O ṣeun fun lilo si Nature.com.Ẹya ẹrọ aṣawakiri ti o nlo ni atilẹyin to lopin fun CSS.Fun iriri ti o dara julọ, a ṣeduro pe ki o lo ẹrọ aṣawakiri imudojuiwọn kan (tabi pa ipo ibamu ni Internet Explorer) .Ni akoko yii, lati rii daju pe atilẹyin tẹsiwaju, a yoo ṣafihan aaye naa laisi awọn aza ati JavaScript.
Iṣelọpọ afikun jẹ iyipada ọna ti awọn oniwadi ati awọn onimọ-ẹrọ ṣe apẹrẹ ati iṣelọpọ awọn ẹrọ kemikali lati pade awọn iwulo wọn pato.Ninu iṣẹ yii, a ṣe ijabọ apẹẹrẹ akọkọ ti riakito ṣiṣan ti a ṣẹda nipasẹ ilana iṣelọpọ irin-ipin-ipinle ti iṣelọpọ Ultrasonic Additive Manufacturing (UAM) pẹlu awọn ẹya katalytic ti o ni idapo taara ati awọn eroja ti oye. Kii ṣe nikan ni imọ-ẹrọ UAM bori ọpọlọpọ awọn idiwọn lọwọlọwọ lọwọlọwọ pẹlu iṣelọpọ agbara ti awọn ohun elo ti iṣelọpọ ti awọn ohun elo kemikali tun pọ si ni pataki. 1,4-disubstituted 1,2,3-triazole agbo ogun ni ifijišẹ synthesized ati ki o iṣapeye nipasẹ kan Cu-mediated Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition reaction using a UAM chemistry set-up.Nipa gbigbe awọn ohun-ini alailẹgbẹ ti UAM ati sisẹ ṣiṣan lilọsiwaju, ẹrọ naa ni anfani lati ṣaṣeyọri awọn esi ti nlọ lọwọ ati imudara akoko ti o tun pese.
Nitori awọn anfani pataki rẹ lori ẹlẹgbẹ olopobobo rẹ, kemistri ṣiṣan jẹ aaye pataki ati idagbasoke ni awọn eto ile-ẹkọ mejeeji ati awọn eto ile-iṣẹ nitori agbara rẹ lati mu yiyan ati ṣiṣe ti iṣelọpọ kemikali pọ si.Eyi fa lati iṣelọpọ molecule Organic ti o rọrun1 si awọn agbo ogun elegbogi2,3 ati awọn ọja adayeba4,5,6.Diẹ ẹ sii ju 50% ti awọn aati ni kemikali itanran ati awọn ile-iṣẹ elegbogi le ni anfani lati lilo iṣelọpọ ṣiṣan lilọsiwaju7.
Ni awọn ọdun aipẹ, aṣa ti ndagba ti awọn ẹgbẹ ti n wa lati rọpo awọn ohun elo gilasi ibile tabi awọn ohun elo kemistri ṣiṣan pẹlu kemistri ti iṣelọpọ isọdi (AM) “awọn ohun elo ifasẹ” 8. Apẹrẹ aṣetunṣe, iṣelọpọ iyara, ati awọn agbara 3-iwọn (3D) ti awọn imuposi wọnyi jẹ anfani fun awọn ti o fẹ lati ṣe awọn ẹrọ wọn si eto kan pato ti awọn aati, awọn ẹrọ, tabi awọn ipo ti o da lori polymer ti o fẹrẹẹ lo awọn ilana 3D. gẹgẹ bi awọn stereolithography (SL) 9,10,11, fused deposition modeling (FDM) 8,12,13,14 ati inkjet titẹ sita 7, 15, 16. Aini ti logan ati agbara ti iru awọn ẹrọ lati ṣe kan jakejado ibiti o ti kemikali aati / awọn itupalẹ17, 18, 19, 20 AM ni aaye pataki kan, 18, 19, 20 ni aaye ti o gbooro sii. 20 .
Nitori lilo jijẹ kemistri sisan ati awọn ohun-ini ọjo ti o ni nkan ṣe pẹlu AM, iwulo wa lati ṣawari awọn imuposi ilọsiwaju diẹ sii ti o fun awọn olumulo laaye lati ṣe iṣelọpọ awọn ohun elo ifaṣan ṣiṣan pẹlu kemikali imudara ati awọn agbara analitikali.Awọn ilana wọnyi yẹ ki o jẹ ki awọn olumulo yan lati iwọn ti awọn ohun elo ti o lagbara tabi awọn ohun elo iṣẹ ṣiṣe ti o lagbara lati mu ọpọlọpọ awọn ipo ifasẹ pọ si, lakoko ti o tun jẹ irọrun awọn ọna ṣiṣe ti ẹrọ lati gba laaye laaye lati ṣe abojuto awọn ọna ṣiṣe ati ẹrọ itupalẹ.
