Obrigado por visitar Nature.com.A versão do navegador que você está usando tem suporte limitado para CSS.Para uma melhor experiência, recomendamos que você use um navegador atualizado (ou desative o modo de compatibilidade no Internet Explorer).Enquanto isso, para garantir o suporte contínuo, exibiremos o site sem estilos e JavaScript.
A manufatura aditiva está mudando a maneira como pesquisadores e industriais projetam e fabricam dispositivos químicos para atender às suas necessidades específicas. -triazol foram sintetizados e otimizados com sucesso por uma reação de cicloadição Huisgen 1,3-dipolar mediada por Cu usando uma configuração química UAM.
Devido às suas vantagens significativas sobre sua contraparte em massa, a química de fluxo é um campo importante e crescente em ambientes acadêmicos e industriais devido à sua capacidade de aumentar a seletividade e a eficiência da síntese química. Isso se estende desde a formação de moléculas orgânicas simples1 até compostos farmacêuticos2,3 e produtos naturais4,5,6.Mais de 50% das reações nas indústrias de química fina e farmacêutica podem se beneficiar do uso do processamento de fluxo contínuo7.
Nos últimos anos, tem havido uma tendência crescente de grupos que buscam substituir os equipamentos tradicionais de vidro ou química de fluxo por “vasos de reação” químicos personalizáveis ​​de manufatura aditiva (AM). modelagem de posição (FDM)8,12,13,14 e impressão a jato de tinta 7, 15, 16. A falta de robustez e capacidade de tais dispositivos para realizar uma ampla gama de reações/análises químicas17, 18, 19, 20 é um fator limitante importante para uma implementação mais ampla de AM neste campo17, 18, 19, 20.
Devido ao uso crescente da química de fluxo e das propriedades favoráveis ​​associadas ao AM, há uma necessidade de explorar técnicas mais avançadas que permitam aos usuários fabricar vasos de reação de fluxo com recursos químicos e analíticos aprimorados.
Um processo de fabricação aditiva que tem potencial para desenvolver reatores químicos personalizados é a Manufatura Aditiva Ultrassônica (UAM). Essa técnica de laminação de folha de estado sólido aplica oscilações ultrassônicas a folhas de metal finas para juntá-las camada por camada com aquecimento a granel mínimo e um alto grau de fluxo plástico 21 , 22 , 23 . fresagem ou usinagem a laser define a forma líquida de uma camada de material ligado 24, 25. Isso significa que o usuário não está limitado pelos problemas associados à remoção de material de construção bruto residual de pequenos canais de fluido, que é frequentemente o caso de sistemas AM em pó e líquido26,27,28. Essa liberdade de design também se estende às opções de materiais disponíveis - o UAM pode unir combinações de materiais termicamente semelhantes e diferentes em uma única etapa do processo. A escolha de combinações de materiais além do processo de fusão significa que as demandas mecânicas e químicas de aplicações específicas podem ser melhor atendidas. Além da ligação de estado sólido, outro fenômeno encontrado durante a ligação ultrassônica é o alto fluxo de materiais plásticos em temperaturas relativamente baixas29,30,31,32,33. Esse recurso exclusivo do UAM pode facilitar a incorporação de elementos mecânicos/térmicos entre camadas de metal sem danos. Os sensores incorporados do UAM podem facilitar a entrega de informações em tempo real do dispositivo para o usuário por meio de análises integradas.
