Þakka þér fyrir að heimsækja Nature.com. Vafraútgáfan sem þú notar hefur takmarkaðan stuðning fyrir CSS. Til að fá bestu upplifunina mælum við með að þú notir uppfærðan vafra (eða slökktir á samhæfnistillingu í Internet Explorer). Í millitíðinni, til að tryggja áframhaldandi stuðning, munum við birta síðuna án stíla og JavaScript.
Aukaframleiðsla er að breyta því hvernig vísindamenn og iðnfræðingar hanna og framleiða efnafræðileg tæki til að mæta sérstökum þörfum þeirra. Í þessari vinnu greinum við frá fyrsta dæminu um flæðisreactor sem myndaður er með fastefnis málmplötu lamination tækni Ultrasonic Additive Manufacturing (UAM) með beint samþættum hvarfahlutum og skynjunarþáttum. Ekki aðeins er hægt að vinna bug á mörgum af endurnýjunartækni sem tengist UAM endurnýjunartækni. s, en það eykur líka getu slíkra tækja verulega. Röð af líffræðilega mikilvægum 1,4-tvísetnum 1,2,3-tríazól efnasamböndum voru framleidd með góðum árangri og fínstillt með Cu-miðluðu Huisgen 1,3 tvískauta sýklóaviðbótarhvarfi með því að nota UAM efnafræðilega uppsetningu.Með því að nýta sér efnahvarfið á sama tíma og stöðugt er hægt að nýta efnahvarfið og nota stöðugt ferli. veita rauntíma endurgjöf fyrir viðbragðseftirlit og hagræðingu.
Vegna umtalsverðra kosta sinna fram yfir magn hliðstæða þess, er flæðisefnafræði mikilvægt og vaxandi svið bæði í fræðilegum og iðnaðarumhverfi vegna getu þess til að auka sértækni og skilvirkni efnafræðilegrar myndunar. Þetta nær frá einfaldri myndun lífrænna sameinda1 til lyfjaefnasambanda2,3 og náttúrulegra vara4,5,6.Meira en 50% viðbragða í fínum efna- og lyfjaiðnaði geta notið góðs af notkun stöðugrar flæðisvinnslu7.
Á undanförnum árum hefur verið vaxandi tilhneiging hópa sem vilja skipta út hefðbundnum glervöru eða flæðiefnabúnaði fyrir sérhannaðar „viðbragðsílát“ fyrir aukefnaframleiðslu (AM) 8. Endurtekin hönnun, hröð framleiðsla og 3-víddar (3D) getu þessara aðferða eru gagnlegar fyrir þá sem vilja sérsníða tæki sín að tilteknum aðferðum, notkunaraðstæðum, tækjabúnaði, sem nær eingöngu til notkunar, dagsetningar eða notkunar tækisins. fjölliða-undirstaða 3D prentunartækni eins og stereolithography (SL)9,10,11, fused deposition modeling (FDM)8,12,13,14 og bleksprautuprentun 7, 15, 16. Skortur á styrkleika og hæfni slíkra tækja til að framkvæma margs konar efnahvörf/greiningar17, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18 , 18, 19, 20.
Vegna aukinnar notkunar á flæðiefnafræði og hagstæðra eiginleika sem tengjast AM, er þörf á að kanna fullkomnari tækni sem gerir notendum kleift að búa til flæðihvarfaílát með aukinni efna- og greiningargetu. Þessar aðferðir ættu að gera notendum kleift að velja úr úrvali af mjög öflugum eða hagnýtum efnum sem geta meðhöndlað margs konar hvarfaðstæður, á sama tíma og þær auðvelda eftirlit með efnahvarfinu til að stjórna búnaði til að stjórna efnahvörfum.
