Комплементарна катализа и анализа унутар металног микрофлуидног реактора за производњу адитива у чврстом стању

Хвала вам што сте посетили Натуре.цом. Верзија претраживача коју користите има ограничену подршку за ЦСС. За најбоље искуство препоручујемо да користите ажурирани прегледач (или искључите режим компатибилности у Интернет Екплорер-у). У међувремену, да бисмо обезбедили сталну подршку, приказаћемо сајт без стилова и ЈаваСцрипт-а.
Адитивна производња мења начин на који истраживачи и индустријалци дизајнирају и производе хемијске уређаје како би задовољили своје специфичне потребе. У овом раду, ми извештавамо о првом примеру проточног реактора формираног техником ламинације металних лимова у чврстом стању. Ултразвучна производња адитива (УАМ) са директно интегрисаним каталитичким деловима и сензорским елементима. могућности таквих уређаја. Серија биолошки важних 1,4-дисупституисаних 1,2,3-триазолних једињења је успешно синтетизована и оптимизована реакцијом циклоадиције 1,3-диполарне циклоадиције коју посредује Цу, користећи УАМ хемијску поставку. Користећи јединствене особине УАМ-а, уређај такође омогућава праћење стварног протока реакције у току процеса и временске повратне информације. и оптимизација.
Због својих значајних предности у односу на своју масивну колекцију, хемија протока је важно и растуће поље како у академским тако и у индустријским окружењима због своје способности да повећа селективност и ефикасност хемијске синтезе. Ово се протеже од једноставног формирања органских молекула1 до фармацеутских једињења2,3 и природних производа4,5,6.Више од 50% реакција у финој хемијској и фармацеутској индустрији може имати користи од употребе континуиране обраде протока7.
Последњих година постоји растући тренд група које желе да замене традиционално стаклено посуђе или опрему за хемију протока са прилагодљивим хемијским „реакционим посудама” за производњу адитива (АМ). Итеративни дизајн, брза производња и 3-димензионалне (3Д) могућности ових техника су корисне за оне који желе да прилагоде своје уређаје за реаговање, да би се фокусирали на готово ексклузивне услове рада на одређеним уређајима. Технике 3Д штампања засноване на полимерима као што су стереолитографија (СЛ)9,10,11, моделирање фузионисаног таложења (ФДМ)8,12,13,14 и инкјет штампа 7, 15, 16. Недостатак робусности и способности оваквих уређаја да изводе широк спектар хемијских реакција/анализа, шира граница1 хемијских реакција2, широка граница примене2 овог фактора19 је широко поље примене17. 17, 18, 19, 20 .
Због све веће употребе хемије протока и повољних својстава повезаних са АМ, постоји потреба да се истраже напредније технике које омогућавају корисницима да произведу посуде за проточну реакцију са побољшаним хемијским и аналитичким могућностима. Ове технике би требало да омогуће корисницима да бирају из низа веома робусних или функционалних материјала способних за руковање широким спектром реакционих услова, док такође омогућавају анално и олакшавају контролу излаза за различите облике уређаја за реакцију.
Један процес производње адитива који има потенцијал да развије прилагођене хемијске реакторе је Ултрасониц Аддитиве Мануфацтуринг (УАМ). Ова техника ламинације плоча у чврстом стању примењује ултразвучне осцилације на танке металне фолије како би се спојиле слој по слој уз минимално загревање и висок степен пластичног протока 21 , 22 , већина других познатих технологија производње може да се интегрише као У2 н. хибридни производни процес, у којем ин ситу периодична компјутерска нумеричка контрола (ЦНЦ) глодање или ласерска обрада дефинише нето облик слоја везаног материјала 24, 25. Ово значи да корисник није ограничен проблемима повезаним са уклањањем заосталог сировог грађевинског материјала из малих канала флуида, што је често случај са прахом,27 и течним материјалом, такође може проширити слободу избора у праху и течном материјалу, бо28. термички сличне и различите комбинације материјала у једном кораку процеса. Избор комбинација материјала изван процеса топљења значи да се механички и хемијски захтеви специфичних примена могу боље задовољити. Поред везивања у чврстом стању, још један феномен који се среће током ултразвучног везивања је висок проток пластичних материјала на релативно ниским температурама29,30,30,31,32,30,30,31,32,32,30,31,31,32,32,30,31,32,30,30,30,30,31,31,32,40,30,30,30,30,40,30,40,40,40,30,30,30,31,32,45,32,30,30,32,30,30,30,50 с без оштећења. УАМ уграђени сензори могу олакшати испоруку информација у реалном времену од уређаја до корисника кроз интегрисану аналитику.