O trabalho anterior32 dos autores demonstrou a capacidade do processo UAM de criar estruturas microfluídicas metálicas 3D com recursos de detecção integrados. Este é um dispositivo apenas de monitoramento. Este artigo apresenta o primeiro exemplo de um reator químico microfluídico fabricado pela UAM;um dispositivo ativo que não apenas monitora, mas também induz a síntese química por meio de materiais catalisadores estruturalmente integrados.fabricação de vários materiais para combinar alta condutividade térmica e materiais catalíticos;e a incorporação de sensores térmicos diretamente entre os fluxos de reagentes para monitoramento e controle precisos da temperatura da reação. Para demonstrar a funcionalidade do reator, uma biblioteca de compostos 1,2,3-triazol 1,4-dissubstituídos farmaceuticamente importantes foi sintetizada por cicloadição Huisgen 1,3-dipolar catalisada por cobre. Este trabalho destaca como a utilização da ciência dos materiais e do design auxiliado por computador pode abrir novas oportunidades e possibilidades para a química por meio da pesquisa multidisciplinar.
Todos os solventes e reagentes foram adquiridos da Sigma-Aldrich, Alfa Aesar, TCI ou Fischer Scientific e foram usados ​​sem purificação prévia. Os espectros de 1H e 13C NMR registrados a 400 MHz e 100 MHz, respectivamente, foram obtidos usando um espectrômetro JEOL ECS-400 400 MHz ou um espectrômetro Bruker Avance II 400 MHz e CDCl3 ou (CD3)2SO como solvente. Todas as reações foram realizadas usando o Uniqsis Flow Plataforma de química de fluxo sintético.
UAM foi usado para fabricar todos os dispositivos neste estudo. A tecnologia foi inventada em 1999, e seus detalhes técnicos, parâmetros operacionais e desenvolvimentos desde a sua invenção podem ser estudados através dos seguintes materiais publicados34,35,36,37. 61.Cu-110 tem um alto teor de cobre (mínimo de 99,9% de cobre), tornando-o um bom candidato para reações catalisadas por cobre e, portanto, é usado como uma “camada ativa dentro de um microrreator.Al 6061 O é usado como material “a granel”, também camada de incorporação usada para análise;Incorporação de componente auxiliar de liga e condição recozida combinada com camada de Cu-110.O Al 6061 O é um material que se mostrou altamente compatível com os processos UAM38, 39, 40, 41 e foi testado e considerado quimicamente estável com os reagentes utilizados neste trabalho.A combinação de Al 6061 O com Cu-110 também é considerada uma combinação de material compatível para UAM e, portanto, um material adequado para este estudo.38,42 Esses dispositivos estão listados na Tabela 1 abaixo.
Etapas de fabricação do reator (1) Substrato Al 6061 (2) Fabricação do canal inferior definido para folha de cobre (3) Incorporação de termopares entre as camadas (4) Canal superior (5) Entrada e saída (6) Reator monolítico.
A filosofia de projeto do caminho do fluido é usar um caminho complicado para aumentar a distância que o fluido percorre dentro do chip, mantendo o chip em um tamanho gerenciável. Esse aumento na distância é desejável para aumentar o tempo de interação do catalisador/reagente e fornecer excelentes rendimentos do produto. Os chips usam curvas de 90° nas extremidades do caminho reto para induzir a mistura turbulenta dentro do dispositivo44 e aumentar o tempo de contato do fluido com a superfície (catalisador). Para aumentar ainda mais a mistura que pode ser alcançada, o projeto do reator apresenta duas entradas de reagente combinadas no Y -junção antes de entrar na seção de mistura da serpentina. A terceira entrada, que cruza o fluxo no meio de sua residência, está incluída no projeto de futuras sínteses de reações em várias etapas.
Todos os canais têm um perfil quadrado (sem ângulos de inclinação), o resultado da fresagem CNC periódica usada para criar a geometria do canal. As dimensões do canal são escolhidas para garantir uma saída de volume alta (para um microrreator), enquanto são pequenas o suficiente para facilitar as interações de superfície (catalisadores) para a maioria dos fluidos contidos. O tamanho apropriado é baseado na experiência anterior dos autores com dispositivos metal-fluídicos para a reação. As dimensões internas do canal final foram de 750 µm x 750 µm e o volume total do reator foi de 1 ml. Um conector integrado (rosca de 1/4″—28 UNF) está incluído no projeto para permitir uma interface simples do dispositivo com equipamentos comerciais de química de fluxo.O tamanho do canal é limitado pela espessura do material da folha, suas propriedades mecânicas e os parâmetros de ligação usados ​​com ultrassom.Em uma largura específica para um determinado material, o material “cairá” no canal criado.Atualmente não existe um modelo específico para este cálculo, então a largura máxima do canal para um determinado material e projeto é determinada experimentalmente;neste caso, uma largura de 750 μm não causará arqueamento.