Eitt aukefnisframleiðsluferli sem hefur möguleika á að þróa sérsniðna efnakljúfa er Ultrasonic Additive Manufacturing (UAM). Þessi tækni við lagskipting á plötum í föstu formi beitir úthljóðssveiflum á þunna málmþynnur til að tengja þær saman lag fyrir lag með lágmarkshitun og mikilli plastflæði 21 , 22 . turing, þekkt sem blendingur framleiðsluferli, þar sem in-situ periodic computer numerical control (CNC) fræsun eða leysirvinnsla skilgreinir nettóform lags af bundnu efni 24, 25. Þetta þýðir að notandinn er ekki takmarkaður af vandamálum sem fylgja því að fjarlægja leifar af hráefni úr litlum vökvarásum, sem er oft tilfellið með lausu vali á dufti,28 og vökvakerfi,28,26,28,26,26,26,26,26,28,26,28,28,28,28,28,28,28,26,26,28,28,28,28,28,28,28,28,28,28,28,28,28,28,28,28,28,28 kerfin í vökva eru oft til staðar. – UAM getur tengt hitafræðilega svipaðar og ólíkar efnissamsetningar í einu ferlisþrepi. Val á efnissamsetningum umfram bræðsluferlið þýðir að hægt er að uppfylla vélrænar og efnafræðilegar kröfur tiltekinna notkunar betur. Auk fasta tengingar er annað fyrirbæri sem kemur fram við úthljóðstengingu mikið flæði plastefna við tiltölulega lágt hitastig29,32,330,30,32,30,30,30,30,30. hitauppstreymi á milli málmlaga án skemmda.UAM innbyggðir skynjarar geta auðveldað afhendingu rauntímaupplýsinga frá tækinu til notandans með samþættum greiningu.
Fyrri verk höfunda32 sýndu fram á getu UAM ferlisins til að búa til þrívíddar örflæðisbyggingar úr málmi með samþættum skynjunargetu. Þetta er aðeins eftirlitstæki. Þessi grein sýnir fyrsta dæmið um örflæðisefnakljúf sem er framleiddur af UAM;virkt tæki sem fylgist ekki aðeins með heldur einnig framkallar efnamyndun með burðarvirku samþættum hvataefnum.Tækið sameinar nokkra kosti sem tengjast UAM tækni í 3D efnaframleiðslu tækja, svo sem: getu til að breyta fullri 3D hönnun beint úr tölvustýrðri hönnun (CAD) módelum í vörur;margefna tilbúningur til að sameina mikla hitaleiðni og hvataefni;og fella varmaskynjara beint á milli hvarfefnastrauma fyrir nákvæma eftirlit með hvarfhitastigi og eftirliti.Til að sýna fram á virkni kjarnaofnsins var safn af lyfjafræðilega mikilvægum 1,4-tvísetnum 1,2,3-tríasól efnasamböndum framleitt með koparhvötuðu Huisgen 1,3-tvípóla efnasamböndum. tækifæri og möguleikar til efnafræði með þverfaglegum rannsóknum.
Öll leysiefni og hvarfefni voru keypt frá Sigma-Aldrich, Alfa Aesar, TCI eða Fischer Scientific og voru notuð án undangenginnar hreinsunar. vent. Öll viðbrögð voru framkvæmd með því að nota Uniqsis FlowSyn flæðisefnafræðivettvang.
UAM var notað til að búa til öll tæki í þessari rannsókn. Tæknin var fundin upp árið 1999 og tæknilegar upplýsingar hennar, rekstrarbreytur og þróun síðan uppfinning hennar er hægt að rannsaka í gegnum eftirfarandi útgefnu efni34,35,36,37.Tækið (Mynd 1) var útfært með því að nota ofurmikið afl, 9kW SonicLayer 4000® efnaflæði, OHFabrisen 4000® UAM efni (OHFabrisen, the fabrication, USA). tækin voru Cu-110 og Al 6061. Cu-110 hefur hátt koparinnihald (lágmark 99,9% kopar), sem gerir það að góðum kandídat fyrir koparhvötuð efnahvörf, og er því notað sem „virkt lag í örreactor.Al 6061 O er notað sem „magn“ efni, einnig innfellingarlag notað til greiningar;Innfelling hjálparhluta úr álfelgur og glæðað ástand ásamt Cu-110 lagi.Al 6061 O er efni sem hefur verið sýnt fram á að er mjög samhæft við UAM ferla38, 39, 40, 41 og hefur verið prófað og reynst efnafræðilega stöðugt með hvarfefnum sem notuð eru í þessari vinnu.Samsetning Al 6061 O með Cu-110 er einnig talin samhæf efnissamsetning fyrir UAM og er því hentugt efni í þessa rannsókn.38,42 Þessi tæki eru skráð í töflu 1 hér að neðan.