Ọkan aropo ẹrọ ilana ti o ni o pọju lati se agbekale aṣa kemikali reactors ti wa ni Ultrasonic Fikun Manufacturing (UAM) .This ri to-ipinle dì lamination ilana kan ultrasonic oscillations to tinrin irin foils ni ibere lati da wọn jọ Layer nipa Layer pẹlu pọọku olopobobo alapapo ati ki o kan ga ìyí ti ṣiṣu sisan 21 , 22 , 23 .Laifi mọ julọ miiran ti awọn imọ-ẹrọ AM, Ubrid ni awọn ọna ẹrọ ti o wa ni isalẹ ti AM, Unlike . situ periodic computer nomerical control (CNC) milling or lesa machining asọye awọn net apẹrẹ ti a Layer ti iwe adehun ohun elo 24, 25. Eleyi tumo si wipe olumulo ti wa ni ko ni opin nipa awọn isoro ni nkan ṣe pẹlu yiyọ iṣẹku aise Kọ ohun elo lati kekere ito awọn ikanni, eyi ti o jẹ igba pẹlu lulú ati omi bibajẹ AM Systems26,27,28.This oniru ominira tun wa si awọn ohun elo ti o fẹ ni apapo ti o fẹ awọn ohun elo ti o fẹ ilana. yiyan awọn akojọpọ ohun elo ti o kọja ilana yo tumọ si pe awọn ibeere ẹrọ ati awọn ibeere kemikali ti awọn ohun elo pato le dara julọ.Ni afikun si isunmọ ipinlẹ ti o lagbara, iṣẹlẹ miiran ti o pade lakoko isunmọ ultrasonic jẹ ṣiṣan giga ti awọn ohun elo ṣiṣu ni iwọn otutu kekere29,30,31,32,33.Eyi ẹya alailẹgbẹ ti UAM le dẹrọ ifibọ ti ẹrọ / awọn eroja ti o gbona laarin awọn ohun elo sensọ ti a fi sinu ẹrọ ti o ni agbara akoko lati awọn ẹrọ amulo ti a fi sinu ẹrọ laisi bibajẹ akoko UAM. tics.
Work32 ti awọn onkọwe ti o kọja ṣe afihan agbara ti ilana UAM lati ṣẹda awọn ẹya microfluidic 3D ti fadaka pẹlu awọn agbara oye oye.Eyi jẹ ẹrọ ibojuwo nikan.Iwe yii ṣafihan apẹẹrẹ akọkọ ti riakito kemikali microfluidic ti a ṣe nipasẹ UAM;ohun elo ti nṣiṣe lọwọ ti kii ṣe awọn atẹle nikan ṣugbọn o tun fa iṣelọpọ kemikali nipasẹ awọn ohun elo ti o ni imọran ti o ni imọran ti o ni imọran.Ẹrọ naa ṣajọpọ awọn anfani pupọ ti o ni nkan ṣe pẹlu imọ-ẹrọ UAM ni iṣelọpọ ẹrọ kemikali 3D, gẹgẹbi: agbara lati ṣe iyipada awọn apẹrẹ 3D ni kikun taara lati awọn apẹrẹ ti a ṣe iranlowo kọmputa (CAD) sinu awọn ọja;iṣelọpọ ohun elo pupọ lati darapo adaṣe igbona giga ati awọn ohun elo kataliti;ati ifisinu gbona sensosi taara laarin reagent ṣiṣan fun kongẹ lenu otutu monitoring ati iṣakoso.Lati afihan awọn iṣẹ-ti awọn riakito, a ìkàwé ti elegbogi pataki 1,4-disubstituted 1,2,3-triazole agbo a ti sise nipasẹ Ejò-catalyzed Huisgen 1,3-dipolar cyclosgen 1,3-dipolar cycloaddition le ṣe afihan awọn ohun elo imọ-ẹrọ ati awọn ohun elo imọ-ẹrọ tuntun yii. awọn iṣesi fun kemistri nipasẹ iwadii oniwadi-ọpọlọpọ.
Gbogbo awọn olomi ati awọn reagents ni a ra lati ọdọ Sigma-Aldrich, Alfa Aesar, TCI tabi Fischer Scientific ati pe wọn lo laisi isọdi iṣaaju.1H ati 13C NMR spectra ti o gba silẹ ni 400 MHz ati 100 MHz, lẹsẹsẹ, ni a gba ni lilo JEOL ECS-400 400 tabi MHz spectrov0meter JEOL ECS-400 400 tabi MHz spectrov0. (CD3) 2SO bi epo.Gbogbo awọn aati ni a ṣe ni lilo Uniqsis FlowSyn sisan kemistri Syeed.
A lo UAM lati ṣe gbogbo awọn ẹrọ ti o wa ninu iwadi yii. Awọn ọna ẹrọ ti a ṣe ni 1999, ati awọn alaye imọ-ẹrọ rẹ, awọn iṣiro iṣẹ ati awọn idagbasoke niwon a le ṣe iwadi rẹ nipasẹ awọn ohun elo ti a tẹjade wọnyi34,35,36,37. Ẹrọ naa (Figure 1) ti ṣe imuse nipa lilo agbara ultra-giga, 9kW SonicLayer 4000® USA ẹrọ ti a ti yan awọn ohun elo ti o wa ni erupẹ, awọn ohun elo ti o wa ni CuAM. 110 ati Al 6061.Cu-110 ni o ni kan to ga Ejò akoonu (kere 99,9% Ejò), ṣiṣe awọn ti o kan ti o dara tani fun Ejò-catalyzed aati, ati ki o ti wa ni Nitorina lo bi awọn ohun "lọwọ Layer laarin a microreactor.Al 6061 O ti lo bi awọn kan "olopobobo" ohun elo, tun Ifibọ Layer lo fun onínọmbà;Ifisi paati iranlọwọ Alloy ati ipo annealed ni idapo pẹlu Layer Cu-110.Al 6061 O jẹ ohun elo ti a fihan pe o ni ibamu pupọ pẹlu awọn ilana UAM38, 39, 40, 41 ati pe o ti ni idanwo ati rii iduroṣinṣin Kemikali pẹlu awọn reagents ti a lo ninu iṣẹ yii.Ijọpọ ti Al 6061 O pẹlu Cu-110 tun jẹ iṣiro ohun elo ibaramu fun UAM ati nitorinaa ohun elo ti o yẹ fun iwadii yii.38,42 Awọn wọnyi ni awọn ẹrọ ti wa ni akojọ si ni Table 1 ni isalẹ.