Претходни рад аутора32 показао је способност УАМ процеса да створи металне 3Д микрофлуидне структуре са интегрисаним сензорским могућностима. Ово је уређај само за праћење. Овај рад представља први пример микрофлуидног хемијског реактора који је произвео УАМ;активни уређај који не само да прати већ и индукује хемијску синтезу кроз структурно интегрисане катализаторске материјале. Уређај комбинује неколико предности повезаних са УАМ технологијом у производњи 3Д хемијских уређаја, као што су: могућност да се потпуни 3Д дизајни директно конвертују из модела компјутерски подржаног дизајна (ЦАД) у производе;израда од више материјала за комбиновање високе топлотне проводљивости и каталитичких материјала;и уграђивање топлотних сензора директно између токова реагенса за прецизно праћење и контролу температуре реакције. Да би се демонстрирала функционалност реактора, библиотека фармацеутски важних 1,4-дисупституисаних 1,2,3-триазолних једињења је синтетизована бакром катализованим Хуисген 1,3-диполарним материјалом. могућности и могућности за хемију кроз мултидисциплинарна истраживања.
Сви растварачи и реагенси су набављени од Сигма-Алдрицх, Алфа Аесар, ТЦИ или Фисцхер Сциентифиц-а и коришћени су без претходног пречишћавања. 1Х и 13Ц НМР спектри снимљени на 400 МХз и 100 МХз, респективно, добијени су коришћењем ЈЕОЛ ЕЦС-400 400 МХз 400 МХз амплитраметра и ЦД 0 МХз аспецтрометра или ЦД 13Ц НМР спектрометра. 3 или (ЦД3)2СО као растварач. Све реакције су изведене коришћењем Униксис ФловСин платформе за хемију протока.
УАМ је коришћен за производњу свих уређаја у овој студији. Технологија је измишљена 1999. године, а њени технички детаљи, радни параметри и развој од њеног проналаска се могу проучавати кроз следеће објављене материјале34,35,36,37. Уређај (Слика 1) је имплементиран коришћењем ултра-велике снаге, 9кВ СоницЛаиер 4000 (Фабриц тхе фабриц фор тхе фабриц оф УАМ систем). 110 и Ал 6061.Цу-110 има висок садржај бакра (минимално 99,9% бакра), што га чини добрим кандидатом за реакције катализоване бакром, па се стога користи као „активни слој унутар микрореактора.Ал 6061 О се користи као "расути" материјал, такође и Ембеддинг слој који се користи за анализу;Уградња помоћне компоненте легуре и стање жарења у комбинацији са слојем Цу-110.Ал 6061 О је материјал за који се показало да је веома компатибилан са УАМ процесима38, 39, 40, 41 и који је тестиран и утврђено да је хемијски стабилан са реагенсима који се користе у овом раду.Комбинација Ал 6061 О са Цу-110 се такође сматра компатибилном комбинацијом материјала за УАМ и стога је погодан материјал за ову студију.38,42 Ови уређаји су наведени у табели 1 испод.
Фазе израде реактора (1) Ал 6061 супстрат (2) Израда доњег канала постављеног на бакарну фолију (3) Уградња термопарова између слојева (4) Горњи канал (5) Улаз и излаз (6) Монолитни реактор.