Framleiðsluþrep kjarnaofna (1) Al 6061 undirlag (2) Framleiðsla á neðri rás stillt á koparþynnu (3) Innfelling hitaeininga á milli laga (4) Efsta rás (5) Inntak og úttak (6) Einhverfa reactor.
Hönnunarheimspeki vökvaleiðarinnar er að nota bugðótta leið til að auka vegalengdina sem vökvinn fer innan flísarinnar, en halda flísinni í viðráðanlegri stærð. Þessi aukning á fjarlægð er æskileg til að auka víxlverkunartíma hvata/hvarfefnis og veita framúrskarandi afrakstur vöru. Flögurnar nota 90° beygjur á endum beinu leiðarinnar til að framkalla snertitíma vökvans við yfirborðið og auka snertitíma vökvans (4). Til að auka enn frekar blöndunina sem hægt er að ná fram, er hönnun reactors með tveimur hvarfefnisinntakum sem eru sameinuð á Y-mótum áður en farið er inn í serpentínublöndunarhlutann. Þriðja inntakið, sem sker strauminn hálfa leið í gegnum búsetu hans, er innifalinn í hönnun framtíðar fjölþrepa hvarfefnaefna.
Allar rásir eru með ferhyrndu sniði (engin dráttarhorn), niðurstaðan af reglubundinni CNC mölun sem notuð var til að búa til rúmfræði rásarinnar. Rásmálin eru valin til að tryggja mikið (fyrir örreactor) rúmmálsúttak, á sama tíma og þær eru nógu litlar til að auðvelda yfirborðssamskipti (hvata) fyrir flesta vökvana sem innihaldið er. Viðeigandi stærð er byggð á fyrri reynslu höfunda úr málmflensu frá fyrri reynsla málmflensu í fyrri reynslu efnahvarfa. µm x 750 µm og heildarrúmmál reactors var 1 ml. Innbyggt tengi (1/4″—28 UNF þráður) er innifalið í hönnuninni til að leyfa einfalt viðmót tækisins við búnað fyrir flæðiefnafræði í atvinnuskyni.Rásstærðin er takmörkuð af þykkt filmuefnisins, vélrænni eiginleika þess og tengibreytur sem notaðar eru við úthljóð.Við ákveðna breidd fyrir tiltekið efni mun efnið „siggja“ inn í rásina sem búið er til.Sem stendur er ekkert sérstakt líkan fyrir þennan útreikning, þannig að hámarksrásarbreidd fyrir tiltekið efni og hönnun er ákvörðuð með tilraunum;í þessu tilviki veldur 750 μm breidd ekki sig.
Lögun (ferningur) rásarinnar er ákvörðuð með því að nota ferhyrndan skera. Lögun og stærð rásanna er hægt að breyta með CNC vélum sem nota mismunandi skurðarverkfæri til að fá mismunandi flæðihraða og eiginleika. Dæmi um að búa til bogna lögun rás með því að nota 125 μm tólið er að finna í verki Monaghan45. Þegar þynnuplan lag er sett yfir slétta rásina yfir flata lagið (ferningur) ) klára.Í þessu verki, til að viðhalda samhverfu rásarinnar, var notuð ferningur útlínur.
Meðan á forstilltu hléi stendur í framleiðslu eru hitanemar (Type K) felldir beint inn í tækið á milli efri og neðri rásahópanna (Mynd 1 – Stig 3). Þessar hitaeiningar geta fylgst með hitabreytingum frá -200 til 1350 °C.
