Utilización de reactores de tubos de Micro flujo de parada para el desarrollo de transformaciones orgánicas

El objetivo general de este experimento es cribar las reacciones utilizando una plataforma de reactor de microtubos de flujo detenido que combina elementos de reactores de flujo continuo y discontinuos. Inventamos esta tecnología para superar los problemas de que el sistema de flujo continuo de microtubos no es eficiente para la reacción a pequeña escala, así como para el cribado de reacciones. La diferencia entre nuestro sistema de reactor de microtubos de flujo detenido y el sistema de reacción continua de microtubos es que hay dos válvulas antes y después de cada microtubo en nuestro sistema.

Las principales ventajas de esta técnica son que es ecológica, segura, fácil de usar para el cribado de reacciones y más eficiente que los reactores de banco convencionales, pero implica una transformación orgánica. Para preparar un reactor de microtubos de flujo detenido, envuelva 300 centímetros de tubo de PFA de alta pureza en un anillo estrecho. Asegure el tubo con bridas.

Y conecte una válvula de cierre a cada extremo. Es fácil construir un reactor SFMT, por lo tanto, simplemente preparamos una reacción SMFT para cada condición que se va a examinar. Conecte el reactor a un regulador de contrapresión de 20 psi y a un accesorio en T de baja presión conectado a un tanque de gas acetileno, a través de una válvula de aguja.

Sumerge el extremo del equipo regulador de contrapresión en acetona. A continuación, coloque 58,5 miligramos de 4-yodoanisol, en un matraz de fondo redondo de 10 ml con una barra revolvente. Añadir al matraz, 8,5 miligramos de cloruro de bis(trifenilfosfina)paladio, 1 miligramo de yoduro de cobre, 80 microlitros de DIPEA y 2,5 mililitros de dimetilsulfóxido.

Tapar el matraz con un tabique de goma y comenzar a remover la mezcla a temperatura ambiente. Use un globo relleno de aragán para desgasificar la mezcla durante 15 minutos mientras revuelve. Cuando haya finalizado la desgasificación, retire la aguja de ventilación, seguida del conjunto del globo.

Luego, use un tramo corto de tubo de PFA de alta pureza y un accesorio de aguja Luer para equipar una jeringa de acero inoxidable de ocho milímetros con una aguja larga. Inserte la aguja a través del tabique hasta el fondo del matraz. Y aspire el líquido de reacción en la jeringa.

Desconecte la jeringa de la aguja. Asegure la jeringa en una bomba de jeringa y conecte la jeringa al accesorio en T que une el reactor SMFT y el gas acetileno. Purgue el tubo con gas acetileno hasta que se observen burbujas en el regulador de contrapresión.

Luego, comience a cargar la mezcla de reacción en el reactor a 300 microlitros por minuto. Utilice la válvula de aguja para ajustar el caudal de acetileno hasta que la relación líquido-gas entre el accesorio en T y la válvula de cierre de entrada del reactor sea de uno a uno. Cierre la válvula de cierre de salida del reactor una vez que toda la mezcla de reacción se haya cargado en el tubo y la mezcla comience a gotear por la salida del regulador de contrapresión.

Presurizar el reactor con acetileno hasta que la mezcla de reacción quede inmóvil en el reactor. Luego, cierre la válvula de cierre de entrada del reactor y la válvula de aguja. Desconecte el reactor del sistema y colóquelo en un baño de aceite de silicona, calentado a la temperatura de reacción deseada, teniendo cuidado de mantener las válvulas de cierre libres de aceite.

Deje el reactor en el baño de aceite durante una hora. Luego, use hexina para enjuagar el aceite de silicona del reactor. Use una jeringa de acero inoxidable de ocho mililitros para empujar la mezcla de reacción desde el reactor a un vial de 20 mililitros.

Enjuague el residuo en el vial con cuatro mililitros de éter dietílico. Lave la mezcla con cuatro mililitros de una solución acuosa de cloruro de amonio saturado y extraiga el producto en 1,5 mililitros de éter dietílico. Determine el rendimiento con GC-MS.

Para limpiar el sistema, utilice la bomba de jeringa para lavar el tubo con un disolvente que se utilizará en la siguiente reacción. Seque el sistema con gas nitrógeno durante 20 minutos. Para construir el reactor SFMT, envuelva 340 centímetros de tubería de PFA de alta pureza en un anillo y coloque válvulas de cierre en los extremos.

A continuación, combine los reactivos para la reacción en un vial de 10 mililitros y selle el vial con un tapón de silicona en el tabique. Desgasificar la mezcla durante 15 minutos con un globo de aragan. Retire las agujas después de la desgasificación.

Conecte el reactor a una línea de gas argán utilizando un cuerpo de unión de pico y purgue el argón del reactor durante cinco minutos. Luego, cierre ambas válvulas de cierre del reactor para preservar la atmósfera de argón. A continuación, equipe una jeringa de tres mililitros con una aguja larga.

