Method Article

Nutzung des Stop-Flow Micro-Schlauch-Reaktoren für die Entwicklung der organischen Veränderungen

DOI:

10.3791/56897

⸱

January 4th, 2018

 ,  , 
1Department of Chemistry, National University of Singapore

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ein Protokoll für organische Reaktion Screening mit Stop-Flow Mikro-Schlauch (SFMT) Reaktoren Einsatz von gasförmigen Edukten und/oder sichtbares Licht vermittelte Reaktionen wird vorgestellt.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Eine neue Reaktion Siebtechnik für organische Synthese wurde vor kurzem durch die Kombination von Elementen aus kontinuierlichen Mikro-Strom und herkömmlichen Batch-Reaktoren, geprägte Stop-Flow Mikro-Schlauch (SFMT) Reaktoren demonstriert. In SFMT können chemische Reaktionen, die hohen Druck erfordern parallel durch eine sichere und bequeme Weise vorgeführt. Cross-Kontamination, die ein häufiges Problem in Reaktion screening für kontinuierlichen Fluss Reaktoren ist, wird im SFMT vermieden. Darüber hinaus kann SFMT, dient als eine ausgezeichnete Wahl für Licht-vermittelten Reaktionen aufgrund effektiver gleichmäßige Belichtung, im Vergleich zu Batch-Reaktoren der im Handel erhältliche lichtdurchlässigen Mikro-Schlauch integriert werden. Insgesamt ist das Reaktorsystem SFMT vergleichbar mit kontinuierlichen Reaktoren und überlegener als Batch-Reaktoren für Reaktionen, die Gas-Reagenzien zu übernehmen und/oder benötigen Licht-Beleuchtung, die eine einfache, aber höchst effiziente Reaktion screening-System ermöglicht. Darüber hinaus kann jeder erfolgreich entwickelte Reaktion im SFMT Reaktorsystem bequem zu kontinuierlichen Fluss Synthese für Produktion in großem Maßstab übersetzt werden.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Flow Chemistry ist gut balanciert, in Richtung der Bewegung der grüne und nachhaltige Prozesse1,2. Im Gegensatz zur Batch-Reaktoren besitzen kontinuierlichen Reaktoren erhebliche Vorteile, z. B. verbesserte thermische Management und verbesserte Mix Control Innendruck Verordnung. Diese Vorteile reduzieren erheblich die Bildung von Nebenprodukten in der kontinuierlichen Fluss-System. Zudem steigert kontinuierlichen Fluss der biphasischen Gas-flüssig Reaktionen innerhalb der Mikro-Schlauch durch die ausgezeichnete Grenzflächen Fläche der Reagenzien in verschiedenen Staaten. Kontinuierlichen Reaktoren bieten auch eine gute Plattform für die Photosynthese aufgrund der verbesserten und gleichmäßige Beleuchtung auf der Mikro-Schlauch3.

Trotz Erfolg im kontinuierlichen Flow Technologie gibt es noch Einschränkungen in Reaktion Screening für Parameter, die Katalysatoren, Lösungsmittel und Reagenzien2beinhalten. Änderungen an den Druck in der Flow-System werden drastische Auswirkungen auf das Gleichgewicht fließen. Darüber hinaus ist eine klassische kontinuierlichen Fluss-System in der Regel auf eine Reaktion screening in einer Zeit, die es zeitaufwendig für effiziente parallele Reaktion Screening beschränkt. Die Reaktionszeit bei kontinuierlichen Fluss Synthese wird auch durch seine Mikro-Schlauch-Reaktor-Größe begrenzt. Darüber hinaus ist kontinuierliche Screening anfällig für Cross-Kontamination bei höheren Temperatur, obwohl Trägermedium zwischen unterschiedlichen Reaktionen4eingesetzt wird.

Daher, um die Schwierigkeit der screening-diskrete Parameter in kontinuierlichen Fluss-Systemen zu beheben, entwickelten wir ein Stop-Flow Mikro-Schlauch (SFMT) Reaktorsystem für Reaktion-Screening, die gasförmigen Reagenzien und/oder Foto-vermittelten Reaktionen2beinhaltet. SFMT Reaktoren umfassen Elemente von Batch-Reaktoren und kontinuierlichen Reaktoren. Die Einführung der Absperrventile verleitet die Reagenzien in der Mikro-Schlauch, ein Konzept, das ähnlich wie ein Batch-Reaktor, und wenn das System unter Druck steht, die SFMT verhält sich wie ein Miniatur-Hochdruck-Reaktor. Die SFMT kann dann eingetaucht in ein Wasser oder Öl Bad, Einführung von Wärme, das Reaktorsystem. Sichtbare Lichtquellen können auch auf der Mikro-Schlauch während der Reaktionszeit, Foto-vermittelten Reaktionen zu erleichtern glänzte sein.