A forma (quadrada) do canal é determinada usando um cortador quadrado. A forma e o tamanho dos canais podem ser alterados por máquinas CNC usando diferentes ferramentas de corte para obter diferentes vazões e características. Um exemplo de criação de um canal de forma curva usando a ferramenta de 125 μm pode ser encontrado no trabalho de Monaghan45. o canal, um contorno quadrado foi usado.
Durante uma pausa pré-programada na fabricação, as sondas de temperatura do termopar (Tipo K) são incorporadas diretamente no dispositivo entre os grupos de canais superior e inferior (Figura 1 – Estágio 3). Esses termopares podem monitorar mudanças de temperatura de -200 a 1350 °C.
O processo de deposição de metal é realizado por um chifre UAM usando uma folha de metal de 25,4 mm de largura e 150 mícrons de espessura. Essas camadas de folha são unidas em uma série de tiras adjacentes para cobrir toda a área de construção;o tamanho do material depositado é maior do que o produto final, pois o processo subtrativo produz a forma líquida final. A usinagem CNC é usada para usinar os contornos externos e internos do equipamento, resultando em um acabamento de superfície do equipamento e canais iguais à ferramenta selecionada e aos parâmetros de processo CNC (aproximadamente 1,6 μm Ra neste exemplo). Deposição de material ultrassônico contínuo e contínuo e ciclos de usinagem são usados ​​em todo o processo de fabricação do dispositivo para garantir que a precisão dimensional seja mantida e a peça acabada atenda aos níveis de precisão do fresamento de acabamento CNC. O canal a largura usada para este dispositivo é pequena o suficiente para garantir que o material da folha não "caia" no canal de fluido, de modo que o canal mantenha uma seção transversal quadrada. Possíveis lacunas no material da folha e os parâmetros do processo UAM foram determinados experimentalmente por um parceiro de fabricação (Fabrisonic LLC, EUA).
Estudos mostraram que pouca difusão elementar ocorre na interface de ligação UAM 46, 47 sem tratamento térmico adicional, portanto, para os dispositivos deste trabalho, a camada Cu-110 permanece distinta da camada Al 6061 e muda abruptamente.
Instale um regulador de contrapressão (BPR) pré-calibrado de 250 psi (1724 kPa) na saída do reator e bombeie água através do reator a uma taxa de 0,1 a 1 mL min-1. A pressão do reator foi monitorada usando o sensor de pressão do sistema integrado FlowSyn para verificar se o sistema poderia manter uma pressão estável constante. é obtido variando a temperatura programável da placa de aquecimento entre 100 e 150 °C em incrementos de 25 °C e observando quaisquer diferenças entre as temperaturas programadas e registradas. Isso foi obtido usando um registrador de dados tc-08 (PicoTech, Cambridge, Reino Unido) e o software PicoLog que o acompanha.
As condições da reação de cicloadição de fenilacetileno e iodoetano foram otimizadas (Esquema 1- Cicloadição de fenilacetileno e iodoetano Esquema 1- Cicloadição de fenilacetileno e iodoetano). Essa otimização foi realizada por uma abordagem de planejamento fatorial completo de experimentos (DOE), usando temperatura e tempo de residência como parâmetros variáveis, enquanto fixava a razão alcino:azida em 1:2.