Málmútfellingarferlið er framkvæmt með UAM-horni sem notar 25,4 mm breitt, 150 míkron þykkt málmþynna. Þessi filmulög eru tengd í röð aðliggjandi ræma til að ná yfir allt byggingarsvæðið;stærð efnisins sem er útsett er stærra en lokaafurðin þar sem frádráttarferlið framleiðir endanlega nettóformið. CNC vinnsla er notuð til að vinna ytri og innri útlínur búnaðarins, sem leiðir til yfirborðsáferðar búnaðarins og rásanna sem jafnast á við valið verkfæri og CNC ferlibreytur (u.þ.b. 1,6 μm Ra í þessu dæmi). til að tryggja að víddarnákvæmni sé viðhaldið og fullunnin hlutinn uppfyllir nákvæmni í CNC-frágangi. Rásbreiddin sem notuð er fyrir þetta tæki er nógu lítil til að tryggja að þynnuefnið „sigist“ ekki inn í vökvarásina, þannig að rásin heldur ferningslaga þversniði. Mögulegar eyður í þynnuefni og UAM-ferlisbreytur voru ákvörðuð með tilraunum af framleiðsluaðila, framleiðanda LLC, USA.
Rannsóknir hafa sýnt að lítil frumefnadreifing á sér stað við UAM-tengiviðmótið 46, 47 án viðbótar hitameðferðar, þannig að fyrir tækin í þessari vinnu er Cu-110 lagið áfram aðgreint frá Al 6061 lagið og breytist skyndilega.
Settu upp forkvarðaðan 250 psi (1724 kPa) bakþrýstingsjafnara (BPR) við úttak kjarnaofnsins og dældu vatni í gegnum kjarnaofninn á hraðanum 0,1 til 1 mL mín-1. Fylgst var með kjarnaþrýstingnum með því að nota FlowSyn innbyggða þrýstingsskynjara kerfisins til að sannreyna að kerfið gæti viðhaldið stöðugum flæðihitastigsmun með jöfnum flæðisþrýstingsmun með jöfnum hitastigi. milli hitaeininga sem eru felld inn í kjarnaofninn og þeirra sem eru felld inn í FlowSyn flíshitunarplötuna. Þetta er náð með því að breyta hitastigi hitaplötunnar á milli 100 og 150 °C í 25 °C þrepum og taka eftir hvers kyns mun á forrituðu og skráðu hitastigi.
Cycladdition hvarfskilyrði fenýlasetýlens og joðetans voru fínstillt (Skema 1- Cyclloaddition of phenylacetylene and iodoethane Scheme 1- Cycloaddition of phenylacetylene and iodoethane). Þessi hagræðing var framkvæmd með fullri þáttahönnun á tilraunum (DOE breytu við búsetu, hitastig og breytuhlutfall) á meðan 1:2.
Aðskildar lausnir af natríumazíði (0,25 M, 4:1 DMF:H2O), joðetani (0,25 M, DMF) og fenýlasetýleni (0,125 M, DMF) voru útbúnar. 1,5 mL deilur af hverri lausn var blandaður og dælt í gegnum hvarfofninn og tekinn við æskilegan flæðishlutfallshlutfall tríazólsvörunnar. etýlen upphafsefni og ákvarðað með hágæða vökvaskiljun (HPLC). Fyrir samkvæmni greiningar voru tekin sýni úr öllum efnahvörfum rétt eftir að hvarfblandan fór úr reactor. Færusviðin sem valin eru til hagræðingar eru sýnd í töflu 2.
Öll sýnin voru greind með Chromaster HPLC kerfi (VWR, PA, USA) sem samanstóð af fjórðungsdælu, súluofni, UV skynjara með breytilegri bylgjulengd og sjálfssýnistæki. Súlan var jafngildi 5 C18 (VWR, PA, USA), 4,6 × 100 mm að stærð, 5 µm kornastærð: leysistærð 50 metanóls: methanol: methanol: methanol. flæðihraði 1,5 mL.mín-1. Inndælingarrúmmálið var 5 µL og bylgjulengd skynjarans var 254 nm. % toppflatarmálið fyrir DOE sýnið var reiknað út frá toppsvæðum afgangs alkýns og tríazólafurða eingöngu. Inndæling upphafsefnis gerir kleift að bera kennsl á viðeigandi toppa.
Með því að tengja kjarnagreiningarúttakið við MODDE DOE hugbúnaðinn (Umetrics, Malmö, Svíþjóð) var hægt að greina ítarlega niðurstöðurþróun og ákvarða ákjósanleg hvarfaðstæður fyrir þessa hringrásarviðbót. Með því að keyra innbyggða fínstillinguna og velja öll mikilvæg líkanskilmála fást sett af hvarfskilyrðum sem eru hönnuð til að hámarka toppsvæði vörunnar á sama tíma og upphafsefni fyrir asetýlen minnkar.