Im SFMT können brennbare oder toxische Gase, wie Ethylen, Acetylen und Kohlenmonoxid, genutzt werden, um wertvolle Chemikalien in sicherer Weise im Vergleich zu Batch Reaktoren1,2,4zu generieren. Es ist eine Bereicherung für diese reaktive Gase verwenden da sie kostengünstige chemische Rohstoffe und können leicht entfernt werden, nachdem Reaktionen abgeschlossen sind, bietet ein sauberer Verfahren2. Im Gegenteil, tendenziell die meisten Reaktion Entwicklung in Batch-Reaktoren durchgeführt ausschließen, die Verwendung von reaktiven Gasen durch seine Unannehmlichkeiten und Explosionsgefahr bei erhöhtem Druck und Temperatur. Wenn gasförmige Reagenzien beschäftigt sind, werden sie in der Regel in Batch-Reaktoren über sprudelnde oder Ballons eingeführt. Dies gab im allgemeinen niedrigere Reproduzierbarkeit oder Reaktivität aufgrund der geringen Vermischung Effizienz an der Schnittstelle. Obwohl Hochdruck Schiffe häufig, zur Verbesserung der Reaktivität und Löslichkeit von Gasen angewendet werden sind sie aufwändig mit Explosionsgefahr, vor allem mit brennbaren Gasen. Darüber hinaus verwendete die opake Fläche von denen häufig Hochdruck Reaktoren machte es ungeeignet für Foto-vermittelten Reaktionen. Daher, Reaktionen, die aus gasförmigen Reagenzien bestehen und Foto-vermittelten Reaktionen sind in der Regel links unerforscht. In diesem Zusammenhang bieten SFMT Reaktoren eine ideale Plattform, weil die gasförmigen Reagenzien innerhalb der Micro-Schlauch mit Hilfe von einem Vordruckregler (BPR), den Innendruck in eine sichere und bequeme Art und Weise2Regeln genutzt werden können. Abgesehen von Reaktionen, bei denen gasförmige Reagenzien, zeigt sichtbares Licht gefördert Synthese auch große Versprechungen für organische Synthese5,6. Der größte Nachteil des sichtbaren Lichts vermittelte Reaktionen gehört jedoch die Skalierbarkeit in herkömmlichen Batch-Reaktoren aufgrund der Dämpfung Wirkung des Photon-Transport in großen Gefäßen7. Hochleistungs-Lichtquellen verwendet, kann übermäßige Bestrahlung Nebenprodukt Bildung führen. Darüber hinaus wurden gasförmige Reagenzien selten in Foto-chemischen Reaktionen vor allem aufgrund der komplexen Apparat System angewendet bei der Gasphase Reaktionspartner bei hohem Druck2Verwendung. Durch die Einführung von einem schmalen Kanal, wie SFMT kann eine Hochdruck-Gas-Umgebung unter Lichteinstrahlung leicht erreicht werden.

Daher detaillierte dieses video soll helfen, mehr Wissenschaftler die Vorteile und das Verfahren unter Verwendung SFMT Zustand Screening Gas beteiligt Transformationen und Licht-vermittelten Reaktionen zu verstehen.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Beziehen sich auf alle relevanten Sicherheitsdatenblätter (SDB) vor dem Umgang mit möglichen giftigen und krebserregenden Chemikalien. Führen Sie angemessene Risikobewertung vor dem Start keine Reaktionen, einschließlich der Verwendung von engineering-Steuerelemente, z. B. Abzüge sowie Gasflaschen und tragen ausreichende persönliche Schutzausrüstung. Richtiges Training sollte durchgeführt werden, bevor Sie mit alle hochentzündliche Gase, die durch unsachgemäße Handhabung der Gasflaschen verursacht Unfälle zu vermeiden.

