-triazol (anti-1,2,3-triazol) (3-nji surat).
Adaty we mis katalizlenen Huisgen sikl ýüklemeleriniň izometrik netijeleri. Ku (I) - katalizlenen Huisgen welosiped ýükleri diňe 1,4 bölünmedik 1,2,3-triazol berýär, termiki sebäp bolan Huisgen sikl ýükleri adatça azollaryň stereoizomerleriniň 1,4- we 1,5-triazol 1: 1 garyndysyny berýär.
Protokollaryň köpüsi, CuSO4 ýa-da Cu (II) / Cu (0) görnüşleriniň natriý duzlary bilen utgaşmagy ýaly durnukly Cu (II) çeşmeleriniň azalmagyny öz içine alýar. Beýleki metal katalizlenen reaksiýalar bilen deňeşdirilende, Cu (I) ulanmak arzan we işlemek aňsat.
Worrell we başganyň kinetiki we izotop bellikleme barlaglary. 65 terminaly alkinler bolan ýagdaýynda, her bir molekulanyň azide garşy reaktiwligini işjeňleşdirmek üçin iki ekwiwalent misiň gatnaşýandygyny görkezdi. Teklip edilýän mehanizm, azidiň σ baglanan mis asetilidini π baglanan mis bilen durnukly donor ligandasy hökmünde emele getirýär. katalitik siklini ýapyň.
Akym himiýa enjamlarynyň peýdalary gowy resminamalaşdyrylan hem bolsa, analitiki gurallary içerki, in-situ, proses gözegçiligi üçin bu ulgamlara birleşdirmek islegi bardy 66,67.UAM katalitiki taýdan işjeň, termiki geçiriji materiallardan gönüden-göni oturdylan duýgur elementlerden ýasalan ýokary çylşyrymly 3D akym reaktorlaryny taslamak we öndürmek üçin amatly usuldygyny subut etdi (4-nji surat).
Ultrases goşundy önümçiligi (UAM) tarapyndan çylşyrymly içerki kanal gurluşy, oturdylan termokupllar we katalitik reaksiýa kamerasy bilen öndürilen alýumin-mis akym reaktory. Içerki suwuklyk ýollaryny göz öňüne getirmek üçin stereolitografiýa arkaly ýasalan aç-açan prototip hem görkezilýär.
Reaktorlaryň geljekki organiki reaksiýalar üçin ýasalmagyny üpjün etmek üçin, erginleri gaýnadýan nokatdan ýokarda gyzdyrmaly; basyş we temperatura synagdan geçirilýär. Basyş synagy ulgamyň basyşynyň ýokarlanmagy bilen (1,7 MPa) ulgamyň durnukly we hemişelik basyşy saklaýandygyny görkezdi .Gidrostatik synag H2O suwuklyk hökmünde otag temperaturasynda geçirildi.
Içerki (1-nji surat) termokuply temperatura maglumatlary ýazgysyna birikdirmek, termokuplyň FlowSyn ulgamyndaky programmirlenen temperaturadan 6 ° C (± 1 ° C) sowukdygyny görkezdi. Adatça, temperaturanyň 10 ° C ýokarlanmagy reaksiýa derejesiniň iki esse ýokarlanmagyna sebäp bolýar, şonuň üçin ulanylýan temperaturanyň temperaturasynyň tapawudy, reaksiýanyň üýtgemeginiň temperaturasynyň tapawudy. önümçilik prosesi. Bu termiki drift yzygiderli we şonuň üçin reaksiýa wagtynda takyk temperaturanyň ýetilmegini we ölçelmegini üpjün etmek üçin enjamlary gurnamakda hasaba alnyp bilner. Şonuň üçin bu onlaýn gözegçilik guraly reaksiýanyň temperaturasyna berk gözegçilik etmegi ýeňilleşdirýär we has amatly prosesi optimizirlemegi we amatly şertleri ösdürmegi ýeňilleşdirýär. Bu datçikler reaksiýa ekzotermlerini kesgitlemek we uly göwrümli ulgamlarda gaçmak reaksiýalarynyň öňüni almak üçin hem ulanylyp bilner.
