يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

كيمياء تدفق مستمر: رد فعل ديفينيلديازوميثاني مع حمض-نيتروبينزويك ف

11.4K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/56608

⸱

نوفمبر 15, 2017

 ,  ,  ,  , 
1School of Chemistry & Biochemistry, Georgia Institute of Technology, 2School of Chemical & Biomolecular Engineering, Georgia Institute of Technology

في هذه المقالة

ملخص

يحمل تدفق الكيمياء البيئية والمزايا الاقتصادية من خلال الاستفادة من خلط متفوقة، نقل الحرارة، وتكلفة الفوائد. هنا، نحن نقدم مخططا لنقل العمليات الكيميائية من دفعة إلى وضع التدفق. رد فعل ديفينيلديازوميثاني (DDM) مع حمض-نيتروبينزويك ف، أجريت في دفعة والتدفق، اختير للتثبت من صحة الفكرة.

الملخص

استمرار تدفق التكنولوجيا قد تم تحديدها كما الآلي للبيئية والاقتصادية على مزايا متفوقة حشد خلط، نقل الحرارة وتكلفة تحقيق وفورات من خلال استراتيجية "القياس من" مقارنة التقليدية "القياس حتى". وهنا، نحن تقرير رد فعل ديفينيلديازوميثاني مع حمض-نيتروبينزويك ففي كل دفعة وتدفق وسائط. فعالية نقل رد فعل من دفعة إلى وضع تدفق، من الضروري إجراء أول رد فعل في دفعة. نتيجة لذلك، كان رد فعل ديفينيلديازوميثاني تدرس أولاً دفعة واحدة كدالة لدرجة الحرارة ووقت رد الفعل، والتركيز على الحصول على المعلومات الحركية ومعالجة معلمات. يتم وصف إنشاء مفاعل تدفق الزجاج ويجمع بين نوعين من الوحدات النمطية لرد فعل "خلط" و "الخطية" المجهرية. وأخيراً، رد فعل ديفينيلديازوميثاني مع حمض-نيتروبينزويك فأجريت بنجاح في المفاعل التدفق، بنسبة تصل إلى 95% تحويل ديفينيلديازوميثاني في 11 دقيقة. هذا دليل على رد فعل مفهوم يهدف إلى توفير البصيرة للعلماء للنظر في تدفق التكنولوجيا القدرة التنافسية والاستدامة، وبراعة في أبحاثهم.

المقدمة

الكيمياء الخضراء والهندسة وخلق تغيير ثقافة للاتجاه المستقبلي للصناعة1،2،،من34. تكنولوجيا التدفق المستمر قد اعتبرت مفيدة لمزاياه البيئية والاقتصادية الاستفادة من خلط متفوقة، نقل الحرارة، وتكلفة تحقيق وفورات من خلال استراتيجية "القياس من" بدلاً من "القياس حتى" التقليدية5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10.

على الرغم من أن قد يفضل الصناعات التي تنتج منتجات عالية القيمة مثل صناعة الأدوية طويلة تجهيز الدفعات، مزايا تدفق التكنولوجيا أصبحت جذابة بسبب تزايد المنافسة الاقتصادية وفوائد الإنتاج التجاري 11. على سبيل المثال، عندما دفعة الارتقاء بمستوى العمليات، وحدات المقياس التجريبي يجب بني وتشغيلها للتأكد من الحرارة دقيقة وآليات النقل الجماعي. هذا هو يكاد المستدامة ويطرح كثيرا من حياة البراءات القابلة للتسويق للمنتج. وفي المقابل، يسمح معالجة التدفق المستمر لمزايا مقياس خارجاً، القضاء في المرحلة التجريبية والنباتات والهندسة المرتبطة بالإنتاج مقياس حافز مالي كبير. يتجاوز التأثير الاقتصادي، كما تمكن الذري التكنولوجيا المستمر والطاقة كفاءة العمليات. على سبيل المثال، خلط المحسن يحسن النقل الجماعي لنظم ثنائية الطور، مما يؤدي إلى تحسين غلة واستراتيجيات الإنعاش محفز، ومخططات إعادة التدوير اللاحقة. بالإضافة إلى ذلك، والقدرة على إدارتها بدقة درجة الحرارة رد فعل يؤدي إلى مراقبة دقيقة لرد الفعل حركية والمنتج توزيع12. تعزيز عملية مراقبة، نوعية المنتج (المنتجات الانتقائية) وإمكانية تكرار نتائج تأثيراً من الناحيتين البيئية والمالية على السواء.

تدفق المفاعلات متوفرة تجارياً مع مجموعة متنوعة واسعة من الأحجام والتصاميم. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن بسهولة تحقيق تخصيص مفاعلات لتلبية الاحتياجات العملية. وهنا، نحن تقرير تجارب أجريت في مفاعل تدفق مستمر لزجاج (الشكل 1). جمعية المجهرية (161 مم × 131 ملم × 8 مم) مصنوعة من الزجاج وهو متوافق مع مجموعة واسعة من المواد الكيميائية والمذيبات وهو مقاومة للتآكل على نطاق واسع من درجات الحرارة (-25-200 درجة مئوية) والضغوط (تصل إلى 18 شريط). صممت المجهرية وعلى الترتيب لخلط الحقن متعددة، وعالية الأداء والوقت الإقامة مرنة، ونقل الحرارة دقيقة. تم تجهيز جميع المجهرية مع اثنين من طبقات فلويديك (-25 – 200 درجة مئوية، وتصل إلى 3 بار) لتبادل الحرارة على جانبي طبقة رد فعل. معدلات نقل الحرارة يتناسب مع المساحة السطحية نقل الحرارة ويتناسب عكسيا مع حجمه. وبالتالي، تسهل هذه المجهرية نسبة السطح إلى الحجم أمثل لنقل الحرارة المحسنة. هناك نوعان من المجهرية (أي وحدات): "خلط" الوحدات النمطية ووحدات "الخطية" (الشكل 2). الوحدات النمطية "خلط" على شكل قلب مصممة لحمل الاضطراب وتحقيق أقصى قدر من الاختلاط. وفي المقابل، توفر النماذج الخطية وقت الإقامة الإضافية.