Awọn ipele iṣelọpọ riakito (1) Al 6061 sobusitireti (2) Ṣiṣẹda ti ikanni isalẹ ti a ṣeto si bankanje Ejò (3) Ifibọ ti thermocouples laarin awọn fẹlẹfẹlẹ (4) ikanni oke (5) Inlet ati iṣan (6) riakito Monolithic.
Imọye apẹrẹ ti ọna ito ni lati lo ọna itọpa lati mu awọn irin-ajo omi ijinna pọ si laarin chirún, lakoko ti o tọju chirún ni iwọn ti o le ṣakoso.Yi ilosoke ninu ijinna jẹ wuni lati mu akoko ibaraenisepo ayase / reagent ati ki o pese awọn ọja ti o dara julọ.Awọn eerun lo 90 ° bends ni awọn opin ti ọna ti o tọ lati fa idamu rudurudu44 ti o pọ sii laarin ẹrọ ti o pọ sii ati ki o pọ si aaye ti o pọju ti iṣan ti o pọju. ti o le waye, awọn reactor oniru ẹya meji reagent inlets ni idapo ni Y-ipade ṣaaju ki o to titẹ awọn serpentine dapọ apakan.The kẹta agbawole, eyi ti intersects awọn san ni agbedemeji si nipasẹ awọn oniwe-ibugbe, ti wa ni o wa ninu awọn oniru ti ojo iwaju multistep lenu syntheses.
Gbogbo awọn ikanni ni profaili onigun mẹrin (ko si awọn igun apẹrẹ), abajade ti milling CNC ti igbakọọkan ti a lo lati ṣẹda geometry ikanni. Awọn iwọn ikanni ni a yan lati rii daju iwọn didun giga (fun microreactor) iwọn didun, lakoko ti o jẹ kekere to lati dẹrọ awọn ibaraenisepo oju-aye (awọn ayase) fun pupọ julọ awọn fifa omi ti o wa ninu. Iwọn ti o yẹ da lori iriri awọn onkọwe ti o kọja pẹlu awọn ohun elo inu afẹfẹ 7. µm ati apapọ iwọn riakito jẹ 1 milimita. Asopọ ti a ṣepọ (1/4″—o tẹle ara UNF 28) wa ninu apẹrẹ lati jẹ ki ibaramu rọrun ti ẹrọ naa pẹlu ohun elo kemistri ṣiṣan iṣowo.Iwọn ikanni ti wa ni opin nipasẹ sisanra ti ohun elo bankanje, awọn ohun-ini ẹrọ rẹ, ati awọn paramita isọpọ ti a lo pẹlu awọn ultrasonics.Ni iwọn kan pato fun ohun elo ti a fun, ohun elo naa yoo “sag” sinu ikanni ti a ṣẹda.Lọwọlọwọ ko si awoṣe kan pato fun iṣiro yii, nitorinaa iwọn ikanni ti o pọ julọ fun ohun elo ti a fun ati apẹrẹ ti pinnu ni idanwo;ninu ọran yii, iwọn ti 750 μm kii yoo fa sag.
Awọn apẹrẹ (square) ti ikanni ti wa ni ipinnu nipasẹ lilo olutọpa onigun.Awọn apẹrẹ ati iwọn awọn ikanni le yipada nipasẹ awọn ẹrọ CNC ti o nlo awọn irinṣẹ gige oriṣiriṣi lati gba awọn oṣuwọn sisan ati awọn abuda ti o yatọ.Apeere ti ṣiṣẹda ikanni apẹrẹ ti a tẹ ni lilo ohun elo 125 μm ni a le rii ni iṣẹ Monaghan45.Nigbati a ba fi iwe-iyẹfun foil silẹ ni apẹrẹ ti o wa ni apẹrẹ ti awọn ohun elo ti o wa ni oju-ọṣọ ti awọn ohun elo ti o wa ni oju-ipin ti awọn ohun elo ti o wa ni oju-ọṣọ yoo ni awọn ohun elo ti o wa ni apẹrẹ lori awọn ohun elo ti o wa ni apẹrẹ ti awọn ohun elo ti o wa ni quail. lati le ṣetọju isunmọ ti ikanni naa, a lo ila ila onigun mẹrin.