Bu işde görkezilen reaktor, UAM tehnologiýasynyň himiki reaktorlary öndürmekde ulanylmagynyň ilkinji mysalydyr we häzirki wagtda bu enjamlaryň AM / 3D çap edilmegi bilen baglanyşykly birnäçe esasy çäklendirmeleri çözýär, meselem: (i) mis ýa-da alýuminiý garyndysyny gaýtadan işlemek bilen baglanyşykly habar berlen meseleleri ýeňip geçmek (saýlama lazer eritmesi (SLM) 25,69 Poor materialy akymlary). Poroşok düşek tehnologiýasynda mümkin bolmadyk datçikleriň baglanyşygy, (v) pes mehaniki häsiýetleri we polimer esasly komponentleriň dürli umumy organiki erginlere duýgurlygyny ýeňip geçýär17,19.
Reaktoryň işleýşi, üznüksiz akym şertlerinde mis katalizlenen alkin azid sikl ýükleme reaksiýalary bilen görkezildi (2-nji surat). 4-nji suratda görkezilen ultrases sesli mis reaktory täjirçilik akym ulgamy bilen birleşdirildi we 3-nji natriýli hloridiň temperatura gözegçilik astynda saklanýan reaksiýasy arkaly 1,4,3-triazollaryň kitaphanasynyň azidlerini sintez etmek üçin ulanyldy. Üznüksiz akym çemeleşmesi partiýa proseslerinde ýüze çykyp biljek howpsuzlyk aladalaryny gowşadýar, sebäbi bu reaksiýa ýokary reaktiw we howply azid araçylaryny öndürýär [317], [318]. Ilki bilen, fenilasetilen bilen ýodetanyň sikl ýüklenmegi üçin reaksiýa optimallaşdyryldy (1-nji shema - Fenilasetilen we ýodoetan).
.
Reaktoryň katalitik böleginde reagentleriň ýaşaýyş wagtyna gözegçilik etmek we gönüden-göni integrirlenen termokupl zondy bilen reaksiýanyň temperaturasyna ýakyndan gözegçilik etmek bilen, reaksiýa şertleri iň az wagt we maddy sarp ediliş bilen çalt we takyk optimizirlenip bilner. Iň ýokary öwrülişigiň 15 minutlyk ýaşaýyş wagty we 150 ° C reaksiýa temperaturasy ulanylanda, MODDE koeffisiýenti hasaplanýar. Gurlan optimizator, bu saýlanan adalgalary ulanyp, önümiň iň ýokary ýerlerini azaltmak bilen bir hatarda önümiň iň ýokary ýerlerini köpeltmek üçin döredilen reaksiýa şertleriniň toplumyny döredýär. Bu optimizasiýa, 54% model çaklamasyna gabat gelýän triazol önüminiň 53% öwrülmegine sebäp boldy.
Mis (I) oksidiniň (Cu2O) bu reaksiýalarda nol walentli mis ýüzlerinde täsirli katalitik görnüş hökmünde çykyş edip biljekdigini görkezýän edebiýata esaslanyp, akymyň reaksiýasyny amala aşyrmazdan ozal reaktoryň üstüni oksidlemek ukyby 70,71 derňeldi. Fenilasetilen bilen ýodetanyň arasyndaky reaksiýa iň amatly şertlerde gaýtadan işlenildi we bu hasyl boldy. > 99% .Höne, HPLC tarapyndan geçirilen gözegçilik, bu öwrülişigiň takmynan 90 minuda çenli aşa uzaldylan reaksiýa wagtyny ep-esli azaldandygyny görkezdi, şondan soň işjeňlik "durnukly" ýagdaýa geldi .Bu gözegçilik katalitik işjeňligiň çeşmesiniň nol walentli mis substraty däl-de, ýerüsti mis oksidinden alynýandygyny görkezýär. Cu metal, CuO we Cu2 emele getirmek üçin otag temperaturasynda aňsat okislenýär. bilelikde işlemek üçin kömekçi mis (II) çeşmesi71.