Филозофија дизајна путање флуида је да се користи закривљена путања како би се повећала раздаљина коју флуид путује унутар чипа, док се чип одржава на контролисаној величини. Ово повећање удаљености је пожељно да би се повећало време интеракције катализатора/реагенса и обезбедио одличан принос производа. Чипови користе завоје од 90° на крајевима равне путање површине 4 да би се повећало време контакта са турбулом4 да би се индукција флуида повећала ст).Да би се додатно повећало мешање које се може постићи, дизајн реактора садржи два улаза за реагенсе комбинована на И-спојници пре уласка у серпентинасти део за мешање. Трећи улаз, који пресеца ток на половини његовог боравка, укључен је у дизајн будућих синтеза вишестепених реакција.
Сви канали имају квадратни профил (без углова промаја), што је резултат периодичног ЦНЦ глодања коришћеног за креирање геометрије канала. Димензије канала су одабране да обезбеде висок (за микрореактор) излаз запремине, док су довољно мале да олакшају површинске интеракције (катализаторе) за већину садржаних флуида. Одговарајућа величина је заснована на претходном искуству аутора са претходним искуствима аутора за дим метал-флум реакцију 50. к 750 µм, а укупна запремина реактора је била 1 мл. Интегрисани конектор (1/4″—28 УНФ навој) је укључен у дизајн како би се омогућило једноставно повезивање уређаја са комерцијалном опремом за хемију протока.Величина канала је ограничена дебљином материјала фолије, његовим механичким својствима и параметрима везивања који се користе код ултразвука.На одређеној ширини за дати материјал, материјал ће се „спустити“ у креирани канал.Тренутно не постоји посебан модел за овај прорачун, па се максимална ширина канала за дати материјал и дизајн одређује експериментално;у овом случају, ширина од 750 μм неће изазвати саг.
Облик (квадрат) канала се одређује коришћењем квадратног резача. Облик и величину канала могу да мењају ЦНЦ машине користећи различите алате за сечење да би се добиле различите брзине протока и карактеристике. Пример прављења канала закривљеног облика помоћу алата од 125 μм може се наћи у раду Монагхан45. Када се фолијски слој нанети на слој од модног слоја, слој фолије ће се нанети преко равног слоја од модног канала. .У овом раду, да би се одржала симетрија канала, коришћен је квадратни обрис.
Током унапред програмиране паузе у производњи, термопарове температурне сонде (Тип К) су уграђене директно у уређај између горње и доње групе канала (Слика 1 – Фаза 3). Ови термопарови могу пратити промене температуре од -200 до 1350 °Ц.
Процес таложења метала се изводи помоћу УАМ рогова користећи металну фолију ширине 25,4 мм и дебљине 150 микрона. Ови слојеви фолије су спојени у низ суседних трака да покрију целу површину изградње;величина депонованог материјала је већа од коначног производа пошто процес одузимања даје коначни облик мреже. ЦНЦ обрада се користи за обраду спољашњих и унутрашњих контура опреме, што резултира завршном обрадом површине опреме и канала једнаком одабраном алату и параметрима ЦНЦ процеса (приближно 1,6 μм Ра у овом примеру). Прецизност се одржава и готови део ће задовољити нивое тачности ЦНЦ завршног глодања. Ширина канала који се користи за овај уређај је довољно мала да обезбеди да материјал фолије не „улегне“ у канал флуида, тако да канал одржава квадратни попречни пресек. Могуће празнине у материјалу фолије и параметре процеса УАМ експериментално је одредио производни партнер (Фабрисониц ЛЛЦ, САД).
Истраживања су показала да се мала елементарна дифузија јавља на споју УАМ везивања 46, 47 без додатне термичке обраде, тако да за уређаје у овом раду слој Цу-110 остаје различит од слоја Ал 6061 и нагло се мења.
Инсталирајте претходно калибрисани регулатор повратног притиска (БПР) од 250 пси (1724 кПа) на излаз из реактора и пумпајте воду кроз реактор брзином од 0,1 до 1 мЛ мин-1. Притисак у реактору је надгледан коришћењем ФловСин уграђеног сензора притиска система да би се проверило да ли систем може да одржи температурни притисак кроз било коју температурну температуру. између термопарова уграђених у реактор и оних који су уграђени у грејну плочу ФловСин чипа. Ово се постиже варирањем програмабилне температуре грејне плоче између 100 и 150 °Ц у корацима од 25 °Ц и уочавањем било каквих разлика између програмираних и забележених температура. оЛог софтвер.