Lakoko idaduro ti a ti ṣe tẹlẹ ni iṣelọpọ, awọn iwadii iwọn otutu thermocouple (Iru K) ti wa ni ifibọ taara laarin ẹrọ laarin awọn ẹgbẹ ikanni oke ati isalẹ (Aworan 1 - Ipele 3) Awọn thermocouples wọnyi le ṣe atẹle awọn iyipada iwọn otutu lati -200 si 1350 °C.
Ilana fifisilẹ irin ni a ṣe nipasẹ iwo UAM nipa lilo iwọn 25.4 mm jakejado, 150 micron fifẹ irin ti o nipọn.Iwọn ohun elo ti a fi silẹ ti o tobi ju ọja ikẹhin lọ bi ilana iyọkuro ti nmu apẹrẹ apapọ ti o kẹhin.CNC machining ti wa ni lilo lati ẹrọ ita ati ti abẹnu contours ti awọn ẹrọ, Abajade ni a dada pari ti awọn ẹrọ ati awọn ikanni dogba si awọn ti a ti yan ọpa ati CNC ilana sile (to 1.6 μm Rami ni yi apẹẹrẹ).Tẹsiwaju, machi lemọlemọfún awọn ohun elo ti awọn elegbegbe ti awọn ohun elo ti wa ni ṣiṣe awọn ilana ti o ti wa ni ilọsiwaju ti awọn ohun elo ati ki o wa ni lilo awọn ohun elo ti o wa ni ultrasonic iwọn awọn ipele ti o ti wa ni deede. ti pari apakan yoo pade CNC ipari milling awọn ipele deede.Iwọn ikanni ti a lo fun ẹrọ yii jẹ kekere to lati rii daju pe ohun elo bankanje ko ni "sag" sinu ikanni ito, nitorina ikanni naa ṣe itọju aaye agbelebu square kan. Awọn ela ti o ṣeeṣe ni ohun elo bankanje ati awọn ilana ilana UAM ti pinnu idanwo nipasẹ alabaṣepọ iṣelọpọ (Fabrisonic LLC, USA).
Awọn ijinlẹ ti fihan pe itankale ipilẹ kekere waye ni wiwo isunmọ UAM 46, 47 laisi itọju igbona afikun, nitorinaa fun awọn ẹrọ ti o wa ninu iṣẹ yii, Layer Cu-110 jẹ iyatọ si Layer Al 6061 ati awọn ayipada lojiji.
Fi sori ẹrọ 250 psi (1724 kPa) ti o ni iṣaju-iṣaaju-iṣaaju pada (BPR) si iṣanjade ti riakito ki o si fa omi nipasẹ riakito ni iwọn 0.1 si 1 milimita min-1. A ṣe abojuto titẹ riakito nipa lilo FlowSyn-itumọ ti ẹrọ sensọ titẹ eto lati rii daju pe eto naa le ṣetọju awọn iyatọ ti o ni agbara laarin awọn iwọn otutu ti o nṣan ni igbagbogbo laarin awọn iwọn otutu ti o nṣan ni kikun. awọn thermocouples ifibọ laarin awọn riakito ati awọn ti o ti wa ni ifibọ laarin awọn FlowSyn ërún alapapo plate.This ti wa ni waye nipa orisirisi awọn programmable hotplate otutu laarin 100 ati 150 °C ni 25 °C increments ati ki o akiyesi eyikeyi iyato laarin awọn eto ati ki o gba silẹ awọn iwọn otutu.This a ti waye nipa lilo a tc-08 data logger data UKPccoico.
Awọn ipo ifasilẹ cycloaddition ti phenylacetylene ati iodoethane ti wa ni iṣapeye (Eto 1-Cycloaddition of phenylacetylene ati iodoethane Scheme 1- Cycloaddition of phenylacetylene ati iodoethane) .Imudara yii ni a ṣe nipasẹ iwọn apẹrẹ kikun ti awọn adanwo (DOE) ni akoko iwọn otutu akoko 2 ti o wa ni isunmọ, iwọntunwọnsi iwọn otutu ati ibugbe 2. .
Awọn solusan ti o yatọ ti iṣuu soda azide (0.25 M, 4: 1 DMF: H2O), iodoethane (0.25 M, DMF), ati phenylacetylene (0.125 M, DMF) ni a pese sile.A 1.5 mL aliquot ti ojutu kọọkan ti a dapọ ati fifa nipasẹ awọn riakito ni iwọn sisan ti o fẹẹrẹfẹ ati iwọn otutu ti iwọn otutu ti o fẹẹrẹfẹ ti ọja ti o fẹẹrẹfẹ ti a mu ni iwọntunwọnsi ti o fẹẹrẹfẹ ati iwọn otutu. ati ṣiṣe nipasẹ ga išẹ kiromatogirafi omi (HPLC) .Fun aitasera ti onínọmbà, gbogbo awọn aati won apere kan lẹhin ti awọn lenu adalu kuro ni riakito.The paramita awọn sakani ti a ti yan fun ti o dara ju ti han ni Table 2.