Oxun yfirborðskopars í hvarfahólfinu var náð með því að nota lausn af vetnisperoxíði (36%) sem flæddi í gegnum hvarfhólfið (rennslishraði = 0,4 mL mín-1, dvalartími = 2,5 mín) fyrir myndun hvers tríasólefnasambandasafns.
Þegar ákjósanlegur hópur skilyrða var auðkenndur, var þeim beitt á úrval af asetýlen- og halóalkanafleiðum til að gera myndun lítillar safnsmyndunar kleift, þannig að hægt væri að beita þessum skilyrðum fyrir fjölbreyttari möguleg hvarfefni (Mynd 1).2).
Útbúið aðskildar lausnir af natríumazíði (0,25 M, 4:1 DMF:H2O), halóalkanum (0,25 M, DMF) og alkýnum (0,125 M, DMF). af etýlasetati. Sýnislausnin var þvegin með 3 × 10 mL af vatni. Vatnslögin voru sameinuð og dregin út með 10 mL af etýlasetati;lífrænu lögin voru síðan sameinuð, þvegin með 3 x 10 mL af saltvatni, þurrkuð yfir MgSO4 og síuð, síðan var leysirinn fjarlægður í lofttæmi. Sýnin voru hreinsuð með súluskiljun á kísilgeli með etýlasetati fyrir greiningu með blöndu af HPLC,1H NMR,13C NMR og háupplausnarmassagreiningu (HRMS).
Öll litróf voru tekin með því að nota Thermofischer nákvæmni Orbitrap upplausnarmassarófsmæli með ESI sem jónunargjafa. Öll sýni voru útbúin með asetónítríl sem leysi.
TLC greining var gerð á kísilplötum með áli. Plöturnar voru sýndar með UV ljósi (254 nm) eða vanillínlitun og upphitun.
Öll sýnin voru greind með því að nota VWR Chromaster (VWR International Ltd., Leighton Buzzard, Bretlandi) kerfi útbúið sjálfssýnistæki, súluofni tvíundirdælu og einbylgjulengdarskynjara. Súlan sem notuð var var ACE Equivalence 5 C18 (150 × 4,6 mm, Advanced Chromatography Technologies Ltd., Aberdeen, Skotlandi).
Inndælingar (5 µL) voru gerðar beint úr þynntri óhreinsuðu hvarfblöndu (1:10 þynning) og greind með vatni:metanóli (50:50 eða 70:30), nema sum sýni sem notuðu 70:30 leysikerfið (táknað sem stjörnunúmer) við flæðihraða 1,5 ml/mín.
% toppflatarmál sýnisins var reiknað út frá toppflatarmáli afgangs alkýnsins, aðeins tríazól afurðinni, og inndæling upphafsefnisins gerði kleift að bera kennsl á viðeigandi toppa.
Öll sýni voru greind með Thermo iCAP 6000 ICP-OES. Allir kvörðunarstaðlar voru útbúnir með 1000 ppm Cu staðallausn í 2% saltpéturssýru (SPEX Certi Prep). Allir staðlar voru útbúnir í 5% DMF og 2% HNO3 lausn og öll sýni voru þynnt 20-falt í DMF HNO3 sýnislausn.
UAM notar ultrasonic málmsuðu sem binditækni fyrir málmþynnuefnið sem notað er til að byggja lokasamsetninguna. Ultrasonic málmsuðu notar titrandi málmverkfæri (kallað horn eða úthljóðshorn) til að beita þrýstingi á filmulagið/áður sameinað lag sem á að tengja á meðan efnið titrar. Fyrir samfellda notkun er sónotroðinn yfir allt yfirborðið og titringur þrýstingur og titringur yfirborðs og titringur. jónir eru beittar, geta oxíð á yfirborði efnisins sprungið. Áframhaldandi þrýstingur og titringur getur valdið því að skekkjur efnisins hrynji 36. Náin snerting við staðbundið framkallaðan hita og þrýsting leiðir síðan til tengingar í föstu formi við efnisskil;það getur einnig aðstoðað við viðloðun með breytingum á yfirborðsorku48. Eðli tengingarbúnaðarins yfirstígur mörg vandamál sem tengjast breytilegu bræðsluhitastigi og háhita eftirverkunum sem nefnd eru í öðrum aukefnaframleiðsluaðferðum. Þetta gerir kleift að tengja beint (þ.e. án yfirborðsbreytinga, fylliefna eða lím) margra laga af mismunandi efnum í eina sameinaða uppbyggingu.