Perfore el tabique del vial y extraiga la mezcla de reacción premezclada en la jeringa. Luego, invierta la jeringa y golpee suavemente el émbolo hasta que se expulsen todas las burbujas, dejando solo la mezcla de reacción en la jeringa. Agite suavemente la jeringa para asegurar la homogeneidad.

Utilice un adaptador luer para conectar la jeringa al reactor SFMT. Abra ambas válvulas de cierre e introduzca la mezcla de reacción en el reactor, ya sea manualmente o utilizando una bomba de jeringa. Cierre ambas válvulas de cierre y coloque el reactor en el centro de una tira de LED azul.

Radique la mezcla durante cinco a 48 horas, según lo desee. Luego, use una jeringa de tres mililitros para empujar la mezcla de reacción en un matraz limpio de fondo redondo. Enjuague el residuo en el matraz con el exceso de éter dietílico para obtener el producto crudo.

Concentre el producto y determine la tasa de conversión con un análisis de RMN de protones, agregando la cantidad adecuada de 1, 3, 5 trimetoxibenceno como estándar interno. Primero, envuelva 300 centímetros de tubo de PFA de alta pureza en un anillo estrecho y coloque los extremos con válvulas de cierre. Conecte el reactor a un regulador de contrapresión y a un accesorio en T en serie con la válvula de aguja y un tanque de gas acetileno.

A continuación, bajo una atmósfera inerte, disuelva los reactivos y tres mililitros de acetonitrilo, en un vial de 10 mililitros. Selle el vial con una tapa y un tabique de silicona. Desgasificar la mezcla de reacción con argón en un baño de hielo durante 10 minutos.

A continuación, retire las agujas de gas y ventilación, y 56 microlitros de DIPEA a la mezcla. Desgasifique la mezcla en un baño de hielo durante otros cinco minutos. Retire las agujas cuando termine.

A continuación, extraiga la mezcla de reacción en una jeringa de acero inoxidable de ocho mililitros provista de una aguja larga. Conecte la jeringa a una bomba de jeringa y conecte la jeringa al accesorio en T del conjunto SFMT. Purgue el tubo con gas acetileno.

Luego, comience a bombear la mezcla en el tubo a 100 microlitros por minuto. Ajuste el caudal de acetileno para lograr una relación de gas a líquido de dos a uno, y la tubería entre el accesorio en T y la válvula de cierre de entrada del reactor. Una vez que la mezcla de reacción se haya cargado completamente en el reactor, cierre la válvula de cierre de salida del reactor.

Presurizar el reactor hasta que la mezcla quede inmovilizada en la tubería. Luego, cierre la válvula de cierre de entrada del reactor y la válvula de aguja. Transfiera el reactor a un baño de agua caliente colocado bajo luces LED azules, manteniendo la válvula por encima del agua.

Deje que la mezcla reaccione durante tres horas. Luego, transfiera la mezcla de reacción a un matraz de fondo redondo y enjuague el tubo con el exceso de éter dietílico. Concentrar la mezcla de reacción para obtener el producto crudo.

Determine la proporción del producto con el análisis de flúor 19 MNR. Los acoplamientos de Sonogashira de cuatro anisol ayoto con gas acetileno, se evaluaron en 11 condiciones diferentes utilizando múltiples reactores SFMT y en paralelo. Las condiciones óptimas de SMFT dieron como resultado una mejor conversión y selectividad que las obtenidas con el reactor discontinuo convencional. Además, la detección de SFMT se completó en menos de tres horas.

La transformación fotomediada de tetrametiletileno y bencilidinemelanitrilo se realizó por lotes, en reactores SFMT. La reacción del SFMT se completó en solo cinco horas, mientras que la reacción por lotes tardó 18 horas. Esta reducción en el tiempo de reacción podría ser el resultado de una mayor dispersión homogénea de las luces a los reactivos en el microtubo.

La utilización de gas acetileno como materia prima para la catálisis foto-redox se probó por lotes en reactores SFMT. Se sirvió menos del cinco por ciento de conversión en la reacción por lotes, mientras que se observó una conversión del 97% en la reacción SFMT. Esto se atribuyó al aumento de la solubilidad del gas acetileno y del nitrilo de acito a la temperatura más alta alcanzada en el reactor de microtubos sellado.

El SFMT es uno de los mejores reactores, utilizando microtubos como contenedor de reacción. Se utilizan bombas para introducir los reactivos en estos reactores. Con esta técnica, el tiempo de reacción no está limitado por la longitud del microtubo.

Cualquier reacción SFMT exitosa se puede convertir fácilmente en velocidad de flujo continuo y producción. SFMT solo necesita una pequeña cantidad de reactivo para mejorar la eficiencia con suposición y promoción de luz de la transformación. También permite obtener gases inflamables más seguros, especialmente en condiciones de alta presión.

Hay muchos beneficios: los reactores SFMT proporcionan condiciones accesibles de los reactores discontinuos y evitan muchas limitaciones de los reactores de flujo continuo. Por lo tanto, resulta ser un método complementario importante para los laboratorios.