وكدليل على المفهوم، اخترنا جيدا وصف رد فعل ديفينيلديازوميثاني مع الأحماض الكربوكسيلية13،،من1415،،من1617. رد فعل مخطط يظهر في الشكل 3. الأولى نقل البروتون من حمض الكربوكسيلية ديفينيلديازوميثاني بطيئة وهي خطوة تحديد معدل. الخطوة الثانية هو السريع وينتج رد الفعل المنتج والنيتروجين. في البداية كان التحقيق رد فعل لمقارنة الحموضة النسبي للأحماض الكربوكسيلية العضوية في المذيبات العضوية (أبروتيك وبروتيك). رد فعل من الدرجة الأولى في ديفينيلديازوميثاني والدرجة الأولى في الأحماض الكربوكسيلية.

تجريبيا، ورد فعل أجريت في وجود فائض كبير من حمض الكربوكسيلية (10 المولى معادلات). نتيجة لذلك، كان المعدل الزائفة من الدرجة الأولى بالنسبة ديفينيلديازوميثاني. يمكن الحصول على ثابت معدل الترتيب الثاني ثم بقسمة الزائفة التي تم الحصول عليها تجريبيا أول أمر ثابت معدل تركيز حمض الكربوكسيلية الأولى. وفي البداية، رد فعل ديفينيلديازوميثاني مع حمض البنزويك (pKa = 4.2) تم التحقيق فيها. دفعة واحدة، يبدو أن رد الفعل يكون بطيئا نسبيا، تصل إلى حوالي 90% التحويل في 96 دقيقة. كما معدل رد فعل متناسب مباشرة إلى حموضة حمض الكربوكسيلية، اخترنا كشريك في رد فعل أكثر حمضية من حمض الكربوكسيلية، فنيتروبينزويك حامض (pKa = 3.4) تقصير وقت رد الفعل. وهكذا كان التحقيق رد فعل حمض-نيتروبينزويك فمع ديفينيلديازوميثاني في الإيثانول اللامائى في دفعة وتدفق (الشكل 4). وترد النتائج بالتفصيل في القسم التالي.

عندما ينفذ رد فعل في الإيثانول، ويمكن أن تشكل المنتجات الثلاثة: (ط) بينزيدريل-4-نيتروبينزواتي، الذي ينتج من ردود فعل فنيتروبينزويك-حمض مع ديازونيوم ديفينيلميثاني المتوسطة؛ (ثانيا) بينزيدريل إيثيل البروم التي يتم الحصول عليها من رد فعل المذيب، الإيثانول، مع ديازونيوم ديفينيلميثاني؛ والنيتروجين (ثالثا). لم تدرس توزيع المنتج كما هو موثق توثيقاً جيدا في الأدب؛ بدلاً من ذلك ركزنا اهتمامنا على نقل التكنولوجيا من رد فعل دفعة إلى تدفق مستمر13،،من1415. وراقب تجريبيا اختفاء ديفينيلديازوميثاني. رد فعل العائدات مع تغيير ألوان زاهية، التي يمكن ملاحظتها بصريا من مطيافية الأشعة فوق البنفسجية بالنسبة. وهذا ناتج عن كون أن ديفينيلديازوميثاني مركب أرجواني بشدة في حين جميع المنتجات الأخرى من رد فعل عديم اللون. ولذلك رد فعل يمكن بصريا رصد على أساس نوعية والكمية تليها مطيافية الأشعة فوق البنفسجية (أي اختفاء الاستيعاب diazomethane ثنائي الفينيل في 525 نانومتر). وهنا، نحن التقرير الأول رد فعل حمض-نيتروبينزويك ديفينيلديازوميثاني و pفي الإيثانول في دفعة كدالة للزمن. ثانيا، أن رد فعل بنجاح نقل، ونفذت في المفاعل تدفق الزجاج. تم التحقق من التقدم المحرز في رد فعل عن طريق رصد اختفاء ديفينيلديازوميثاني باستخدام مطيافية الأشعة فوق البنفسجية (في أوضاع دفعة والتدفق).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

التحذيرات الصحية ومواصفات المواد الكاشفة
هيدرازوني بنزوفينون: قد يسبب تهيج الجهاز الهضمي. لم يتم التحقيق الكامل الخواص السمية لهذه المواد. قد يسبب تهيج الجهاز التنفسي. لم يتم التحقيق الكامل الخواص السمية لهذه المواد. قد يسبب تهيج الجلد والعيون تهيج 18-

المنشط أكسيد المنغنيز (منو 2): (تصنيف "الصحة العظمية" 2) الخطرة في حالة تماس الجلد والعين الاتصال، وابتلاع واستنشاق 19-

فوسفات البوتاسيوم مائي (خ 2 ص 4): (تصنيف "الصحة العظمية" 2) الخطرة في حالة تماس الجلد والعين الاتصال، وابتلاع واستنشاق 20-