Gbogbo awọn ayẹwo ni a ṣe atupale nipa lilo Chromaster HPLC eto (VWR, PA, USA) ti o wa ninu fifa quaternary, adiro ọwọn, oluṣawari igbi UV oniyipada ati autosampler. Awọn ọwọn naa jẹ Equivalence 5 C18 (VWR, PA, USA), 4.6 × 100 mm ni iwọn, 5 µm patiku pade 5 µm, iwọn isokuso 5 µm, iwọn isokuso 5 µm ni iwọn 5 µm, iwọn isokuso 5. ol: omi ni iwọn sisan ti 1.5 mL.min-1. Iwọn abẹrẹ jẹ 5 µL ati igbiyanju igbiyanju oluwari jẹ 254 nm. Agbegbe% oke fun ayẹwo DOE ni a ṣe iṣiro lati awọn agbegbe ti o ga julọ ti awọn alkyne iyokù ati awọn ọja triazole nikan. Abẹrẹ ti ohun elo ti o bẹrẹ jẹ ki idanimọ ti awọn ipele ti o yẹ.
Pipọpọ iṣelọpọ itusilẹ riakito si sọfitiwia MODDE DOE (Umetrics, Malmö, Sweden) jẹ ki a ṣe itupalẹ pipe ti awọn aṣa abajade ati ipinnu awọn ipo ifaseyin ti o dara julọ fun cycloaddition yii.Ṣiṣe iṣapeye ti a ṣe sinu rẹ ati yiyan gbogbo awọn ofin awoṣe pataki ti n pese awọn ipo ifaseyin ti a ṣe apẹrẹ lati mu agbegbe awọn ohun elo ga julọ pọ si lakoko ti o dinku agbegbe tente oke fun acety.
Ifoyina ti Ejò dada laarin iyẹwu ifaseyin katalitiki ti waye ni lilo ojutu kan ti hydrogen peroxide (36%) ti nṣàn nipasẹ iyẹwu ifaseyin (oṣuwọn sisan = 0.4 milimita min-1, akoko ibugbe = 2.5 min) ṣaaju iṣelọpọ ti ile-ikawe yellow triazole kọọkan.
Ni kete ti a ti ṣe idanimọ eto ti o dara julọ ti awọn ipo, wọn lo si ọpọlọpọ awọn itọsẹ acetylene ati awọn itọsẹ haloalkane lati gba akopọ ti iṣelọpọ ile-ikawe kekere kan, nitorinaa iṣeto agbara lati lo awọn ipo wọnyi si ibiti o gbooro ti awọn reagents ti o pọju (Figure 1).2).
Mura awọn ojutu lọtọ ti iṣuu soda azide (0.25 M, 4: 1 DMF: H2O), haloalkanes (0.25 M, DMF) ati alkynes (0.125 M, DMF) .3 milimita aliquots ti ojutu kọọkan ni a dapọ ati fifa nipasẹ riakito ni 75 µL.min-1 ati iwọn didun 150 °C ti a gba sinu 150 °C. acetate.A ti fọ ojutu ayẹwo pẹlu 3 × 10 mL ti omi. Awọn ipele omi ti a fi omi ṣan ni idapo ati fa jade pẹlu 10 mL ti ethyl acetate;lẹhinna a ti dapọ awọn fẹlẹfẹlẹ Organic, ti a fọ ​​pẹlu 3 x 10 mL ti brine, ti o gbẹ lori MgSO4 ati filtered, lẹhinna a ti yọ iyọkuro kuro ni vacuo.Awọn ayẹwo ni a sọ di mimọ nipasẹ chromatography iwe lori gel silica nipa lilo ethyl acetate ṣaaju ki o to ṣe ayẹwo nipasẹ apapo ti HPLC, 1H NMR, 13C NMR ati giga-giga spectrometry).
Gbogbo spectra ni a ti gba nipa lilo iwọn iwoye ibi-ipin ti Thermofischer Orbitrap pẹlu ESI gẹgẹbi orisun ionization. Gbogbo awọn ayẹwo ni a pese sile nipa lilo acetonitrile bi epo.
Ayẹwo TLC ni a ṣe lori awọn awo siliki ti o ni atilẹyin aluminiomu. Awọn awo ti a fi oju han nipasẹ ina UV (254 nm) tabi abawọn vanillin ati alapapo.
Gbogbo awọn ayẹwo ni a ṣe atupale nipa lilo eto VWR Chromaster (VWR International Ltd., Leighton Buzzard, UK) ti o ni ipese pẹlu autosampler, fifa adiro adiro ọwọn ati aṣawari igbi-ẹyọkan kan. Awọn iwe ti a lo jẹ ACE Equivalence 5 C18 (150 × 4.6 mm, Advanced Chromatography Technologies Ltd., Aberdeen, Scotland).
Awọn abẹrẹ (5 µL) ni a ṣe taara lati inu idapọ ifa robi ti a fomi (1:10 dilution) ati ṣe atupale pẹlu omi: kẹmika (50:50 tabi 70:30), ayafi fun diẹ ninu awọn apẹẹrẹ ti o lo 70:30 eto epo (ti a tọka si nọmba irawọ) ni iwọn sisan ti 1.5 mL / min
Agbegbe % tente oke ti apẹẹrẹ jẹ iṣiro lati agbegbe ti o ga julọ ti alkyne ti o ku, ọja triazole nikan, ati abẹrẹ ti ohun elo ti o bẹrẹ gba idanimọ ti awọn oke giga ti o yẹ.