Annar hagstæður þáttur fyrir UAM er hið mikla plastflæði sem sést í málmefnum, jafnvel við lágt hitastig, þ.e. vel undir bræðslumarki málmefna. Samsetning úthljóðssveiflu og þrýstings veldur miklum staðbundnum kornmörkum flæði og endurkristöllun án mikillar hitahækkunar sem venjulega tengist magnefnum. Við smíði þessa lokasamsetningar og óvirkra málmhluta er hægt að búa til virka málmhluti á milli aðgerða og óvirkra hluta. þynna, lag fyrir lag.Þættir eins og ljósleiðarar 49, styrkingar 46, rafeindatækni 50 og hitaeiningar (þetta verk) hafa öll verið felld inn í UAM mannvirki til að búa til virkar og óvirkar samsetningar.
Í þessari vinnu hafa bæði mismunandi efnistengingar- og samsetningarmöguleikar UAM verið notaðir til að búa til fullkominn hvatahitamælingar örreactor.
Í samanburði við palladíum (Pd) og aðra almennt notaða málmhvata hefur Cu hvata nokkra kosti: (i) Efnahagslega er Cu ódýrari en margir aðrir málmar sem notaðir eru í hvata og er því aðlaðandi valkostur fyrir efnavinnsluiðnaðinn (ii) Umfang Cu-hvataðra krosstengingahvarfa er að aukast og virðist vera nokkuð p51cat,iii) greind viðbrögð virka vel í fjarveru annarra bindla. Þessir bindlar eru oft byggingareinfaldir og ódýrir ef þess er óskað, en þeir sem notaðir eru í Pd efnafræði eru oft flóknir, dýrir og loftnæmir (iv) Cu, sérstaklega þekktur fyrir getu sína til að binda alkýna við myndun, Til dæmis, tvímálma-hvatað samruna og sýklóaddýking (Cýklóaddýking) er einnig fær um að stuðla að arýleringu nokkurra núkleófíla í Ullmann-gerð viðbragða.
Dæmi um misskiptingu allra þessara efnahvarfa hafa nýlega verið sýnd í nærveru Cu(0). Þetta er að miklu leyti vegna lyfjaiðnaðarins og vaxandi áherslu á endurheimt og endurnotkun málmhvata55,56.
Frumkvöðull af Huisgen á sjöunda áratugnum57, 1,3-tvískauta sýklóaviðbótarhvarfið milli asetýlens og azíðs við 1,2,3-tríazól er talið samverkandi sýnihvarf. 1,2,3 tríazólhlutarnir sem myndast eru sérstaklega áhugaverðir sem lyfjahvörf á sviði líffræðilegrar uppgötvunar þeirra og notkunar á ýmsum lækningalyfjum5 vegna lækninga5.
Þessi viðbrögð komu aftur í brennidepli þegar Sharpless og aðrir kynntu hugtakið „smellaefnafræði“59. Hugtakið „smellaefnafræði“ er notað til að lýsa öflugu, áreiðanlegu og sértæku mengi efnahvarfa fyrir hraða myndun nýrra efnasambanda og samsettra söfnum í gegnum heteróatómtengingu (CXC)60 Tilbúið aðdráttarafl þessara efnahvarfa, efnahvarfa og aðskilnaðar efnahvarfa þeirra eru einföld vatnsviðnám og aðskilnaðarviðnám þeirra og efnahvarf. er einfalt61.