الميثان: (تصنيف "الصحة العظمية" لتصنيف النار 2، 1) جداً خطرة في حالة الاتصال بالعين (مهيجة)، لابتلاع، استنشاق. خطرة في حالة تماس الجلد (مهيجة، بيرميتور). التهاب العين يتميز باحمرار، سقي، وحكة 21-

1-توليف ديفينيلديازوميثاني (DDM):

  1. قبل بداية توليف DDM، ضمان جميع المواد اللازمة المذكورة موجودة فضلا عن الكواشف اللازمة التأكد من أنه يمكن إجراء توليف السليم.
  2. ز إضافة 10 (ما يعادل.72) اللامائى خ 2 ص 4 و 31 ز ثاني أكسيد المنغنيز المنشط، منو 2 (3.5 مكافئات) قارورة قاع جولة 3-رقبته 250 مل (1)، ومحرض مغناطيسي.
  3. إضافة 20 جرام بنزوفينون هيدرازوني في قارورة منفصلة أسفل جولة 2-رقبته 100 مل (2)، محرض مغناطيسية، وتخزينها في درجة حرارة الغرفة-
  4. إضافة مل 67 من الميثان (DCM) وتجهيز كل قوارير (1 و 2) مع السدادات، والحرارة، والحرارية-
  5. بعد تطهير كل قوارير غاز خامل لمدة 15 دقيقة، تطبيق حمام الثلج خ 2 ص 4 وفي منو 2 تسوية (قارورة 1). التأكد من أن درجة الحرارة من أن الحل يبقى ثابتاً عند 0 درجة مئوية على الأقل 30 دقيقة
    6. نقل
  6. بعد 30 دقيقة لدرجة حرارة ثابتة القراءة، هيدرازوني بنزوفينون (قارورة 2) في قارورة تحتوي على خ 2 ص 4 ومنو 2 (قارورة 1). القيام برد فعل على 24 ساعة للتوصل إلى إنجاز.

2. تنقية DDM:

  1. بعد 24 ساعة، إضافة 120 مل بينتان إلى خليط رد فعل (عميق، أحمر أرجواني حلاً)-
    2. تصفية
  2. الحل السريع من خلال حيادية السليكا هلام (50-200 ميكرومتر). ومن المهم أن لا وقت الاتصال المنتج مع السيليكا لا تتجاوز الحد الأدنى 5 DDM حمض الحساسة؛ سوف يحدث التحلل كبيرة مع أطول وقت الاتصال 22-
    1. الاضطلاع بالترشيح مع قمع زجاج متكلس مسامية متوسطة، مرفقة بنظام ترشيح فراغ أو نظام فراغ غطاء دخان.
  3. فيلتراتي نقل وإزالة المذيبات مع مبخر دوراني في الخلاء. وناتج النفط الخام نفط ديب بيربل. إحباط
    1. الألومنيوم التفاف حول قارورة لإبقاء الضوء بعيداً عن DDM. DDM حساسة للضوء-
  4. بعد تغطي قارورة مع رقائق الألومنيوم، تخزين DDM نقية في الثلاجة، مختومة وتحت جو من غاز خامل.
  5. رصد لبلورة تحدث، التي عادة ما يستغرق 2-3 أيام. إزالة قارورة من الثلاجة والسماح لها بالوصول إلى درجة حرارة الغرفة. من الضروري تنقية خطوة أخرى. إضافة الكحول الاثيلي واقية من 200 إلى قارورة، وتصفية وثم استخدم مبخر دوراني لإزالة المذيبات المتبقية. عند هذه النقطة، يجب إزالة معظم الشوائب المتبقية.
    1. تحليل العميقة الناتجة عن ذلك، إلى الحمرة الأرجواني بلورات DDM مطيافية الأشعة فوق البنفسجية. وتم قياس أبسوربتيفيتي المولى التجريبية لتكون (اليورو) 94.8، التي تطابق قيم الأدب.
      تنبيه: فيما يلي التحذيرات الصحية ذات الصلة، ومواصفات المواد الكاشفة لمعالجة سليمة وآمنة للقيام برد فعل البروتوكول ل DDM. عند التعامل مع هذه المواد، ضمان معدات الوقاية الشخصية المناسبة في جميع الأوقات وظروف العمل تحت غطاء دخان.

      DDM: لفترات طويلة أو التعرض المتكرر قد يسبب الحساسية في بعض الأفراد الحساسة 23-
      فحمض نيتروبينزويك: (تصنيف الصحة العظمية 2) كفالة أن الكاشف هو إبقاء بعيداً عن الحرارة. الابتعاد عن مصادر الاشتعال. الحاويات الفارغة خطر الحرائق؛ تتبخر هذه البقايا تحت غطاء دخان. الأرض جميع المعدات المحتوية على المواد. إذا بلعها، التماس المشورة الطبية فورا وإظهار الحاوية أو التسمية. تجنب ملامسة الجلد والعيون 24-
      إيثيل الكحول، دليلاً على 200: (تصنيف الصحة العظمية 2، "تقدير صحة" 3) الخطرة في حالة تماس الجلد، والاتصال بالعين، واستنشاق. الإيثانول سرعة يمتص الرطوبة من الهواء، ويمكن أن تتفاعل بقوة مع المؤكسدات 25-
      التولوين: (تصنيف الصحة العظمية 2، "تقدير صحة" 3) الخطرة في حالة تماس الجلد (مهيجة) ومن الاتصال بالعين (مهيجة)، لابتلاع واستنشاق. خطرة قليلاً في حالة تماس الجلد (بيرميتور). الاشتعال 26-
      س-زيلين نفط: (تصنيف الصحة العظمية 2، "تقدير صحة" 3) إمكانية وضع آثار المسخ، سمية التنموية للجهاز التناسلي في الذكور، والسمية إذا بلعها على الكلي والكبد، الجهاز التنفسي العلوي، والجلد، والعيون، والوسطى الجهاز العصبي. الابتعاد عن تماس الجلد (مهيجة، بيرميتور)، الاتصال بالعين (مهيجة)، أو ابتلاع واستنشاق 27-