Gbogbo awọn ayẹwo ni a ṣe atupale nipa lilo Thermo iCAP 6000 ICP-OES. Gbogbo awọn iṣedede isọdiwọn ni a pese sile nipa lilo 1000 ppm Cu boṣewa ojutu ni 2% nitric acid (SPEX Certi Prep) .Gbogbo awọn iṣedede ti pese sile ni 5% DMF ati 2% HNO3 ojutu, ati gbogbo awọn ayẹwo ni a ti fomi ni ojutu 20.
UAM nlo ultrasonic irin alurinmorin bi a imora ilana fun awọn irin bankanje ohun elo ti a lo lati kọ awọn ik ijọ.Ultrasonic irin alurinmorin nlo a gbigbọn irin ọpa (ti a npe ni a iwo tabi iwo ultrasonic) lati kan titẹ si awọn bankanje Layer / tẹlẹ consolidated Layer lati wa ni iwe adehun nigba gbigbọn awọn material.Fun lemọlemọfún isẹ ti, awọn sonotrode ati awọn ohun elo ti yiyi lori awọn ohun elo cylin ti wa ni lilo lori awọn ohun elo ti o wa ni erupẹ ilẹ, awọn ohun elo cylin ati awọn ohun elo gbigbọn ti a lo lori aaye cylin. , Awọn oxides lori dada ti awọn ohun elo le crack.Tẹsiwaju titẹ ati gbigbọn le fa asperities ti awọn ohun elo lati Collapse 36 .Intimate olubasọrọ pẹlu tibile induced ooru ati titẹ ki o si nyorisi si ri to-ipinle imora ni awọn atọkun ohun elo;o tun le ṣe iranlọwọ fun ifaramọ nipasẹ awọn iyipada ninu agbara dada48.Ida ti ọna asopọ ti o niiṣe bori ọpọlọpọ awọn iṣoro ti o niiṣe pẹlu iwọn otutu yo iyipada ati iwọn otutu ti o ga julọ lẹhin-ipa ti a mẹnuba ninu awọn ilana iṣelọpọ afikun miiran.Eyi ngbanilaaye fun ifunmọ taara (ie, laisi iyipada oju-aye, awọn kikun tabi awọn adhesives) ti awọn ipele pupọ ti awọn ohun elo ti o yatọ si ọna iṣọkan kan.
A keji ọjo ifosiwewe fun UAM ni awọn ga ìyí ti ṣiṣu sisan woye ni ti fadaka ohun elo, ani ni kekere awọn iwọn otutu, ie daradara ni isalẹ awọn yo ojuami ti ti fadaka ohun elo.The apapo ti ultrasonic oscillation ati titẹ induces awọn ipele ti o ga ti agbegbe ọkà aala ijira ati recrystallization lai awọn ti o tobi otutu ilosoke asa ni nkan ṣe pẹlu olopobobo awọn ohun elo.Nigba awọn ikole ti awọn ik ijọ, yi phenomined Layer ti nṣiṣe lọwọ Layer laarin awọn ohun elo ati ki o le ṣe awọn ti nṣiṣe lọwọ Layer. nipasẹ Layer.Elements gẹgẹbi awọn okun opiti 49, awọn imuduro 46, awọn ẹrọ itanna 50, ati awọn thermocouples (iṣẹ yii) ti wa ni aṣeyọri ti a ti fi sii sinu awọn ẹya UAM lati ṣẹda awọn apejọ ti nṣiṣe lọwọ ati palolo.
Ninu iṣẹ yii, mejeeji isọpọ ohun elo ti o yatọ ati awọn iṣeeṣe intercalation ti UAM ni a ti lo lati ṣẹda microreactor ibojuwo iwọn otutu ti o ga julọ.
Ti a ṣe afiwe pẹlu palladium (Pd) ati awọn ayase irin ti a lo nigbagbogbo, Cu catalysis ni ọpọlọpọ awọn anfani: (i) Ni ọrọ-aje, Cu ko gbowolori ju ọpọlọpọ awọn irin miiran ti a lo ninu catalysis ati nitorinaa jẹ aṣayan ti o wuyi fun ile-iṣẹ iṣelọpọ kemikali (ii) Awọn aati idapọmọra ti Cu-catalyzed ti n pọ si ati pe o han pe o jẹ ọna ibaramu si Pd53-orisun daradara ninu awọn isansa ti miiran ligands, Awọn wọnyi ni ligands nigbagbogbo structurally o rọrun ati ki o ilamẹjọ ti o ba fẹ, ko da awon ti a lo ninu Pd kemistri wa ni igba eka, gbowolori, ati air-kókó (iv) Cu, paapa mọ fun awọn oniwe-agbara lati dè alkynes ni kolaginni, Fun apẹẹrẹ, bimetallic-catalyzed Sonogashira coupling ati amistryuclidition (amistrydlation) tun le ṣe igbega pẹlu chemistry) Cyclodes. ti ọpọlọpọ awọn nucleophiles ni Ullmann-iru awọn aati.
Awọn apẹẹrẹ ti heterogenization ti gbogbo awọn aati wọnyi ni a ti ṣe afihan laipẹ ni iwaju Cu (0) .Eyi jẹ pupọ julọ nitori ile-iṣẹ oogun ati idojukọ ti ndagba lori imularada ayase irin ati atunlo55,56.