Услови реакције циклоадиције фенилацетилена и јодоетана су оптимизовани (Шема 1- Циклоадиција фенилацетилена и јодоетана Шема 1- Циклоадиција фенилацетилена и јодоетана). кине:азид однос 1:2.
Припремљени су одвојени раствори натријум-азида (0,25 М, 4:1 ДМФ:Х2О), јодоетана (0,25 М, ДМФ) и фенилацетилена (0,125 М, ДМФ). Аликвот од 1,5 мЛ сваког раствора је помешан и пумпан кроз реактор, а брзина протока у реактору је узета на жељену температуру у моделу, а температура је узета на жељену температуру. хенилацетилен полазни материјал и одређен течном хроматографијом високих перформанси (ХПЛЦ). За конзистентност анализе, све реакције су узорковане непосредно након што је реакциона смеша напустила реактор. Опсези параметара одабрани за оптимизацију су приказани у табели 2.
Сви узорци су анализирани коришћењем Цхромастер ХПЛЦ система (ВВР, ПА, САД) који се састоји од кватернарне пумпе, пећи на колони, УВ детектора променљиве таласне дужине и аутосамплера. Колона је била Екуиваленце 5 Ц18 (ВВР, ПА, САД), величине 4,6 × 100 мм, 5 µм, величина честице је 5 µм, одржавана је на 040°Ц. танол:вода при брзини протока од 1,5 мЛ.мин-1. Запремина ињекције је била 5 µЛ и таласна дужина детектора је била 254 нм.% површина пика за ДОЕ узорак је израчуната из површина пикова само резидуалних алкинских и триазолних производа. Ињекција полазног материјала омогућава идентификацију релевантног вршног материјала.
Повезивање излаза анализе реактора са софтвером МОДДЕ ДОЕ (Уметрицс, Малме, Шведска) омогућило је темељну анализу трендова резултата и одређивање оптималних услова реакције за ову циклоадицију. Покретање уграђеног оптимизатора и одабир свих важних термина модела даје скуп реакционих услова дизајнираних да максимизирају површину пикова производа за почетну површину материјала за ацетил.
Оксидација површинског бакра унутар каталитичке реакционе коморе је постигнута коришћењем раствора водоник-пероксида (36%) који протиче кроз реакциону комору (брзина протока = 0,4 мЛ мин-1, време задржавања = 2,5 мин) пре синтезе сваке библиотеке триазолних једињења.
Када је идентификован оптимални скуп услова, они су примењени на низ деривата ацетилена и халоалкана како би се омогућила компилација синтезе мале библиотеке, чиме је успостављена способност примене ових услова на шири спектар потенцијалних реагенаса (Слика 1).2).
Припремити одвојене растворе натријум азида (0,25 М, 4:1 ДМФ:Х2О), халоалкана (0,25 М, ДМФ) и алкина (0,125 М, ДМФ). Аликвоти од 3 мЛ сваког раствора су помешани и пумпани кроз реактор на 75 µЛ. Л етил ацетата. Раствор узорка је испран са 3 × 10 мЛ воде. Водени слојеви су комбиновани и екстраховани са 10 мЛ етил ацетата;органски слојеви су затим комбиновани, испрани са 3 к 10 мЛ сланог раствора, осушени преко МгС04 и филтрирани, а затим је растварач уклоњен у вакууму. Узорци су пречишћени хроматографијом на колони силика гела коришћењем етил ацетата пре анализе комбинацијом ХПЛЦ, 1Х НМР, 13Ц НМР и масене ХР високе резолуције (масе ХР високе резолуције).
Сви спектри су добијени коришћењем Тхермофисцхер прецизног Орбитрап резолуционог масеног спектрометра са ЕСИ као извором јонизације. Сви узорци су припремљени коришћењем ацетонитрила као растварача.
ТЛЦ анализа је изведена на плочама од силицијум диоксида са алуминијумском подлогом. Плоче су визуелизоване УВ светлошћу (254 нм) или бојењем и загревањем ванилином.