Foram preparadas soluções separadas de azida de sódio (0,25 M, 4:1 DMF:H2O), iodoetano (0,25 M, DMF) e fenilacetileno (0,125 M, DMF). análise, todas as reações foram amostradas logo após a mistura de reação deixar o reator. As faixas de parâmetros selecionadas para otimização são mostradas na Tabela 2.
Todas as amostras foram analisadas usando um sistema Chromaster HPLC (VWR, PA, EUA) que consiste em uma bomba quaternária, forno de coluna, detector UV de comprimento de onda variável e amostrador automático. A coluna era uma Equivalência 5 C18 (VWR, PA, EUA), 4,6 × 100 mm de tamanho, tamanho de partícula de 5 µm, mantida a 40 °C. O solvente era isocrático 50:50 metanol:água a uma taxa de fluxo de 1,5 mL.min-1 .O volume de injeção foi de 5 µL e o comprimento de onda do detector foi de 254 nm. A % de área de pico para a amostra DOE foi calculada apenas a partir das áreas de pico dos produtos residuais de alcino e triazol. A injeção de material de partida permite a identificação de picos relevantes.
Acoplar a saída da análise do reator ao software MODDE DOE (Umetrics, Malmö, Suécia) permitiu uma análise completa das tendências dos resultados e a determinação das condições de reação ideais para esta cicloadição. Executar o otimizador integrado e selecionar todos os termos importantes do modelo produz um conjunto de condições de reação projetadas para maximizar a área de pico do produto enquanto reduz a área de pico para o material de partida de acetileno.
A oxidação da superfície de cobre dentro da câmara de reação catalítica foi obtida usando uma solução de peróxido de hidrogênio (36%) fluindo através da câmara de reação (vazão = 0,4 mL min-1, tempo de residência = 2,5 min) antes da síntese de cada biblioteca de compostos triazólicos.
Uma vez que um conjunto ótimo de condições foi identificado, eles foram aplicados a uma variedade de derivados de acetileno e haloalcano para permitir a compilação de uma pequena biblioteca de síntese, estabelecendo assim a capacidade de aplicar essas condições a uma gama mais ampla de reagentes potenciais (Figura 1.2).
Prepare soluções separadas de azida de sódio (0,25 M, 4:1 DMF:H2O), haloalcanos (0,25 M, DMF) e alcinos (0,125 M, DMF). Alíquotas de 3 mL de cada solução foram misturadas e bombeadas através do reator a 75 µL.min-1 e 150 °C. O volume total foi coletado em um frasco e diluído com 10 mL de acetato de etila. A solução da amostra foi lavada com 3 × 10 mL de água. As camadas aquosas foram combinadas e extraídas com 10 mL de acetato de etila;as camadas orgânicas foram então combinadas, lavadas com 3 x 10 mL de salmoura, secas sobre MgSO4 e filtradas, então o solvente foi removido in vacuo. As amostras foram purificadas por cromatografia em coluna de sílica gel usando acetato de etila antes da análise por uma combinação de HPLC, 1H NMR, 13C NMR e espectrometria de massa de alta resolução (HR-MS).
Todos os espectros foram adquiridos usando um espectrômetro de massa de resolução Orbitrap de precisão Thermofischer com ESI como fonte de ionização. Todas as amostras foram preparadas usando acetonitrila como solvente.
A análise TLC foi realizada em placas de sílica com suporte de alumínio. As placas foram visualizadas por luz UV (254 nm) ou coloração com vanilina e aquecimento.
Todas as amostras foram analisadas usando um sistema VWR Chromaster (VWR International Ltd., Leighton Buzzard, Reino Unido) equipado com um amostrador automático, bomba binária de forno de coluna e detector de comprimento de onda único. A coluna usada foi uma ACE Equivalence 5 C18 (150 × 4,6 mm, Advanced Chromatography Technologies Ltd., Aberdeen, Escócia).