(1) Gas-beteiligten Reaktion2

  1. Vorbereitung der Acetylen-tank
    Set Gasregler Acetylen Tank 20 Psi (137895 Pa), über die gewünschte Gegendruck-5 Psi (34474 Pa) im System verwendet.
    Hinweis: Siehe Abbildung 1 auf weitere Einzelheiten der Gasregler eingerichtet.
    Hinweis: Rücken-Druckregler (BPR) befindet sich am Ende des Schlauchs, siehe Abbildung 2 und 3 für mehr Details über das SFMT-Setup.
  2. Vorbereitung der 4-Iodoanisole Lösung
    1. Fügen Sie eine 10 mm magnetische Stir Bar in 10 mL Rundboden Kolben.
    2. 58,5 mg 4-Iodoanisole mit einer Waage Balance zu messen und in den Rundboden-Kolben übertragen.
      Vorsicht: Aryl Halide sind Reizstoffe und können schädlich sein. Konsultieren Sie die entsprechenden Sicherheitsdatenblätter, bevor Sie fortfahren.
    3. Fügen Sie 8,5 mg Pd (PPh3)2Cl2, 1,0 mg copper(I) Jodid 21,0 mg 1, 3, 5-Trimethoxybenzene (interner Standard) und 80 µL N, N-Diisopropylethylamine (DIPEA) in den gleichen Rundboden-Kolben. Rundboden-Kolben ca. 2,5 mL Dimethyl Sulfoxid (DMSO) hinzufügen.
      Vorsicht: PD (PPh3)2Cl2, copper(I) Jodid DIPEA sind Reizstoffe und kann schädlich sein. Konsultieren Sie die entsprechenden Sicherheitsdatenblätter, bevor Sie fortfahren.
      Achtung: 1, 3, 5-Trimethoxybenzene sind brennbar und volatil. Von Zündquellen fernhalten.
      Vorsicht: DMSO ist eine giftige Chemikalie. Konsultieren Sie die entsprechenden Sicherheitsdatenblätter, bevor Sie fortfahren.
    4. Rundboden-Flasche mit einem Gummiseptum zu versiegeln und Mischung war rühren auf einer Heizplatte bei Raumtemperatur und Druck, bis alle Solid aufgelöst haben.
      Hinweis: Weitere Anwendung von Ultraschall kann getan werden, um eine homogene Lösung zu gewährleisten.
    5. Entgasen Sie das Reaktionsgemisch mit Argon gefüllten Ballon für ca. 15 min unter Beibehaltung einer konstanten rühren auf Heizplatte. Entfernen Sie beide Nadeln nach 15 min eine inerte Umfeld innerhalb der Rundboden-Kolben zu gewährleisten.
      Hinweis: Finden Sie in Abbildung 4 , für Details über Verfahren entgasen.
  3. Mischen von Flüssiggas Schicht im SFMT Reaktor
    1. Extrahieren Sie das Reaktionsgemisch aus der Flasche Rundboden mit einer 8 mL Edelstahl-Spritze mit einer langen Nadel über einen Connector Nadel durch die Gummiseptum verbunden. Entfernen Sie die Nadel und Spritzenpumpe beimessen Sie Edelstahl-Spritze. Verbinden Sie die Spritze mit hochreinen Perfluoroalkoxy Alkane (HPFA) Schläuche (Außendurchmesser 1/16", I.D. 0,03", 300 cm, Volumen = 1,37 mL) über einen T-Stecker.
      Hinweis: Verwenden Sie eine Nadel Connector verbinden beide Edelstahl und lange Nadel, siehe Abbildung 5 für weitere Informationen zur Verwendung des Nadel-Connectors.
      Hinweis: Alle Luftblasen sollte vor dem Anbringen der Spritze-Pumpe aus Edelstahl-Spritze entfernen.