Сви узорци су анализирани коришћењем ВВР Цхромастер (ВВР Интернатионал Лтд., Леигхтон Буззард, УК) система опремљеног аутосамплером, бинарном пумпом на колони и детектором једне таласне дужине. Коришћена колона је била АЦЕ Екуиваленце 5 Ц18 (150 × 4,6 мм, Адванцед Цхроматограпхи, Ацоберланд Тецхнологиес, ​​Сцоберланд Лтд.).
Ињекције (5 µЛ) су направљене директно из разблажене сирове реакционе смеше (разблажење 1:10) и анализиране са вода:метанол (50:50 или 70:30), осим за неке узорке коришћењем система растварача 70:30 (означеног као звездани број) при брзини протока од 1,5 мЛ/мин. Колона за детекцију 4 н је 5 °Ц.
Процентуална површина пика узорка је израчуната из површине пика заосталог алкина, само триазолног производа, а убризгавање почетног материјала омогућило је идентификацију релевантних пикова.
Сви узорци су анализирани коришћењем Тхермо иЦАП 6000 ИЦП-ОЕС. Сви стандарди за калибрацију су припремљени коришћењем стандардног раствора Цу од 1000 ппм у 2% азотној киселини (СПЕКС Церти Преп). Сви стандарди су припремљени у 5% ДМФ и 2% раствору ХНО3, а сви узорци су разблажени у 20-струком раствору узорка ДМФ-ХНО3.
УАМ користи ултразвучно заваривање метала као технику везивања за материјал од металне фолије који се користи за израду коначног склопа. Ултразвучно заваривање метала користи вибрирајући метални алат (који се назива рог или ултразвучна труба) да изврши притисак на слој фолије/претходно консолидовани слој који треба да се лепи, док се површина материјала вибрира и котрља континуирано. везивање читаве области. Када се примењују притисак и вибрације, оксиди на површини материјала могу да пукну. Континуирани притисак и вибрације могу да доведу до колапса неравнина материјала 36 .Интимни контакт са локално индукованом топлотом и притиском затим доводи до чврстог везивања на интерфејсима материјала;такође може помоћи приањању кроз промене у површинској енергији48. Природа механизма везивања превазилази многе проблеме повезане са променљивом температуром топљења и последицама високе температуре који се помињу у другим техникама производње адитива. Ово омогућава директно везивање (тј. без модификације површине, пунила или лепкова) више слојева различитих материјала у једну консолидовану структуру.
Други повољан фактор за УАМ је висок степен пластичног течења уочен у металним материјалима, чак и на ниским температурама, тј. знатно испод тачке топљења металних материјала. Комбинација ултразвучне осцилације и притиска индукује високе нивое локалне миграције границе зрна и рекристализације без великог повећања температуре које је традиционално повезано са материјалима у расутом стању. Током монтаже, ове компоненте се могу експлоатисати до коначног пролаза између активних компоненти. слојеви металне фолије, слој по слој. Елементи као што су оптичка влакна 49, ојачања 46, електроника 50 и термопарови (овај рад) су сви успешно уграђени у УАМ структуре за креирање активних и пасивних композитних склопова.
У овом раду, и различите могућности везивања материјала и интеркалације УАМ-а су коришћене за стварање врхунског микрореактора за праћење каталитичке температуре.
У поређењу са паладијумом (Пд) и другим често коришћеним металним катализаторима, Цу катализа има неколико предности: (и) Економски, Цу је јефтинији од многих других метала који се користе у катализи и стога је атрактивна опција за индустрију хемијске прераде (ии) Опсег реакција унакрсног спајања катализованих Цу се повећава и чини се да је П-55 метода упоредо с неким (5-5). ии) Реакције катализоване Цу добро функционишу у одсуству других лиганада. Ови лиганди су често структурно једноставни и јефтини по жељи, док су они који се користе у хемији Пд често сложени, скупи и осетљиви на ваздух (ив) Цу, посебно познат по својој способности да веже алкине у синтези, На пример, содинога и биметализираног биметализираног споја цлицк цхемистри) (в) Цу је такође у стању да промовише арилацију неколико нуклеофила у реакцијама типа Уллманн.