3. إعداد حل DDM "التدفق المستمر":

  1. شطف قارورة حجمية 100 مل مع الإيثانول.
  2. الفارغة قنينة 6-درام على توازن التحليلي، وإضافة.1942 ز DDM إلى الدرام القنينة. إضافة الإيثانول اللامائى (5 مل) إلى القنينة تزايدات من 2 إلى 3 حتى جميع DDM يذهب إلى الحل. مع ماصة، نقل الحل من القنينة 6-أرميني إلى قارورة حجمية 100 مل نظيفة.
    1. بعناية إضافة الإيثانول إلى أدنى نقطة غضروف ينسجم مع الخط الذي تتم الإشارة إليها في دورق حجمي.
    2. إضافة 1 مل تولوين، المعيار الداخلي، وإلى قارورة. دورق حجمي يمكن الآن توج وتخزينها حتى كل حل DDM وف-حل حمض نيتروبينزويك مستعدون لرد فعل تدفق مستمر-

4. إعداد 0.1 م الأوراق المالية حل فحمض نيتروبينزويك:

  1. شطف دورق حجمي 250 مل عدة مرات مع الإيثانول اللامائى.
  2. الفارغة قنينة 6-درام على توازن التحليلي. إضافة 4.1780 ز فحمض نيتروبينزويك إلى الدرام القنينة. بعد إضافة الحامض، إضافة الإيثانول اللامائى (5 مل) في زيادات 2 إلى 3 إلى القنينة حتى كل فحمض نيتروبينزويك يذهب إلى الحل.
    1. مع ماصة، نقل الحل من القنينة 6-أرميني في دورق حجمي النظيفة 250 مل.
    2. إضافة الإيثانول بعناية حتى نقطة الحد الأدنى من غضروف محاذاة مع خط دورق حجمي.
    3. إضافة 1 مل من س-زيلين نفط، والمعيار الداخلي، في فلوريدااسأل. دورق حجمي يمكن الآن توج وتخزينها حسب الحاجة.

5. إعداد "المفاعل التدفق المستمر":

  1. تحقق من أن محول متصل بوحدة تحكم المضخة في مدخل A لكلا إيسكس، وفارغة من جمع قنينة في نهاية كل أنبوبة الخروج جمع الحلول رد فعل، والنفايات، والمذيبات.
    1. إنشاء والتحقق من كل 1 التصنيف ( فحمض نيتروبينزويك) والتصنيف 2 (DDM)، كما هو مبين في الشكل 9.
    2. الإعداد كل مضخة التصنيف مع وحدة التحكم الخاصة به للتحكم بشكل مستقل في تيارات كاشف. وهذا ما يسمح لمعدلات التدفق تعديلها بشكل مستقل حسب الاقتضاء.
  2. في كوب منفصلة، إضافة 400 مل إيثانول. هذا ستستخدم لمسح المفاعل.
    1. بدوره عقارب الساعة حتى الصمام صمام مدخل الورك مفتوحة بالكامل (المعرفة كصمام A و B، على التوالي). الصحافة " "التدفق المستمر" " على وحدة تحكم المضخة، ومن ثم " A "، مما يدل على مدخل محول يرتبط التصنيف. هذا الإجراء بمطالبة المستخدم بإدخال معدل التدفق المطلوب.
      2. أدخل
    2. فلووراتي من " 70 "، ثم اضغط " أدخل ". عندما تكون جاهزاً، ضرب " عبوة " للاتصال بنظام لوضع الحل بمعدل 70 مل/دقيقة
    3. بدء الرسم مذيب الإيثانول من خلال أنبوب مدخل. لاحظ أنه إذا يقترب معدل تدفق المذيب في، يجب قراءة معدل التدفق في إيسكس-70.0000 مل/دقيقة. سيبدأ مستوى المذيبات في قارورة الانخفاض.
      ​ ملاحظة: أنه أمر طبيعي تماما إذا كان حجم المذيب لا تتطابق مع وحدة التخزين التي يتم عرضها في وحدة التحكم. سيسحب الهواء جزئيا في النظام، وكذلك-
  3. عندما تم شغل كل من التصنيف 1 و 2 التصنيف تماما والمراقب المالي يشير إلى هذا بقراءة " "كامل اسطوانة" " و " متوقف "، تشغيل صمام مدخل A و B مغلقة تماما عن طريق تحويل الصمام تماما عكس اتجاه عقارب الساعة.
  4. فتح صمام المخرج الذي يعمل بالمثل بصمام مدخل، الذي يقود الصمام للمفاعل، بتحويلها بعكس اتجاه عقارب الساعة. صمام المخرج يغذي عن طريق التصفية، في الماضي صمام أحادي الاتجاه، ومن هناك الماضي تخفيف الضغط صمام وإلى المفاعل تدفق.
  5. في هذه المرحلة، تغيير معدل التدفق. لا ينبغي أن يتجاوز معدل التدفق الإجمالي الأقصى الموصى بها على تشغيل واحد 30 مل/دقيقة
    1. تنظيف كل المهن بشكل منفصل، يعمل كل منها بمعدل تدفق من 30 مل/دقيقة
  6. الصحافة " A " في التصنيف التي تم تعيينها حاليا ما يصل إلى تشغيل الإيثانول من خلال النظام. تغيير معدل التدفق بإدخال معدل التدفق المطلوب " 30 "، " أدخل "، وأخيراً " تشغيل ". وهذا يتصل بالنظام لتشغيل بمعدل 30 مل/دقيقة
    ​ ملاحظة: التدفق اكويليبراتيس، يبدأ المذيب تتدفق من خلال النظام.
    1. مراقبة المفاعل لتسرب أو انسداد، وأن هناك من المذيبات المتدفقة في جميع أنحاء المفاعل كله. بمجرد قد تم تنظيف كلا إيسكس 2-3 مرات، النظام الآن جاهزاً لتشغيل التجربة.