As injeções (5 µL) foram feitas diretamente da mistura de reação bruta diluída (diluição de 1:10) e analisadas com água:metanol (50:50 ou 70:30), exceto para algumas amostras usando o sistema de solvente 70:30 (indicado como um número de estrela) a uma taxa de fluxo de 1,5 mL/min. A coluna foi mantida a 40 °C. O comprimento de onda do detector é de 254 nm.
A % de área do pico da amostra foi calculada a partir da área do pico do alcino residual, apenas o produto triazol, e a injeção do material de partida permitiu a identificação dos picos relevantes.
Todas as amostras foram analisadas usando um Thermo iCAP 6000 ICP-OES. Todos os padrões de calibração foram preparados usando uma solução padrão de Cu 1000 ppm em ácido nítrico a 2% (SPEX Certi Prep).
UAM utiliza soldagem de metal ultrassônica como uma técnica de ligação para o material de folha de metal usado para construir a montagem final. A soldagem de metal por ultrassom utiliza uma ferramenta de metal vibrante (chamada chifre ou chifre ultrassônico) para aplicar pressão à camada de folha/camada previamente consolidada a ser ligada enquanto vibra o material. Para operação contínua, o sonotrodo é cilíndrico e rola sobre a superfície do material, ligando toda a área. Quando pressão e vibração são aplicadas, os óxidos na superfície do material podem rachar .A pressão e a vibração contínuas podem causar o colapso das asperezas do material 36 .O contato íntimo com o calor e a pressão induzidos localmente leva à ligação do estado sólido nas interfaces do material;também pode ajudar na adesão por meio de mudanças na energia de superfície48. A natureza do mecanismo de ligação supera muitos dos problemas associados à temperatura de fusão variável e aos efeitos posteriores de alta temperatura mencionados em outras técnicas de fabricação aditiva. Isso permite a ligação direta (ou seja, sem modificação de superfície, cargas ou adesivos) de várias camadas de diferentes materiais em uma única estrutura consolidada.
Um segundo fator favorável para o UAM é o alto grau de fluxo plástico observado em materiais metálicos, mesmo em baixas temperaturas, ou seja, bem abaixo do ponto de fusão de materiais metálicos. A combinação de oscilação ultrassônica e pressão induz altos níveis de migração e recristalização de limite de grão local sem o grande aumento de temperatura tradicionalmente associado a materiais a granel. Durante a construção da montagem final, esse fenômeno pode ser explorado para incorporar componentes ativos e passivos entre camadas de folha de metal, camada por camada. Elementos como fibras ópticas 49, reforços 46, eletrônicos 50 e termopares (este trabalho) foram todos incorporados com sucesso em estruturas UAM para criar montagens compostas ativas e passivas.
Neste trabalho, as diferentes ligações de materiais e possibilidades de intercalação do UAM foram usadas para criar o microrreator catalítico de monitoramento de temperatura.
Em comparação com o paládio (Pd) e outros catalisadores metálicos comumente usados, a catálise de Cu tem várias vantagens: (i) Economicamente, o Cu é mais barato do que muitos outros metais usados ​​na catálise e, portanto, uma opção atraente para a indústria de processamento químico (ii) A gama de reações de acoplamento cruzado catalisadas por Cu está aumentando e parece ser um pouco complementar às metodologias baseadas em Pd51,52,53 (iii) As reações catalisadas por Cu funcionam bem na ausência de outros ligantes. estruturalmente simples e baratos, se desejado, enquanto aqueles usados ​​na química de Pd são frequentemente complexos, caros e sensíveis ao ar (iv) Cu, especialmente conhecido por sua capacidade de ligar alcinos em síntese, por exemplo, acoplamento Sonogashira catalisado por bimetálicos e cicloadição com azidas (química do clique) (v)Cu também é capaz de promover a arilação de vários nucleófilos em reações do tipo Ullmann.
Exemplos de heterogeneização de todas essas reações foram recentemente demonstrados na presença de Cu(0). Isso se deve em grande parte à indústria farmacêutica e ao crescente foco na recuperação e reutilização de catalisadores metálicos55,56.