Примери хетерогенизације свих ових реакција су недавно демонстрирани у присуству Цу(0). Ово је у великој мери последица фармацеутске индустрије и све већег фокуса на обнављање и поновну употребу металног катализатора55,56.
Пионир Хуисген-а 1960-их57, реакција 1,3-диполарне циклоадиције између ацетилена и азида до 1,2,3-триазола се сматра синергистичком демонстрационом реакцијом. Добијени 1,2,3 триазолни делови су од посебног интереса као фармакофори јер се њихова употреба у различитим биолошким агенсима 8 користи у области различитих биолошких агенса.
Ова реакција је поново дошла у фокус када су Шарплес и други увели концепт „хемије клика”59. Термин „хемија клика” се користи да опише робустан, поуздан и селективан скуп реакција за брзу синтезу нових једињења и комбинаторних библиотека путем хетероатомске везе (ЦКСЦ)60. парција је једноставна61.
Класична Хуисгенова 1,3-диполна циклоадиција не спада у категорију „хемије клика“. Међутим, Медал и Схарплесс су показали да овај догађај спајања азида и алкина пролази кроз 107 до 108 у присуству Цу(И) у поређењу са некатализованим 1,3-диполним механизмом 1,3-диполарног убрзања. заштитне групе или оштре реакционе услове и даје скоро потпуну конверзију и селективност на 1,4-дисупституисане 1,2,3-триазоле (анти-1,2,3-триазол) на временској скали (Слика 3).
Изометријски резултати уобичајених и бакром катализованих Хуизгенових циклоадиција. Цу(И)-каталисане Хуизгенове циклоадиције дају само 1,4-дисупституисане 1,2,3-триазоле, док термички индуковане Хуизгенове циклоадиције обично дају мешавину 1,15-триазола 1,15-триазола.
Већина протокола укључује смањење стабилних Цу(ИИ) извора, као што је редукција ЦуСО4 или Цу(ИИ)/Цу(0) врста у комбинацији са натријумовим солима. У поређењу са другим реакцијама катализованим металом, употреба Цу(И) има главне предности у томе што је јефтин и лак за руковање.
Кинетичко и изотопско обележавање студија Воррелл ет ал.65 је показао да, у случају терминалних алкина, два еквивалента бакра учествују у активирању реактивности сваког молекула према азиду. Предложени механизам се одвија кроз шесточлани бакарни метални прстен формиран координацијом азида са σ-везаним бакарним ацетилидом са π-везаним бакарним ацетилидом са π-везаним бакарним ацетилидом са π-везаним бакарним дериватом који се формира од деривата бакра са π-везаним прстеном. старости, праћено протонском разградњом да би се добили производи триазола и затворио каталитички циклус.
Иако су предности уређаја за хемију протока добро документоване, постојала је жеља да се интегришу аналитички алати у ове системе за ин-лине, ин-ситу, праћење процеса66,67. УАМ се показао као погодан метод за пројектовање и производњу веома сложених 3Д проточних реактора направљених од каталитички активних, топлотно проводљивих материјала са директно уграђеним елементима4 (слика 4).
Алуминијум-бакар проточни реактор произведен ултразвучном адитивном производњом (УАМ) са сложеном унутрашњом структуром канала, уграђеним термопаровима и каталитичком реакционом комором. Да би се визуелизовали унутрашњи путеви флуида, такође је приказан провидни прототип направљен коришћењем стереолитографије.
Да би се осигурало да су реактори произведени за будуће органске реакције, растварачи морају бити безбедно загрејани изнад тачке кључања;тестирани су на притисак и температуру. Тест притиска је показао да систем одржава стабилан и константан притисак чак и са повећаним притиском система (1,7 МПа). Хидростатички тест је изведен на собној температури коришћењем Х2О као течности.