6. إعداد M.01 DDM التصنيف مضخة 2:

آر
  1. مكان المدخل في قارورة حجمية 100 مل من DDM. فتح صمام مدخل ب (آر 2 في الشكل 9)-
  2. تعيين في التصنيف إلى معدل تدفق من 70 مل/دقيقة تبدأ الرسم الحل حتى كل ذلك يتم تناولها في المحاقن بضرب " عبوة ".
  3. ملاحظة أن حجم الحل في المهن ووحدة التخزين الأصلية للحل في قارورة يمكن أن تكون مختلفة قليلاً. أيضا يتم سحب الهواء في مضخة التصنيف-
    1. إذا كان هناك بقايا DDM بعد التصنيف قد بلغ حجم الحد الأقصى بعد استيعاب للحل، الصحافة " تشغيل " طرد الهواء التي وضعت جنبا إلى جنب مع قارورة من المدخل. حالما يبدأ DDM دفع، ضرب " وقف "، ومن ثم " عبوة " أن تبدأ إعادة الملء التصنيف.
    2. الحفاظ على تكرار هذه الخطوات حتى قد تناول جميع DDM (سيتم تطبيق هذا على فحمض نيتروبينزويك، وكذلك)-
    3. تدفق حوالي 1 مل DDM من المضخة. مضخة 2 التصنيف جاهز الآن ليتم تشغيلها. ويعتبر مستوى المذيبات في الخط وعلى استعداد لبدء تتدفق من خلال المفاعل التدفق المستمر-
  4. صمام إغلاق مدخل ب بتحول صمام الورك عقارب الساعة حتى أنه لا يمكن تشغيل إضافية، وفتح صمام مأخذ التيار الذي يغذي المفاعل تدفق مستمر بتشغيل العداد صمام عقارب الساعة حتى أنها مفتوحة بالكامل. نقل 1 مل من محلول DDM والتولوين إلى ومبومو لتحليل يتعلق بالأشعة فوق البنفسجية-
  5. تعيين معدل التدفق إلى 1.42 مل/دقيقة. لا تضرب " تشغيل " حتى فحمض نيتروبينزويك 1 التصنيف قد تم إنشاء بروتوكول نفس معدل تدفق 3.58 مل/دقيقة وهي جاهزة للتشغيل بالترادف.

7. إعداد p.1 M-"حمض التصنيف 1 مضخة" نيتروبينزويك:

  1. فتح مدخل مضخة صمام A 1 التصنيف، مع دورق حجمي 250 مل فحمض نيتروبينزويك في نهاية أنبوب تغذية.
  2. بمجرد أنبوب تغذية يتم مغمورة تماما في دورق حجمي، تعيين في التصنيف إلى معدل تدفق من 70 مل/دقيقة. ومرة أخرى، تحقق لمعرفة إذا كان معدل التدفق على وحدة تحكم يقرأ 70.00 مل/دقيقة عند ضرب " عبوة ".
  3. بدء الرسم الحل حتى يتم أخذ كل ذلك في المحاقن، باستخدام نفس التقنية المذكورة أعلاه للحصول على كل من الحل في النظام-
  4. إغلاق صمام مدخل عن طريق تحويل صمام الورك عقارب الساعة إلى أن يتم إغلاقها تماما. فتح صمام مأخذ التيار الذي يغذي المفاعل تدفق مستمر بتشغيل العداد صمام عقارب الساعة حتى أنها مفتوحة بالكامل-
  5. تعيين معدل التدفق إلى 3.58 مل/دقيقة. وسيكون معدل التدفق الإجمالي بما في ذلك في الدقيقة 1.42 مل من DDM 5.00 مل/دقيقة، مدة إقامة إجمالية داخل المفاعل من 11 دقيقة تقريبا بنسبة 10:1 فحمض نيتروبينزويك إلى DDM.