Pioneered nipasẹ Huisgen ni 1960s57, awọn 1,3-dipolar cycloaddition lenu laarin acetylene ati azide to 1,2,3-triazole ti wa ni ka a synergistic ifihan reaction.The Abajade 1,2,3 triazole moieties ni o wa ti pato anfani bi pharmacophore ni awọn aaye ti awọn orisirisi awọn ohun elo ti oogun ati lilo 8.
Ihuwasi yii tun wa si idojukọ lẹẹkansi nigbati Sharpless ati awọn miiran ṣe agbekalẹ imọran ti “tẹ kemistri” 59. Oro naa “tẹ kemistri” ni a lo lati ṣe apejuwe eto ti o lagbara, igbẹkẹle ati yiyan ti awọn aati fun iṣelọpọ iyara ti awọn agbo ogun tuntun ati awọn ile-ikawe combinatorial nipasẹ ọna asopọ heteroatom (CXC) 60 Awọn afilọ sintetiki ti awọn aati ti o rọrun wọnyi jẹ awọn aati ti o rọrun lati inu awọn aati omi ti o rọrun 6. 1.
Huisgen 1,3-dipole cycloaddition ti kilasika ko jẹ si ẹka ti “tẹ kemistri”, sibẹsibẹ, Medal ati Sharpless ṣe afihan pe iṣẹlẹ isunmọ azide-alkyne yii gba 107 si 108 ni iwaju Cu (I) ni akawe si awọn ẹgbẹ 1,3-dipolar 2ccedition ti ko ni ilọsiwaju, ko ni ilọsiwaju si awọn ẹgbẹ cycloadition ti o ṣe pataki. tabi awọn ipo ifasilẹ lile ati awọn ikore nitosi iyipada pipe ati yiyan si 1,4-disupstituted 1,2,3-triazoles (anti- 1,2,3-triazole) lori iwọn akoko (Aworan 3).
Awọn abajade isometric ti mora ati Ejò-catalyzed Huisgen cycloadditions.Cu (I) -catalyzed Huisgen cycloadditions nso nikan 1,4-disubstituted 1,2,3-triazoles, ko da thermally induced Huisgen cycloadditions ojo melo ti nso 1,4- ati 1,5-isoomers ti 1.5-triazoles mix.
Pupọ awọn ilana ni pẹlu idinku awọn orisun Cu (II) iduroṣinṣin, gẹgẹbi idinku CuSO4 tabi Cu (II)/Cu (0) awọn ẹya-ara idapọ pẹlu iyọ iṣuu soda.
Kinetic ati awọn ikẹkọ isamisi isotopic nipasẹ Worrell et al.65 fihan pe, ninu ọran ti awọn alkynes ebute, awọn deede meji ti Ejò ni o ni ipa ninu sisẹ ifaseyin ti moleku kọọkan si ọna azide. Ilana ti a dabaa ti n wọle nipasẹ oruka irin idẹ mẹfa ti o ni mẹfa ti o ṣẹda nipasẹ isọdọkan ti azide si σ-bonded Ejò acetylide pẹlu π-bonded coppernd π-bonded coppernd a idurosinsin donor ligavriative. jijẹ proton lati pese awọn ọja triazole ati ki o pa iyipo katalitiki naa.
Lakoko ti awọn anfani ti awọn ẹrọ kemistri ṣiṣan ti wa ni akọsilẹ daradara, ifẹ ti wa lati ṣepọ awọn irinṣẹ itupalẹ sinu awọn eto wọnyi fun laini, ni ipo, ibojuwo ilana66,67.UAM fihan pe o jẹ ọna ti o dara fun apẹrẹ ati ṣiṣe awọn olutọpa ṣiṣan ṣiṣan 3D ti o ga julọ ti a ṣe ti awọn ohun elo ti o nṣiṣe lọwọ, awọn ohun elo imudani thermally pẹlu awọn eroja 4 ti a fi sii taara (Ọpọtọ).
Aluminiomu-Ejò sisan riakito se nipa ultrasonic aropo ẹrọ (UAM) pẹlu eka ti abẹnu ikanni be, ifibọ thermocouples ati katalitiki lenu iyẹwu.Lati visualize ti abẹnu ito awọn ipa ọna, a sihin Afọwọkọ se nipa lilo stereolithography ti wa ni tun han.
Lati rii daju pe awọn reactors ti wa ni iṣelọpọ fun awọn aati Organic ojo iwaju, awọn ohun mimu nilo lati gbona lailewu loke aaye farabale;wọn jẹ titẹ ati iwọn otutu ti a ṣe ayẹwo.Iwọn idanwo naa fihan pe eto naa n ṣetọju iduroṣinṣin ati titẹ nigbagbogbo paapaa pẹlu titẹ eto ti o pọ sii (1.7 MPa).