Повезивање уграђеног (Слика 1) термопара са регистратором података о температури показало је да је термопар био 6 °Ц (± 1 °Ц) хладнији од програмиране температуре на ФловСин систему. Типично, повећање температуре од 10 °Ц доводи до удвостручавања брзине реакције, тако да температурна разлика може бити значајно изазвана температурном разликом у односу на температурну разлику у телу од само неколико степени. високу топлотну дифузивност материјала који се користе у процесу производње.Овај топлотни помак је конзистентан и стога се може узети у обзир при подешавању опреме како би се осигурало постизање тачних температура и мерење током реакције.Стога, овај алат за праћење на мрежи омогућава чврсту контролу реакционе температуре и олакшава прецизнију оптимизацију процеса и развој оптималних услова.Ови сензори се такође могу користити за идентификацију ру-сцале егзотермних реакција у великим системима реакције.
Реактор представљен у овом раду је први пример примене УАМ технологије у производњи хемијских реактора и решава неколико главних ограничења која су тренутно повезана са АМ/3Д штампањем ових уређаја, као што су: (и) превазилажење пријављених проблема у вези са обрадом бакра или легура алуминијума (ии) побољшана резолуција унутрашњег канала у поређењу са фузијом прашкастог слоја као што је фузија у слоју праха (ПБФ5 6 ласерски флуктуација) или техника селективног протока Помела2 и Помела2. текстура површине26 (иии) Смањена температура обраде, која олакшава директно везивање сензора, што није могуће у технологији прашкастог слоја, (в) превазилази лоша механичка својства и осетљивост компоненти компоненти на бази полимера на различите уобичајене органске раствараче17,19.
Функционалност реактора је демонстрирана серијом реакција циклоадиције алкин азида катализованих бакром у условима континуираног протока (слика 2). Ултразвучно штампани бакарни реактор приказан на слици 4 је интегрисан са комерцијалним системом протока и коришћен је за синтезу библиотечких азида различитих 1,4-триконазола и 2-дисупституисаних реакција на температури. алкил групе халогениди у присуству натријум хлорида (Слика 3). Употреба приступа континуалног протока ублажава забринутост за безбедност која се може појавити у серијским процесима, пошто ова реакција производи високо реактивне и опасне азидне интермедијере [317], [318]. У почетку је реакција била оптимизована за циклоадицију и циклоадицију и допуну циклоазидне киселине (317), [318]. фенилацетилен и јодоетан) (видети слику 5).
(Горе лево) Шема подешавања која се користи за уградњу 3ДП реактора у систем протока (горе десно) добијена у оптимизованој (доле) шеми Хуисген циклоадиције 57 шеме између фенилацетилена и јодоетана за оптимизацију и приказивање оптимизованих параметара брзине конверзије реакције.
Контролом времена задржавања реагенаса у каталитичком делу реактора и пажљивим праћењем реакционе температуре директно интегрисаном сондом за термопар, реакциони услови се могу оптимизовати брзо и прецизно уз минимално време и потрошњу материјала. Брзо је утврђено да су највеће конверзије постигнуте када се време задржавања од 15 минута и реакциона температура могу користити од софтверске температуре од 150 °Ц. и време задржавања и температура реакције се сматрају важним терминима модела. Покретање уграђеног оптимизатора коришћењем ових изабраних термина генерише скуп реакционих услова дизајнираних да максимизирају површине пикова производа уз смањење површина врхова почетног материјала. Ова оптимизација је дала 53% конверзију производа триазола, што се уско поклапа са предвиђањем модела од 54%.
На основу литературе која показује да бакар(И) оксид (Цу2О) може деловати као ефикасна каталитичка врста на површинама бакра са нултом валентношћу у овим реакцијама, испитана је способност преоксидације површине реактора пре спровођења реакције у току70,71. Препарација је резултирала значајним повећањем конверзије почетног материјала, за коју је израчунато >99%. Међутим, праћење ХПЛЦ-ом је показало да је ова конверзија значајно смањила претерано продужено време реакције до отприлике 90 минута, након чега се чинило да се активност изједначила и достигла „стабилно стање“. Ово запажање сугерише да се извор каталитичке активности пре добија из површинског оксида бакра, а не из бакарног зерооксида. собној температури да би се формирали ЦуО и Цу2О који нису самозаштитни слојеви. Ово елиминише потребу за додавањем помоћног извора бакра(ИИ) за ко-композицију71.


Време поста: 16.07.2022
TOP