Klassíska Huisgen 1,3-tvípóla sýklóaviðbótin tilheyrir ekki flokknum „smellaefnafræði“. Hins vegar sýndu Medal og Sharpless fram á að þessi azíð-alkýn tengingartilvik gangast undir 107 til 108 í nærveru Cu(I) samanborið við óhvataða 1,3-tvípóla efnahvarfið verndar ekki marktæka hröðunarhraða 6263 efnahvarfshópa. sh hvarfskilyrði og gefur nærri fullkominni umbreytingu og sértækni í 1,4-tvísetna 1,2,3-tríazól (and-1,2,3-tríasól) á tímakvarða (mynd 3).
Ísómetrískar niðurstöður hefðbundinna og koparhvataðra Huisgen-sýklóaviðbóta. Cu(I)-hvataðar Huisgen-sýklóablöndur gefa aðeins 1,4-tvísetna 1,2,3-tríasól, en hitaframkallaðar Huisgen-sýklóablöndur gefa venjulega 1,54-tríazólblöndur af 1,54-tríasólum, 1:1-tríasólum.
Flestar samskiptareglur fela í sér minnkun á stöðugum Cu(II) uppsprettum, svo sem minnkun CuSO4 eða Cu(II)/Cu(0) tegunda samblöndu með natríumsöltum. Samanborið við önnur málmhvötuð efnahvörf hefur notkun Cu(I) helstu kosti þess að vera ódýr og auðveld í meðhöndlun.
Hreyfi- og samsætumerkingarrannsóknir Worrell o.fl.65 sýndi að þegar um endanlega alkýna er að ræða, taka tvö jafngildi kopar þátt í að virkja hvarfgirni hverrar sameindar í átt að aziði. Fyrirhugað kerfi gengur í gegnum sex-atóma koparmálmhring sem myndast við samhæfingu azíðs við σ-tengd koparasetýlíð með π-tengdum kopar sem stöðugri afleiðugjafa kóperhringi, sem fylgt er af stöðugri afleiðu gjafa kóperhring. róteinda niðurbrot til að gefa tríazól vörur og loka hvatahringnum.
Þó að kostir flæðiefnafræðilegra tækja séu vel skjalfestir, hefur verið vilji til að samþætta greiningarverkfæri í þessi kerfi til að fylgjast með ferli í línu, á staðnum.
Ál-kopar flæði reactor framleiddur með ultrasonic additive manufacturing (UAM) með flókinni innri rás uppbyggingu, embed in thermocouples og hvata hvarf hólf.Til að sjá innri vökva brautir, gagnsæ frumgerð framleidd með stereólithography er einnig sýnd.
Til að tryggja að reactors séu framleiddir fyrir lífræn viðbrögð í framtíðinni, þarf að hita leysiefni á öruggan hátt yfir suðumark;þau eru þrýsti- og hitaprófuð. Þrýstiprófunin sýndi að kerfið heldur stöðugum og stöðugum þrýstingi jafnvel með auknum kerfisþrýstingi (1,7 MPa). Vatnsstöðuprófunin var gerð við stofuhita með því að nota H2O sem vökva.
Með því að tengja innbyggða (Mynd 1) hitaeininguna við hitagagnaskrártækið kom í ljós að hitastigið var 6 °C (± 1 °C) kaldara en forritað hitastig á FlowSyn kerfinu. Venjulega veldur 10 °C hækkun á hitastigi tvöföldun á hvarfhraða, þannig að aðeins nokkrar gráður hitamunur getur breytt efnahvarfinu af völdum hitastigsins verulega. misdreifing efnanna sem notuð eru í framleiðsluferlinu. Þetta varmadrif er í samræmi og því er hægt að gera grein fyrir því í uppsetningu búnaðarins til að tryggja að nákvæmt hitastig sé náð og mælt meðan á efnahvarfinu stendur. Þess vegna auðveldar þetta netvöktunartæki þétt stjórn á efnahvarfshitastigi og auðveldar nákvæmari hagræðingu ferlis og þróun ákjósanlegra aðstæðna. Þessa skynjara er einnig hægt að nota í stórum efnahvarfakerfi til að koma í veg fyrir viðbragðskerfi.