      Hinweis: Stellen Sie sicher, dass alle Schläuche sind ziehen Sie vor dem Anschließen der Reaktionsmischung des Aufbaus, reduzieren Sie die Belastung der Luft, siehe Abbildung 2 und 3 auf die Anschlüsse für den Schlauch.
    2. Durchflussrate der Spritzenpumpe voraussichtlich 300 µL/min für das Reaktionsgemisch in den HPFA Schläuche gepumpt werden. Anpassen den Durchfluss von Acetylen mit dem Nadelventil auf etwa 1:1 Flüssigkeit: Gas-Verhältnis an den Steckern. Ausgewogenen Verhältnis wurde beibehalten, bis die HPFA Schläuche mit Gas/Flüssigkeit Slug Reagenzien gefüllt ist.
      Vorsicht: Acetylen ist leicht entzündlich. Von Zündquellen fernhalten.
      Hinweis: BPR befindet sich in Aceton Fläschchen vor dem leeren der Schläuche mit Acetylen-Gas.
      Hinweis: Bereinigen Sie den Schlauch mit Acetylen-Gas zuerst bis Blase im Aceton Fläschchen für die BPR um sicherzustellen, dass der Druck im Reaktor SFMT aufgebaut ist vor dem Pumpen des Reaktionsgemisches in den Reaktor SFMT beobachtet wird. Bessere Darstellung der Flüssigkeit: Gas-Verhältnis finden Sie in Abbildung 6 .
    3. Schließen Sie das Ventil am Ende, wenn die Flüssigkeit in den Schlauch HPFA injiziert hatte oder wenn Flüssigkeit austreten aus der BPR ins. Pumpen Sie in mehr Acetylen, bis die Flüssigkeit nicht bewegt in den Schlauch mehr um den Druck innerhalb der Röhre aufrechtzuerhalten. Schließen Sie das Ventil auf den Startpunkt und schließen Sie das Nadelventil einmal komplett zu. Übertragen Sie das ganze Set-up in das Ölbad und inkubieren Sie für 2 Stunden.
      Hinweis: Die Ventile werden über das Ölbad, Kontamination durch das Silikonöl zu verhindern gehalten.
      Hinweis: Wärmen Sie vor der Übertragung des SFMT Reaktors darauf das Ölbad auf die gewünschte Temperatur.
    4. Pumpen Sie nach 1 Stunde das Reaktionsgemisch in ein 10 mL Fläschchen mit einer Spritze 8 mL Edelstahl. Füllen Sie eine Spritze 8 mL Edelstahl mit Diethylether (ca. 4,0 mL) Rückstände im Schlauch zu waschen.
      Vorsicht: Diethylether ist hochentzündlich. Alle Zündquellen fernhalten.
      Hinweis: Hexan ließe sich das Silikonöl bevor Sie fortfahren, zur Vermeidung von Kontaminationen für Folgeschritte abzuwaschen.
    5. Gesättigten NH4Cl wässrige Lösung (4,0 mL) wurde die kombinierte organische Schicht, gefolgt von einer flüssig-flüssig-Extraktion mit 1,5 mL Diethylether, mit Hilfe von einem separatory Trichter hinzugefügt.
      Vorsicht: NH4Cl kann schädlich sein. Konsultieren Sie die entsprechenden Sicherheitsdatenblätter, bevor Sie fortfahren.
    6. Führen Sie eine Gaschromatographie (GC-MS)-Massenspektrum Analyse mit der organischen Schicht, die Rendite bestimmen.
      Hinweis: 1, 3, 5-Trimethoxybenzene wurde in Schritt 1.2.3 als interner Standard hinzugefügt.
      Hinweis: Ein interner standard Kalibrierkurve wurde Plot mit unterschiedlicher Masse des Produkts eine lineare Regression-Kurve ableiten. Der Ertrag des Produkts ist von der linearen Regression Kurve interpoliert. Siehe Nr. 2 für mehr Details über die Kalibrierkurve.