Pioneiro por Huisgen na década de 196057, a reação de cicloadição 1,3-dipolar entre acetileno e azida a 1,2,3-triazol é considerada uma reação de demonstração sinérgica.
Essa reação voltou ao foco novamente quando Sharpless e outros introduziram o conceito de "química de clique"59. O termo "química de clique" é usado para descrever um conjunto robusto, confiável e seletivo de reações para a síntese rápida de novos compostos e bibliotecas combinatórias via ligação de heteroátomo (CXC)60 O apelo sintético dessas reações decorre de seus altos rendimentos associados, as condições de reação são simples, a resistência ao oxigênio e à água e a separação do produto é simples61.
A clássica cicloadição Huisgen 1,3-dipolo não pertence à categoria de “clique químico”. No entanto, Medal e Sharpless demonstraram que este evento de acoplamento azida-alcino sofre 107 a 108 na presença de Cu(I) em comparação com a cicloadição 1,3-dipolar não catalisada 62,63 aceleração significativa da taxa. -1,2,3-triazóis dissubstituídos (anti-1,2,3-triazol) em uma escala de tempo (Figura 3).
Resultados isométricos de cicloadições de Huisgen convencionais e catalisadas por cobre. As cicloadições de Huisgen catalisadas por Cu(I) produzem apenas 1,2,3-triazóis 1,4-dissubstituídos, enquanto as cicloadições de Huisgen induzidas termicamente normalmente produzem 1,4- e 1,5-triazóis 1:1 mistura de estereoisômeros de azóis.
A maioria dos protocolos envolve a redução de fontes estáveis ​​de Cu(II), como a redução de espécies CuSO4 ou Cu(II)/Cu(0) co-combinadas com sais de sódio. Em comparação com outras reações catalisadas por metais, o uso de Cu(I) tem as principais vantagens de ser barato e fácil de manusear.
Estudos de marcação cinética e isotópica por Worrell et al.65 mostraram que, no caso de alcinos terminais, dois equivalentes de cobre estão envolvidos na ativação da reatividade de cada molécula em relação à azida.
Embora os benefícios dos dispositivos de química de fluxo estejam bem documentados, há um desejo de integrar ferramentas analíticas a esses sistemas para monitoramento de processos in-line e in-situ66,67. A UAM provou ser um método adequado para projetar e produzir reatores de fluxo 3D altamente complexos feitos de materiais termicamente condutores cataliticamente ativos com elementos de detecção diretamente incorporados (Figura 4).
Reator de fluxo de alumínio-cobre fabricado por manufatura aditiva ultrassônica (UAM) com estrutura de canal interna complexa, termopares embutidos e câmara de reação catalítica.
Para garantir que os reatores sejam fabricados para futuras reações orgânicas, os solventes precisam ser aquecidos com segurança acima do ponto de ebulição;eles são testados em pressão e temperatura. O teste de pressão mostrou que o sistema mantém uma pressão estável e constante mesmo com um aumento da pressão do sistema (1,7 MPa). O teste hidrostático foi realizado em temperatura ambiente usando H2O como fluido.
A conexão do termopar incorporado (Figura 1) ao registrador de dados de temperatura mostrou que o termopar estava 6 °C (± 1 °C) mais frio do que a temperatura programada no sistema FlowSyn. Normalmente, um aumento de 10 °C na temperatura resulta na duplicação da taxa de reação, portanto, uma diferença de temperatura de apenas alguns graus pode alterar significativamente a taxa de reação. Essa diferença se deve à perda de temperatura em todo o corpo do reator devido à alta difusividade térmica dos materiais usados ​​no processo de fabricação. o desvio é consistente e pode, portanto, ser contabilizado na configuração do equipamento para garantir que temperaturas precisas sejam alcançadas e medidas durante a reação. Portanto, esta ferramenta de monitoramento on-line facilita o controle rigoroso da temperatura de reação e facilita a otimização de processo mais precisa e o desenvolvimento de condições ideais. Esses sensores também podem ser usados ​​para identificar reações exotérmicas e evitar reações descontroladas em sistemas de grande escala.