8. القيام برد فعل في التدفق مع "المعادلة مولى" 10:1 فنيتروبينزويك حامض و DDM:

  1. مرة واحدة كل مضخة على استعداد مع الكاشف ' تم إدخالها الحلول s والصمامات بشكل صحيح تعديل معدلات التدفق الصحيح، وضرب " تشغيل " على كلا المضخات. بعد صمام أحادي الاتجاه الضغط قد اكويليبراتيد، الكاشف ' s الحلول سوف تبدأ تتدفق على وحدات المفاعل.
    1. مراقبة التدفق. DDM ' تغذية s يدخل في الوحدة النمطية 1، فحمض نيتروبينزويك ' s تصب في الوحدة النمطية 2، وخلط تجري في الوحدة 3. وقت الإقامة ما يقرب من 11 دقيقة.
      2. تغيير لون
    2. مونيتور (تشير إلى رد فعل التقدم). اللون في الوحدة 2، قبل الاختلاط، هو الوردي قوية. إنقاص كثافة اللون، ويصبح الوردي خفوتا في الوحدة النمطية 3، والوردي شاحب في الوحدة 4. الوحدات النمطية بعد ذلك عديم اللون.

9. تنظيف "المفاعل التدفق المستمر":

  1. مرة يدير كلا من DDM وف-الانتهاء من حمض نيتروبينزويك، وملء كوب مع الإيثانول 400 مل. سيتم استخدام هذا لتنظيف المفاعل ومضخات التصنيف-
  2. تشغيل صمام مدخل الورك عقارب الساعة حتى صمام مفتوح تماما.
  3. تعيين معدل التدفق إلى 70، الصحافة " أدخل " و " الملء " لبدء الرسم مذيب الإيثانول من خلال أنبوب مدخل (لاحظ أنه إذا يقترب معدل تدفق المذيب في، يجب قراءة معدل التدفق في إيسكوس 70 مل/دقيقة)-
  4. بمجرد قد تم شغلها في إيسكس وإيسكس سوف تتوقف تلقائياً وسيتم قراءة وحدة تحكم " "كامل اسطوانة" " و " متوقف ". عند هذه النقطة، تشغيل صمام الفتحة مغلقة تماما، بتحول الصمام عكس اتجاه عقارب الساعة حتى لا يمكن تشغيل صمام الورك المزيد.
  5. فتح صمام المخرج الذي يعمل بالمثل بصمام مدخل، بتحويلها بعكس اتجاه عقارب الساعة. إس صمام منفذ عن طريق التصفية، يمر صمام أحادي الاتجاه، ومن هناك تخفيف تدفقات من خلال الضغط صمام وإلى المفاعل تدفق.
  6. ضبط معدل تدفق لا تتجاوز 30 مل/دقيقة
  7. الصحافة " A " في التصنيف التي تم تعيينها حاليا ما يصل إلى تشغيل الإيثانول من خلال النظام. تغيير معدل التدفق بإدخال معدل التدفق المطلوب " 10 "، وضرب " أدخل "، ومن ثم ضرب " تشغيل ". الاختيار هو النظام لمعرفة وجود لا تسرب أو انسداد، وأن هناك المذيبات المتدفقة في جميع أنحاء النظام بأكمله.
    ملاحظة: بمجرد قد تم تنظيف كلا إيسكس 2 مرات مع الإيثانول ومرة مع الهواء فقط اتباع الإجراءات المشار إليها أعلاه، النظام الآن جاهزاً لتشغيل للتجارب المقبلة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

رد فعل المجموعة
ديفينيلديازوميثاني أعدت وفقا للأدب28،29. كان تبلور المجمع من خلات الإيثيل خماسي البروم ثنائي الفينيل: النفط (100:2)، والأرجواني بلورات تم تحليلها بواسطة الرنين المغناطيسي النووي ح1 ونقطة الانصهار ومرض التصلب العصبي المتعدد. التحليلات التي تتمشى مع الهيكل والإبلاغ عن قيم الأدب.

رد فعل ديفينيلديازوميثاني (1.0 مم) مع حمض البنزو...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

وقد اكتسب الكيمياء تدفق الكثير من الاهتمام مؤخرا بمعدل يبلغ حوالي 1,500 منشورات بشأن هذا الموضوع سنوياً في مجالات البحوث الكيمياء (29 في المائة)، والهندسة (25%). وقد أجريت العديد من العمليات الناجحة في تدفق. في العديد من الحالات، قد تجلى كيمياء تدفق يحمل العروض متفوقة لدفعة للعديد من التطبيقات مثل الأعمال التحضيرية للمكونات النشطة فارماسيوتيكالي30،31،32من المنتجات الطبيعية، و التخصص، المواد الكيميائية ذات القيمة العالية مثل البوليمرات عالي...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

لدى أي من المؤلفين ضمن هذا البروتوكول أي تضارب المصالح المالية أو تضارب في المصالح.