2.Foto-vermittelte Reaktion5

  1. Hinzufügen von 30,8 mg Benzylidenemalonitrile, 4,1 mg 9-Mesityl-10-Methylacridinium Perchlorat, 67,3 mg Tetramethylethylene und 2,0 mL Dichlorethan in ein 10 mL Silikon Septen Fläschchen.
    Vorsicht: Benzylidenemalonitrile, 9-Mesityl-10-Methylacridinium-Perchlorat, Tetramethylethylene und Dichlorethan sind hochentzündlich. Alle Zündquellen fernhalten.
  2. Degas für etwa 15 Minuten mit Argon gefüllten Ballon. Entfernen Sie beide Nadeln nach 15 min eine inerte Umfeld innerhalb der Durchstechflasche zu gewährleisten.
    Hinweis: Finden Sie in Abbildung 4 , für Details über Verfahren entgasen.
  3. Bereinigen den HPFA Schlauch (Außendurchmesser 1/16", I.D. 0,03", 340 cm, Volumen = 1,5 mL) mit Argon-Gas für ca. 5 min durch direkte Verbindung des Reaktors SFMT an die Argon-Gasflasche mit einem Organ der Union PEEK. Schließen Sie beide Ventile um die Argon-Gas innerhalb der HPFA Schlauch nach erreichen der Anzeige Zeit von 5 Minuten zu fangen.
    Hinweis: Weitere Informationen zur Verwendung der Einrichtung der Union PEEKfinden Sie in Abbildung 5 .
  4. Extrahieren Sie mit einer 3 mL Einmalspritze mit einer langen Nadel befestigt das Reaktionsgemisch aus 10 mL Silikon Septen Fläschchen. Entfernen Sie die Nadel und verbinden Sie die Einwegspritze mit HPFA Schlauch über eine Spritze Connector. Öffnen Sie beide Ventile manuell in das Reaktionsgemisch zu Pumpen. Schließen Sie beide Ventile wieder, sobald die HPFA Schläuche mit dem Reaktionsgemisch gefüllt worden ist.
    Hinweis: Weitere Informationen zur Verwendung der Spritze Connectorfinden Sie unter Abbildung 5 .
    Hinweis: Mischen Sie das Reaktionsgemisch mit der Spritze um eine homogene Lösung zu gewährleisten, vor dem Pumpen in den HPFA Schlauch gut.
    Hinweis: Möglicherweise gibt es Überschüssiges Lösungsmittel, das die Schläuche Volumen übersteigt. Legen Sie das Rohr-Ende auf eine Verschwendung kann jeder übergelaufenen Reaktionsgemisch zu sammeln.
  5. Legen Sie die SFMT-Reaktor in der Mitte die blaue LED (λMax. = 425 nm, 2 m, 20 W) Streifen gleicher Exposition des HPFA Schläuche sicherzustellen. Die HPFA war für die Bestrahlung für ca. 5-48 Stunden ausgesetzt.
    Hinweis: Die Länge der blauen LED-Streifen soll bis 2 Meter genügend Energie für die Reaktion auf fortfahren.
  6. Pumpen Sie das Reaktionsgemisch mit 3 mL Einwegspritze in eine saubere Rundboden-Flasche mit einer Spritze Anschlussstück. Rückstände mit überschüssigen Diethylether mit einer 3 mL Einweg-Spritze in den gleichen Rundboden-Kolben ausspülen.
    Hinweis: Weitere Informationen zur Verwendung der Spritze Connectorfinden Sie unter Abbildung 5 .
  7. Maßnahme 0,06 Mmol von 1, 3, 5-Trimethoxybenzene (interner Standard) und kombinierte organische Mischung hinzufügen. Entfernen Sie überschüssiges Lösungsmittel unter vermindertem Druck mit einer Rotavap Maschine.
  8. Messen Sie 0,6 mL deuterierte Chloroform mit 1 mL Einmalspritze mit langen Nadel befestigt und das konzentrierte Rohprodukt hinzufügen. Übertragen Sie die deuterierte Mischung in ein sauberes NMR Röhrchen für rohe 1H NMR-Analyse.
    Hinweis: Das Integral (X) für interne Standard bei 6,10 ppm wird verwendet, um die Conversion-Rate zu berechnen, indem Sie vergleichen das Integral (y) des Produktes bei 3,38 ppm gebildet.
    figure-protocol-1