Nsopọ awọn ifibọ (Nọmba 1) thermocouple si iwọn otutu data logger fihan pe thermocouple jẹ 6 °C (± 1 °C) tutu ju iwọn otutu ti a ṣeto lori eto FlowSyn. Ni igbagbogbo, 10 °C ilosoke ninu awọn esi iwọn otutu ni ilọpo meji ti oṣuwọn ifaseyin, nitorinaa iyatọ iwọn otutu ti o kan awọn iwọn diẹ diẹ le ṣe iyatọ si iwọn otutu ti o ga julọ si ipadanu nitori iwọn otutu ti ara yii. usivity ti awọn ohun elo ti a lo ninu awọn ẹrọ ilana.This gbona fiseete jẹ dédé ati ki o le Nitorina ti wa ni iṣiro fun ni awọn ẹrọ setup lati rii daju deede awọn iwọn otutu ti wa ni ami ati ki o wiwọn nigba ti reaction.Nitorina, yi online monitoring ọpa sise ju Iṣakoso ti lenu otutu ati ki o sise diẹ deede ilana ti o dara ju ati idagbasoke ti aipe ipo.These sensosi tun le ṣee lo lati da lenu exotherms ati ki o se awọn ọna šiše nla-igbese.
Reactor ti a gbekalẹ ninu iṣẹ yii jẹ apẹẹrẹ akọkọ ti ohun elo ti imọ-ẹrọ UAM si iṣelọpọ ti awọn reactors kemikali ati adirẹsi ọpọlọpọ awọn idiwọn pataki lọwọlọwọ ti o ni nkan ṣe pẹlu titẹ AM / 3D ti awọn ẹrọ wọnyi, bii: (i) bibori awọn iṣoro ti a royin ti o ni ibatan si Ejò tabi iṣelọpọ alloy aluminiomu (ii) ilọsiwaju ipinnu ikanni inu ti a fiwewe si idapọmọra ibusun lulú (PBF) awọn ilana bii fusion bed (PBF) ohun elo ti o yan (SLM 6) tabi awọn ohun elo gbigbona 2 Recipe duced processing otutu, eyi ti o sise taara imora ti sensosi, eyi ti o jẹ ko ṣee ṣe ni lulú ibusun ọna ẹrọ, (v) bori ko dara darí ini ati ifamọ ti polima-orisun irinše to a orisirisi ti o wọpọ Organic solvents17,19.
Alaye ti o jẹ afihan nipasẹ kan lẹsẹsẹ ti awọn aati arekereke ti a tẹjade si ẹrọ awọn ipo ṣiṣan ti o wa ni nọmba awọn ipo ti o ni iṣiro ti awọn oriṣiriṣi oriṣiriṣi 1,4- awọn ẹgbẹ alkisi ti awọn ẹgbẹ ni niwaju sodaum cylorade (Nọmba ni ati iododehane) (wo nọmba 5).
(Ni oke apa osi) Eto eto ti a lo lati ṣafikun riakito 3DP sinu eto sisan (oke apa ọtun) ti a gba ni ero iṣapeye (isalẹ) ti ero Huisgen cycloaddition 57 laarin phenylacetylene ati iodoethane fun iṣapeye ati fifihan iwọn iyipada iyipada awọn aye iṣapeye.
Nipa ṣiṣakoso akoko ibugbe ti awọn reagents ni apakan katalytic ti riakito ati ni pẹkipẹki abojuto iwọn otutu ifasẹmu pẹlu iṣọpọ thermocouple taara, awọn ipo iṣe le jẹ iṣapeye ni iyara ati ni deede pẹlu akoko kekere ati lilo ohun elo. O ti pinnu ni kiakia pe awọn iyipada ti o ga julọ ni a gba nigbati akoko ibugbe ti awọn iṣẹju 15 ati iwọn otutu ifa ti 150 °C ni a ti lo sọfitiwia iwọn otutu ti o ṣe pataki lati inu iwọn otutu akoko ti o le rii ni akoko iwọn otutu ti MOD ati pe o le lo idite akoko iwọn otutu ti o ṣe pataki. .Ṣiṣe iṣapeye ti a ṣe sinu nipa lilo awọn ọrọ ti a yan wọnyi n ṣe ipilẹ awọn ipo ifarabalẹ ti a ṣe lati mu iwọn awọn agbegbe ti o pọju ọja pọ si nigba ti o ba dinku awọn agbegbe ti o bẹrẹ awọn ohun elo.
Da lori awọn litireso ti o fihan pe Ejò (I) oxide (Cu2O) le ṣe bi ẹya katalitiki ti o munadoko lori awọn aaye bàbà odo-valent ninu awọn aati wọnyi, agbara lati ṣaju-oxidize dada riakito ṣaaju ṣiṣe iṣesi ni sisan ni a ṣe iwadii70,71.Iṣe laarin phenylacetylene ati iodoethane ni a tun ṣe lẹẹkansi labẹ awọn ipo ti o dara julọ ati pe a ṣe akiyesi abajade ti o dara julọ ni awọn ipo to dara julọ. awọn ohun elo ti, eyi ti a ti iṣiro lati wa ni> 99%.Sibẹsibẹ, mimojuto nipa HPLC fihan wipe yi iyipada significantly dinku awọn excessively pẹ lenu akoko titi to 90 iṣẹju, whereupon awọn aṣayan iṣẹ-ṣiṣe han lati ipele pa ati ki o de ọdọ a "duro ipinle" .This akiyesi ni imọran wipe awọn orisun ti katalitiki aṣayan iṣẹ-ṣiṣe ti wa ni gba lati awọn dada Ejò oxide dipo ju awọn odo-valent Ejò sobusitireti 2 oxide ti wa ni irin-itumọ ti o ni irọrun Layer Cucute Oxid. .Eyi yọkuro iwulo lati ṣafikun orisun orisun Ejò (II) fun co-composition71.