شكر وتقدير

نود أن نشكر كورنينج لهدية المفاعل تدفق الزجاج.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
ميزان الحرارةHB-USA / Enviro-safeأي مزود شركة علمية أخرى يعمل
Benzophenone hydrazoneSigma-AldrichStore في 2-8 درجة ؛ C ، 96٪ نقاء
MnO 2< / sub>< / span >Fluka& ge ؛ نقاء 90٪ ، ضار إذا تم استنشاقه أو ابتلاعه. ارجع إلى MSDS لمزيد من احتياطات السلامة
Dibasic KH2PO4Sigma-Aldrichتلف خطير في العين ومهيج الجهاز التنفسي. الرجوع إلى MSDS لمزيد من احتياطات السلامة
ثنائي كلورو الميثان (DCM) AlfaAesar& ge 99.7٪ نقاء ، معبأة بالأرجون
RotovapB & uuml ؛ تشمل أجزاء ملحقات تشي المكنسة الجافة ذاتية التنظيف Welch موديل 2027 ، و Neuberger KNP مصيدة الثلج الجاف   ؛
مصيدة نتوءChemglassأي أداة أخرى مزود شركة علمية يعمل  
هلام السيليكا المحايد (50-200 ملم)Acros العضوية / الماصةمهيج الجهاز التنفسي إذا تم استنشاقه ، ارجع إلى MSDS لمزيد من احتياطات السلامة
الأرجون الخاملتأكد دائما من وجود المنظم المناسب في مكانه قبل استخدام
مرشح زجاجي قمع متكلس متوسط المساميةSigma-Aldrichأي مزود شركة علمية أخرى تعمل
رقائقالألومنيومرينولدز رابأي شركة أخرى تعمل. تستخدم لمنع الضرر الضوئي تجاه DDM
Para-NO2< / sub> حمض البنزويكسيجما ألدريتشملامسة الجلد مهيج ، مهيج للعين ، مهيج للجهاز التنفسي. ارجع إلى MSDS لمزيد من احتياطات السلامة
الكحول الإيثيلي النقي (200 برهان)Sigma-Aldrich& ge نقاء 99.5٪ ، لا مائي. تولوين شديد الاشتعال
سيجما ألدريتش& جي 99.8٪ نقاء ، لا مائي. نفاذة للجلد ،
أورثو زيلينسيجما ألدريتشنقاء 99٪ ، لا مائي. سامة للأعضاء والجهاز العصبي المركزي. التزم بالمواصفات التي تمليها MSDS
ثنائي فينيل ديازو ميثانداخليا مهيج الجهاز التنفسي ، راجع MSDS لمزيد من احتياطات السلامةمفاعل
Corningالمملوكالمصنعة في عام 2009. رقم الموديل MR 09-083-1A
watchTraceable Calibration Control Companyأي شركة أخرى توفر المراقبة بدرجة معملية أعمال التراكم
الميزان التحليليدنفر إنسترومنتسموديل M-2201, أو أي ميزان تحليلي لديه قدرات دون مليغرام
قوارير الدراماVWR2 درام, 4 درام, و 6 قوارير دراما  
الماصات الدقيقةEppendorf2-20 & mu ؛ L و 100-1000 مو ؛ تعمل الماصات الدقيقة L
الماصات الزجاجيةVWRأي مزود شركة علمية آخر يعمل
GC-MSShimadzu GCالبرمجيات المرتبطة: GC تحليل الوقت
الحقيقي قوارير GCVWRأي شركة أخرى تقدم أعمال
أكوابPyrex500 مل أكواب   ؛
مضخات الحقنSigma AldrichTeledyne Isco Model 500D
صمام الإغاثةSwagelokزنبرك محمل صمام تخفيف   ؛
صمامات أحادية الاتجاه Nupro 10 رطل لكل بوصة مربعة الصف
صمامات مستقيمة ثنائية الاتجاهHiP15,000 رطل لكل بوصة مربعة
تقنية غاز قابل للاشتعال المنتج لشركة Corning Stop