3. Foto-vermittelten Gas beteiligt Reaktion2

  1. Vorbereitung der Acetylen-tank
    Voraussichtlich etwa 20 Psi Gasregler des Acetylen-Tanks (137895 Pa) ist oberhalb der gewünschten Gegendruck-5 Psi (34474 Pa) im System.
    Hinweis: Siehe Abbildung 1 auf weitere Einzelheiten der Gasregler eingerichtet.
    Hinweis: Rücken-Druckregler (BPR) befindet sich am Ende des Schlauches, siehe Abbildung 2 und 3 für mehr Details über das SFMT-Setup.
  2. Vorbereitung der Bromopentafluorobenzene Lösung
    1. Fügen Sie unter inerter Atmosphäre 74,1 mg Bromopentafluorobenzene, 2,8 mg Ir(ppy)2(Dtbbpy) PF6 und 46,8 mg 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-Yl) Oxyl (TEMPO) in ein 10 mL Silikon Septen. Fügen Sie 3,0 mL Acetonitril in der gleichen 10 mL Glasflasche, die Reagenzien aufzulösen.
      Vorsicht: Bromopentafluorobenzene und Acetonitril sind leicht entzündlich und volatil. Alle Zündquellen fernhalten.
      Vorsicht: IR(ppy)2(Dtbbpy) PF6 und TEMPO kann schädlich sein. Konsultieren Sie die entsprechenden Sicherheitsdatenblätter, bevor Sie fortfahren.
    2. Entgasen Sie das Reaktionsgemisch mit Argon gefüllten Ballon sorgfältig für 10 Minuten in ein Eisbad. Entfernen Sie beide Nadeln aus der Septen, inerten Atmosphäre in der Durchstechflasche zu gewährleisten.
      Hinweis: Finden Sie in Abbildung 4 , für Details über Verfahren entgasen.
    3. 56,0 µL DIPEA in die Mischung mit eine 1 mL Spritze hinzufügen und für weitere 5 Minuten in ein Eisbad ähnlich Schritt 3.2.2 entgasen.
  3. Mischen von Flüssiggas Schicht im SFMT Reaktor
    1. Extrahieren Sie mit einer 8 mL Edelstahl-Spritze mit langen Nadel über einen Connector Nadelbefestigt das Reaktionsgemisch aus Silizium Septen Fläschchen. Entfernen Sie die Nadel und anbringen Sie die Spritze mit der Spritzenpumpe. Die Steckdose an T-Stecker anschließen.
      Hinweis: Verwenden Sie eine Nadel Connector verbinden beide Edelstahl und lange Nadel, siehe Abbildung 5 für weitere Informationen zur Verwendung des Nadel-Connectors.
      Hinweis: Alle Gas sollte vor dem Anbringen der Spritze-Pumpe aus Edelstahl-Spritze entfernen.
      Hinweis: Stellen Sie sicher, dass alle Schläuche sind ziehen Sie vor dem Anschließen der Reaktionsmischung des Aufbaus zu reduzieren Exposition des Gases, siehe Abbildung 2 und 3 auf die Anschlüsse für den Schlauch.
    2. Der Fluss Apparat Durchfluss auf 100 µL/min eingestellt und das Reaktionsgemisch in den HPFA Schläuche Pumpen (Außendurchmesser 1/16", I.D. 0,03", 300 cm, Volumen = 1,37 mL). Passen Sie die Durchflussmenge von Acetylen mit dem Nadelventil bis 2:1 Gas/Flüssigkeits-Verhältnis in den Stecker beobachtet wird.
Die Verhältnis-Stecker wurde per Schätzung in der klaren Schlauch bestimmen.
Hinweis: BPR befindet sich in Aceton Fläschchen vor dem leeren der Schläuche mit Acetylen-Gas.
Hinweis: Bereinigen Sie den Schlauch mit Acetylen-Gas zunächst bis Blase in Aceton-Fläschchen für die BPR beobachtet wird um sicherzustellen, dass der Druck im Reaktor SFMT aufgebaut ist vor dem Reaktionsgemisch in den Reaktor SFMT Pumpen.
Hinweis: Finden Sie in Abbildung 6 zur besseren Veranschaulichung der Flüssigkeit: Gas-Verhältnis, aber beachten Sie, dass das Volumen des Gases, doppelte Volumen der Flüssigkeit in den Stecker durch visuelle Einschätzung sein sollte.
  • Das Ventil am Ende, wenn die Flüssigkeit in den SFMT-Reaktor (Gesamtvolumen 0,65 ml, 0,065 Mmol) oder als Flüssigkeit injiziert hatte ins nahe austreten aus der BPR. Weitere Acetylen bis zum flüssigen Anschlag bewegt sich in den Schlauch Pumpen. Schließen Sie das Ventil am Startpunkt und schließen Sie das Nadelventil einmal getan. Transfer, das ganze Set-up in einem Wasserbad auf 60 ° C vorgewärmt und durfte für 3 h unter blauem LED-Licht reagieren (λMax. = 425 nm, 3 m, 30 W).
    Hinweis: Die Ventile werden über dem Wasserbad um jegliche Kontamination zu verhindern gelassen.
    Hinweis: Die Länge der blauen LED-Streifen soll bis 3 Meter genügend Energie für die Reaktion auf fortfahren.
  • Pumpen Sie das Reaktionsgemisch aus den HPFA Schläuche mit einer Edelstahl 8 mL-Spritze in einem Rundboden-Kolben. Waschen Sie die Rückstände aus dem Schlauch-Reaktor mit überschüssigen Diethylether in den gleichen Rundboden-Kolben. Die Mischung unter vermindertem Druck mit einer Rotavap Maschine zu konzentrieren.
    Hinweis: Reduzieren Sie den Druck als Ausgangsmaterial sorgfältig und Produkte sind sehr volatil.
  • Hinzugeben Sie 0,6 mL deuterierte Chloroform über ein Einweg-Spritze 1 mL in die Flasche Rundboden aufzulösen die konzentrierte krude Mischung. Übertragen Sie die deuterierte Mischung in einem NMR-Schläuche für 19F NMR-Analyse.
    Hinweis: Die 19F NMR-Spektren der das Ausgangsmaterial (Bromopentafluorobenzene) und 2 Produkte (2, 3, 4, 5, 6-Pentafluorostyrene und Pentafluorobenzene) wurden analysiert, um einen signifikanten Spitzenwert für jede chemische Substanz zu finden. Die grobe 19F-NMR-Spektrum wird verwendet, um das Integral dieser 3 deutliche Spitzen zu vergleichen um festzustellen, das Verhältnis des Produktes gebildet. Siehe Nr. 2 für weitere Einzelheiten über die Berechnung der Produkt-Konvertierung und Produkt-Verhältnis.

    • Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

    Results

    $$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

    In dieser Studie wird SFMT verwendet, um Transformationen durchzuführen, die enthalten gasförmige Reagenzien (Tabelle 1), Licht-vermittelten Reaktionen (Tabelle 2) und Reaktionen, die gasförmigen Reagenzien und Photokatalyse (Tabelle 3) beinhaltet.

    Abbildung 1 zeigt ein typisches Setup für die Gasregler an der Gasflasche um den Druck des Gases in das System SFMT gepumpt regulieren angeschlossen werden.

    Abbildung 2

    Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

    Discussion

    $$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

    Der neu entwickelte SFMT-Reaktor ist eine Modifikation des den kontinuierlichen Fluss-System indem Sie die Mikro-Schlauch2Absperrventile hinzufügen. In diesem System kann der Durchfluss einer gewünschten Menge an Reagenzien nach Belieben, simuliert einen Batch-Reaktor, sondern in Mikro-Schlauch2,10,11Einhalt geboten werden. Diese Ventile dabei helfen das Abfangen der gewün...

    Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

    Disclosures

    $$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

    Die Autoren haben nichts preisgeben.

    Acknowledgements

    $$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

    Wir sind dankbar für die finanzielle Unterstützung durch die National University of Singapore (R-143-000-645-112, R-143-000-665-114) und GSK-EDB (R-143-000-687-592).

    Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

    Materials

    List of materials used in this article
    NameCompanyCatalog NumberComments
    Acetylen-ZylinderChem Gas PTE LTD (Singapur)
    Logato 200 Serie SpritzenpumpenKD Scientific Inc788200
    Blaue LED-StreifenInwares Pte Ltd (Singapur)3528 FlexiGlow LED-Streifen
    PFA-Schlauch Hohe Reinheit 1/16" OD x .030" ID x 50ftIDEX Health& Science1632-LAbhängig vom Durchmesser der benötigten Schläuche
    KDS EdelstahlspritzeKD Scientific Inc780802
    Absperrventil Tefzel (ETFE) mit 1/16" AnschlüssenIDEX Health& WissenschaftP-782
    BPR Baugruppe 20 psiIDEX Gesundheit & Gesundheit ScienceP-791
    Luer-Adapter Luer-Buchse - Weibliche UnionIDEX Health& ScienceP-628In diesem Artikel als Spritzenanschluss bekannt
    1/4-28 Buchse auf Stecker Luer AssyIDEX Health& ScienceP-675In diesem Artikel als Nadelverbinder bekannt
    Union Body PEEK .020 Durchgangsloch, für 1/16" OD"IDEX Health& ScienceP-702-01
    Super flanschlose Aderendhülse mit SST-Ring, 1/4-28 mit flachem Boden, für 1/16" ODIDEX Health& ScienceP-250X
    PEEK Niederdruck-T-Stück 1/16" PEEK .020 DurchgangslochIDEX Health& ScienceP-712In diesem Artikel als T-Verbinder bekannt
    Flangeless Nut PEEK 1/4-28 Flat-Bottom, für 1/16" & 1/32" ODIDEX Health& ScienceP-255X
    Mikrodosierventil, 1/4-28 mit flachem Boden, für 1/16" ADIDEX Health& ScienceP-445NFIn diesem Artikel als Nadelventil bekannt
    Absperrventilbaugruppe PEEK .020IDEX Health& ScienceP-732
    Terumo Spritze ohne NadelTerumo medical1 mL und 3 mL je nach benötigtem Volumen
    Terumo NadelTerumo medical22G X 1½ ”
    (0,70 x 38 mm)
    Sterican NadelB | Braun Sharing Enterprise21G X 4¾ ”
    (0,80 x 120 mm)
    Bruker ACF300 (300 MHz)Für 300 MHz NMR-Abtastung
    AV-III400 (400 MHz)Für 400 MHz NMR-Abtastung
    AMX500 (500 MHz)Für 500 MHz NMR-Abtastung
    Merck 60 (0,040-0,063 mm) Mesh KieselgelMerck
    4-IodoanisolSigma AldrichI7608-100G
    412740 ALDRICH
    Bis(triphenylphosphin)
    Palladium(II)-dichlorid
    ≥ 99% Spurenmetallbasis    		Sigma Aldrich412740-5G
    Kupfer(I)-iodid
    purum, ≥ 99,5%    		Sigma Aldrich03140-100G
    N,N-DiisopropylethylaminTokyo Chemical Industry Co., LtdD1599
    1, 3, 5-trimethoxybenzolTokyo Chemical Industry Co., LtdP0250
    2,3-Dimethyl-2-buten
    ≥ 99%    		Sigma Aldrich220159-25ML
    Bromopentafluorbenzol
    99%    		Sigma AldrichB75158-10G
    TEMPO Grün Alternative
    98%    		Sigma Aldrich214000-25G
    AcetonitrilSigma Aldrich271004-1L
    DiethyletherSigma Aldrich346136-1L
    DimethylsulfoxidVWR chemikalie23500.322- 25L
    1,2-DichlorethanSigma Aldrich284505-1L
    9-mesityl-10-methylacridinium perchloratSiehe Ref. 8 für die Synthese
    Ir(ppy)2(dtbbpy)PF6Ref. 9 für die Synthese
    Super Siehe