O reator apresentado neste trabalho é o primeiro exemplo da aplicação da tecnologia UAM para a fabricação de reatores químicos e aborda várias limitações importantes atualmente associadas à impressão AM/3D desses dispositivos, como: (i) superar os problemas relatados relacionados ao processamento de ligas de cobre ou alumínio (ii) resolução interna do canal aprimorada em comparação com técnicas de fusão em leito de pó (PBF), como fusão seletiva a laser (SLM) não é possível na tecnologia de leito de pó, (v) supera as propriedades mecânicas ruins e a sensibilidade dos componentes à base de polímeros a uma variedade de solventes orgânicos comuns17,19.
A funcionalidade do reator foi demonstrada por uma série de reações de cicloadição de azida alcino catalisada por cobre sob condições de fluxo contínuo (Fig. 2). O reator de cobre impresso por ultrassom detalhado na Figura 4 foi integrado a um sistema de fluxo comercial e usado para sintetizar azidas de biblioteca de vários 1,2,3-triazóis 1,4-dissubstituídos por meio da reação controlada por temperatura de haletos de acetileno e grupos alquil na presença de cloreto de sódio (Figura 3). O uso de uma abordagem de fluxo contínuo atenua as preocupações de segurança que podem surgir em processos em lote, pois esta reação produz intermediários de azida altamente reativos e perigosos [317], [318]. Inicialmente, a reação foi otimizada para a cicloadição de fenilacetileno e iodoetano (Esquema 1 - Cicloadição de fenilacetileno e iodoetano) (ver Figura 5).
(Canto superior esquerdo) Esquema da configuração usada para incorporar o reator 3DP no sistema de fluxo (canto superior direito) obtido no esquema otimizado (inferior) do esquema Huisgen cicloadição 57 entre fenilacetileno e iodoetano para otimização e mostrando a taxa de conversão de reação de parâmetros otimizados.
Ao controlar o tempo de residência dos reagentes na parte catalítica do reator e monitorar de perto a temperatura da reação com uma sonda de termopar diretamente integrada, as condições de reação podem ser otimizadas com rapidez e precisão com o mínimo de tempo e consumo de material. Foi rapidamente determinado que as conversões mais altas foram obtidas quando um tempo de residência de 15 minutos e uma temperatura de reação de 150 °C foram usados. um conjunto de condições de reação projetadas para maximizar as áreas de pico do produto enquanto reduz as áreas de pico do material de partida. Essa otimização rendeu uma conversão de 53% do produto triazólico, que se aproximou da previsão do modelo de 54%.
Com base na literatura mostrando que o óxido de cobre (I) (Cu2O) pode atuar como uma espécie catalítica eficaz em superfícies de cobre de valência zero nessas reações, a capacidade de pré-oxidar a superfície do reator antes de realizar a reação em fluxo foi investigada70,71. A reação entre fenilacetileno e iodoetano foi então realizada novamente em condições ideais e os rendimentos foram comparados. Observou-se que esta preparação resultou em um aumento significativo na conversão do material de partida, que foi calculado em > 99%. LC mostrou que esta conversão reduziu significativamente o tempo de reação excessivamente prolongado até aproximadamente 90 minutos, quando a atividade pareceu se estabilizar e atingir um "estado estacionário". Esta observação sugere que a fonte de atividade catalítica é obtida a partir do óxido de cobre da superfície em vez do substrato de cobre de valência zero. O metal Cu é facilmente oxidado à temperatura ambiente para formar CuO e Cu2O que não são camadas autoprotetoras. Isso elimina a necessidade de adicionar uma fonte auxiliar de cobre(II) para co-composição71.