المراجع

  1. Jimenez-Gonzalez, C., et al. Engineering Research Areas for Sustainable Manufacturing: A Perspective from Pharmaceutical and Fine Chemicals Manufacturers. Org Process Res Dev. 15 (4), 900-911 (2011).
  2. Constable, D. J. C., et al. Key green chemistry research areas - a perspective from pharmaceutical manufacturers. Green Chem. 9 (5), 411-420 (2007).
  3. Plutschack, M. B., Pieber, B., Gilmore, K., Seeberger, P. H. The Hitchhiker's Guide to Flow Chemistry. Chem Rev. , (2017).
  4. Dallinger, D., Kappe, C. O. Why flow means green - Evaluating the merits of continuous processing in the context of sustainability. Curr Opin Green Sustain Chem. 7, 6-12 (2017).
  5. Movsisyan, M., et al. Taming hazardous chemistry by continuous flow technology. Chem Soc Rev. 45 (18), 4892-4928 (2016).
  6. Hessel, V., Ley, S. V. Flow Chemistry in Europe. J Flow Chem. 6 (3), 135-135 (2016).
  7. Mascia, S., et al. End-to-End Continuous Manufacturing of Pharmaceuticals: Integrated Synthesis, Purification, and Final Dosage Formation. Angew Chem Int Edit. 52 (47), 12359-12363 (2013).
  8. Newman, S. G., Jensen, K. F. The role of flow in green chemistry and engineering. Green Chem. 15 (6), 1456-1472 (2013).
  9. Watts, P., Haswell, S. J. The application of micro reactors for organic synthesis. Chem Soc Rev. 34 (3), 235-246 (2005).
  10. Wiles, C., Watts, P. Continuous flow reactors: a perspective. Green Chem. 14 (1), 38-54 (2012).
  11. Roberge, D. M., et al. Microreactor technology and continuous processes in the fine chemical and pharmaceutical industry: Is the revolution underway. Org Process Res Dev. 12 (5), 905-910 (2008).
  12. Degennaro, L., Carlucci, C., De Angelis, S., Luisi, R. Flow Technology for Organometallic-Mediated Synthesis. J Flow Chem. 6 (3), 136-166 (2016).
  13. Roberts, J. D., Watanabe, W. The Kinetics and Mechanism of the Acid-Catalyzed Reaction of Diphenyldiazomethane with Ethyl Alcohol. J Am Chem Soc. 72 (11), 4869-4879 (1950).
  14. Roberts, J. D., Watanabe, W., Mcmahon, R. E. The Kinetics and Mechanism of the Reaction of Diphenyldiazomethane and Benzoic Acid in Ethanol. J Am Chem Soc. 73 (2), 760-765 (1951).
  15. Roberts, J. D., Watanabe, W., Mcmahon, R. E. The Kinetics and Mechanism of the Reaction of Diphenyldiazomethane with 2,4-Dinitrophenol in Ethanol. J Am Chem Soc. 73 (6), 2521-2523 (1951).
  16. Roberts, J. D., Regan, C. M. Kinetics and Some Hydrogen Isotope Effects of the Reaction of Diphenyldiazomethane with Acetic Acid in Ethanol. J Am Chem Soc. 74 (14), 3695-3696 (1952).
  17. Oferrall, R. A., Kwok, W. K., Miller, S. I. Medium Effects Isotope Rate Factors + Mechanism of Reaction of Diphenyldiazomethane with Carboxylic Acids in Solvents Ethanol + Toluene. J Am Chem Soc. 86 (24), 5553(1964).
  18. Aldrich, S. Material Safety Data Sheet: Benzophenone Hydrazone. 4.2, Sigma-Aldrich Corporation. Saint Louis, Missouri. 3-6 (2014).
  19. Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. Material Safety Data Sheet: Manganese dioxide MSDS. , Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. Houston, Texas. (2005).
  20. Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. Material Safety Data Sheet: Potassium phosphate dibasic MSDS. , Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. Houston, Texas. 1-5 (2005).
  21. Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. Material Safety Data Sheet: Methylene Chloride MSDS. , Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. 3-5 (2005).
  22. Smith, L. I., Howard, K. Diphenyldiazomethane. Org. Synth. 3 (351), (1955).
  23. Capot Chemical Co. Material Safety Data Sheet, diphenyldiazomethane. 2017, (2010).
  24. Science Lab. Material Safety Data Sheet: P-nitrobenzoic acid MSDS. , Houston, Texas. 3-5 (2005).
  25. Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. Material Safety Data Sheet Ethyl Alcohol 200 proof MSDS. , Houston, Texas. (2005).
  26. Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. Material Safety Data Sheet Toluene MSDS. , Houston, Texas. 4-5 (2005).
  27. Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. Material Safety Data Sheet o-Xylene MSDS. , Houston, Texas. 3-5 (2005).
  28. Zheng, J., et al. Cross-Coupling between Difluorocarbene and Carbene-Derived Intermediates Generated from Diazocompounds for the Synthesis of gem-Difluoroolefins. Organic Letters. 17, 6150-6153 (2015).
  29. Reimlinger, H. 1,5-Dipolar cyclizations, I. Definition and contributions to the Imidazide/Tetrazole tautomerism. Chem. Ber. 103, 1900(1970).
  30. Baumann, M., Garcia, A. M. R., Baxendale, I. R. Flow synthesis of ethyl isocyanoacetate enabling the telescoped synthesis of 1,2,4-triazoles and pyrrolo-[1,2-c] pyrimidines. Org Biomol Chem. 13 (14), 4231-4239 (2015).
  31. Baumann, M., Baxendale, I. R. The synthesis of active pharmaceutical ingredients (APIs) using continuous flow chemistry. Beilstein J Org Chem. 11, 1194-1219 (2015).
  32. Pastre, J. C., Browne, D. L., Ley, S. V. Flow chemistry syntheses of natural products. Chem Soc Rev. 42 (23), 8849-8869 (2013).
  33. Pirotte, G., et al. Continuous Flow Polymer Synthesis toward Reproducible Large-Scale Production for Efficient Bulk Heterojunction Organic Solar Cells. Chemsuschem. 8 (19), 3228-3233 (2015).
  34. Kumar, A., et al. Continuous-Flow Synthesis of Regioregular Poly(3-Hexylthiophene): Ultrafast Polymerization with High Throughput and Low Polydispersity Index. J Flow Chem. 4 (4), 206-210 (2014).
  35. Helgesen, M., et al. Making Ends Meet: Flow Synthesis as the Answer to Reproducible High-Performance Conjugated Polymers on the Scale that Roll-to-Roll Processing Demands. Adv Energy Mater. 5 (9), 1401996(2015).
  36. Grenier, F., et al. Electroactive and Photoactive Poly[lsoindigo-alt-EDOT] Synthesized Using Direct (Hetero)Arylation Polymerization in Batch and in Continuous Flow. Chem Mater. 27 (6), 2137-2143 (2015).
  37. Pollet, P., et al. Production of (S)-1-Benzyl-3-diazo-2-oxopropylcarbamic Acid tert-Butyl Ester, a Diazoketone Pharmaceutical Intermediate, Employing a Small Scale Continuous Reactor. Ind Eng Chem Res. 48 (15), 7032-7036 (2009).
  38. Flack, K., et al. Al(OtBu)(3) as an Effective Catalyst for the Enhancement of Meerwein-Ponndorf-Verley (MPV) Reductions. Org Process Res Dev. 16 (3), 1301-1306 (2012).
  39. Aponte-Guzman, J., et al. A Tandem, Bicatalytic Continuous Flow Cyclopropanation-Homo-Nazarov-Type Cyclization. Ind Eng Chem Res. 54 (39), 9550-9558 (2015).
  40. Liotta, C. L., et al. Synthetic Transformations Employing Continuous Flow. ACS- Fall 2013.Synthetic Transformations Employing Continuous Flow. , (2013).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

كيمياء تدفق مستمر: رد فعل ديفينيلديازوميثاني مع حمض-نيتروبينزويك ف
اتصل بنا
أوصِ بها للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

2026 © حقوق الطبع والنشر MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.