Kjarnaofninn sem kynntur er í þessu verki er fyrsta dæmið um beitingu UAM tækni við framleiðslu á efnakljúfum og tekur á nokkrum helstu takmörkunum sem nú eru tengdar AM/3D prentun þessara tækja, svo sem: (i) að vinna bug á þeim vandamálum sem tilkynnt hefur verið um í tengslum við kopar- eða álvinnslu (ii) bætt innri rásupplausn samanborið við duftbeðssamruna (PBF) tækni eins og púðurbræðsluefni (PBF) s.s. 26 (iii) Lækkað vinnsluhitastig, sem auðveldar beina tengingu skynjara, sem er ekki mögulegt í duftbeðstækni, (v) sigrar lélega vélræna eiginleika og næmni fjölliða-undirstaða íhluta íhluta fyrir ýmsum algengum lífrænum leysum17,19.
Virkni reactors var sýnd með röð koparhvataðra alkýnazíðsýklóaviðbótarhvarfa við samfellt flæðisaðstæður (mynd 2). Úthljóðsprentað koparhvarfið sem lýst er í smáatriðum á mynd 4 var samþætt við verslunarflæðiskerfi og notað til að búa til safnasíð ýmissa 1,4-alkýlen-, 3- og 1,4-alkýlen efnahvarfa og hitastýrðra hópar halíð í nærveru natríumklóríðs (Mynd 3). Notkun á samfelldu flæðisaðferð dregur úr öryggisáhyggjum sem geta komið upp í lotuferli, þar sem þessi efnahvarf framleiðir mjög hvarfgjörn og hættuleg azíð milliefni [317], [318]. Upphaflega var hvarfið fínstillt fyrir sýklóabót á sýkefnaneytýleni og sýkemýletýleni (sýkefnaneytýleni og sýkefnatýleni) etýlen og joðetan) (sjá mynd 5).
(Efst til vinstri) Skýringarmynd af uppsetningunni sem notuð er til að fella 3DP reactor inn í flæðiskerfið (efst til hægri) sem fæst í bjartsýni (neðst) kerfi Huisgen cycloaddition 57 kerfisins á milli fenýlasetýlens og joðetans til hagræðingar og sýnir bjartsýni breytuviðbragðshraða.
Með því að stjórna dvalartíma hvarfefnanna í hvarfahluta hvarfsins og fylgjast náið með hvarfhitastiginu með beint samþættri hitakljúfsnema, er hægt að fínstilla hvarfaðstæður fljótt og nákvæmlega með lágmarks tíma og efnisnotkun. Fljótt kom í ljós að hæstu umbreytingarnar fengust þegar dvalartími var 15 mínútur og hvarfhitastig upp á 150 °C var notaður, bæði í MOD-DE og MOD. hvarfhitastig eru talin mikilvæg líkanhugtök. Með því að keyra innbyggða fínstillinguna með þessum völdum hugtökum myndast mengi hvarfskilyrða sem eru hönnuð til að hámarka toppsvæði vörunnar á sama tíma og upphafsefni toppsvæðisins minnkar. Þessi fínstilling skilaði 53% umbreytingu á tríazólafurðinni, sem samsvaraði mjög spánni um 54%.
Byggt á bókmenntum sem sýna að kopar(I) oxíð (Cu2O) getur virkað sem áhrifarík hvatategund á núllgildum koparflötum í þessum efnahvörfum, var hæfni til að foroxa yfirborð reactors áður en efnahvarfið var framkvæmt í flæði könnuð70,71. Hvarfið milli fenýlasetýlen og joð etan var framkvæmt aftur við efnablöndun og síðan sást þessi ákjósanlegasta niðurstaða í samanburði. marktæk aukning á umbreytingu upphafsefnisins, sem var reiknað með að vera >99%. Hins vegar sýndi vöktun með HPLC að þessi umbreyting minnkaði verulega langan viðbragðstíma þar til um það bil 90 mínútur, þar sem virknin virtist jafnast og ná „stöðugt ástandi“. Þessi athugun bendir til þess að uppspretta hvatavirkni sé fengin frá yfirborði koparoxíðs í herbergishita, frekar en koparoxíð í herbergishita. mynda CuO og Cu2O sem eru ekki sjálfverndandi lög. Þetta útilokar þörfina á að bæta við kopar(II) uppsprettu fyrir samsamsetningu71.