    References

    $$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
    1. Mallia, C. J., Baxendale, I. R. The Use of Gases in Flow Synthesis. Organic Process Research & Development. 20 (2), 327-360 (2016).
    2. Xue, F., Deng, H., Xue, C., Mohamed, D. K. B., Tang, K. Y., Wu, J. Reaction discovery using acetylene gas as the chemical feedstock accelerated by the "stop-flow" micro-tubing reactor system. Chemical Science. 8 (5), 3623-3627 (2017).
    3. McTeague, T. A., Jamison, T. F. Photoredox Activation of SF6 for Fluorination. Angewandte Chemie International Edition. 55 (48), 15072-15075 (2016).
    4. Mohamed, D. K. B., Yu, X., Li, J., Wu, J. Reaction screening in continuous flow reactors. Tetrahedron Letters. 57 (36), 3965-3977 (2016).
    5. Zhou, R., Liu, H., Tao, H., Yu, X., Wu, J. Metal-free direct alkylation of unfunctionalized allylic/benzylic sp3 C-H bonds via photoredox induced radical cation deprotonation. Chemical Science. 8 (6), 4654-4659 (2017).
    6. Prier, C. K., Rankic, D. A., MacMillan, D. W. C. Visible Light Photoredox Catalysis with Transition Metal Complexes: Applications in Organic Synthesis. Chemical Reviews. 113 (7), 5322-5363 (2013).
    7. Cambié, D., Bottecchia, C., Straathof, N. J. W., Hessel, V., Noël, T. Applications of Continuous-Flow Photochemistry in Organic Synthesis, Material Science, and Water Treatment. Chemical Reviews. 116 (17), 10276-10341 (2016).
    8. Straathof, N. J. W., Su, Y., Hessel, V., Noel, T. Accelerated gas-liquid visible light photoredox catalysis with continuous-flow photochemical microreactors. Nat. Protocols. 11 (1), 10-21 (2016).
    9. Robards, K., Haddad, P. R., Jackson, P. E. High-performance Liquid Chromatography—Instrumentation and Techniques. Principles and Practice of Modern Chromatographic Methods. 5, 227-303 (1994).
    10. Linder, V., Sia, S. K., Whitesides, G. M. Reagent-Loaded Cartridges for Valveless and Automated Fluid Delivery in Microfluidic Devices. Analytical Chemistry. 77 (1), 64-71 (2005).
    11. Terao, K., Nishiyama, Y., Tanimoto, H., Morimoto, T., Oelgemöller, M., Morimoto, T. Diastereoselective [2+2] Photocycloaddition of a Chiral Cyclohexenone with Ethylene in a Continuous Flow Microcapillary Reactor. Journal of Flow Chemistry. 2 (3), 73-76 (2012).
    12. Qian, D., Lawal, A. Numerical study on gas and liquid slugs for Taylor flow in a T-junction microchannel. Chemical Engineering Science. 61 (23), 7609-7625 (2006).
    13. Hamilton, D. S., Nicewicz, D. A. Direct Catalytic Anti-Markovnikov Hydroetherification of Alkenols. Journal of the American Chemical Society. 134 (45), 18577-18580 (2012).
    14. Singh, A., Teegardin, K., Kelly, M., Prasad, K. S., Krishnan, S., Weaver, J. D. Facile synthesis and complete characterization of homoleptic and heteroleptic cyclometalated Iridium(III) complexes for photocatalysis. Journal of Organometallic Chemistry. 776, 51-59 (2015).

    Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

    Reprints and Permissions

    Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

    Request Permission

    Tags

    Stop flow Micro tubing ReactorsOrganic TransformationsReaction ScreeningContinuous Flow ReactorsBatch ReactorsAcetylene GasLight mediated ReactionsPFA TubingBack Pressure RegulatorSyringe Pump

    Related Articles