Utilisation des réacteurs micro-tube coule-Stop pour le développement des Transformations organiques

L’objectif global de cette expérience est de cribler les réactions à l’aide d’une plate-forme de réacteur à micro-tubes à flux arrêté qui combine des éléments de réacteurs à flux continu et discontinus. Nous avons inventé cette technologie pour surmonter les problèmes que le système d’écoulement continu de micro-tubes n’est pas efficace pour les réactions à petite échelle ainsi que pour le criblage de réaction. La différence entre notre système de réacteur à micro-tubes à écoulement stop-flow et notre système de réaction à micro-tubes continus, c’est qu’il y a deux vannes avant et après chaque micro-tube de notre système.

Les principaux avantages de cette technique sont qu’elle est écologique, sûre, facile à utiliser pour le criblage réactionnel et plus efficace que les réacteurs de banc conventionnels, mais qu’elle implique une transformation organique. Pour préparer un réacteur à micro-tubes à flux stoppé, enroulez 300 centimètres de tubes PFA de haute pureté dans un anneau étroit. Fixez le tube avec des attaches zippées.

Et fixez une vanne d’arrêt à chaque extrémité. Il est facile de construire un réacteur SFMT, c’est pourquoi nous préparons simplement une réaction SMFT pour chaque condition à cribler. Connectez le réacteur à un régulateur de contre-pression de 20 psi et à un raccord en T basse pression relié à un réservoir de gaz acétylène, via une vanne à pointepoint.

Immergez l’extrémité de la tenue de régulation de contre-pression dans de l’acétone. Ensuite, placez 58,5 milligrammes de 4-iodoanisole dans une fiole à fond rond de 10 ml avec un agitateur. Ajouter dans la fiole 8,5 milligrammes de chlorure de bis(triphénylphosphine)palladium, 1 milligramme d’iodure de cuivre, 80 microlitres de DIPEA et 2,5 millilitres de diméthylsulfoxyde.

Boucher le ballon avec un septum en caoutchouc et commencer à remuer le mélange à température ambiante. Utilisez un ballon rempli d’aragan pour dégazer le mélange pendant 15 minutes en remuant. Une fois le dégazage terminé, retirez l’aiguille de ventilation, puis l’ensemble du ballon

Ensuite, utilisez une courte longueur de tube PFA de haute pureté et un raccord d’aiguille Luer pour équiper une seringue en acier inoxydable de huit millimètres d’une longue aiguille. Insérez l’aiguille dans le septum jusqu’au fond de la fiole. Et aspirez le liquide de réaction dans la seringue.

Débranchez la seringue de l’aiguille. Fixez la seringue dans une pompe à seringue et connectez la seringue au raccord en T reliant le réacteur SMFT et le gaz acétylène. Purger le tube avec de l’acétylène gazeux jusqu’à ce qu’une bulle soit observée au niveau du régulateur de contre-pression.

Ensuite, commencez à charger le mélange réactionnel dans le réacteur à 300 microlitres par minute. Utilisez la vanne à pointeau pour régler le débit d’acétylène jusqu’à ce que le rapport liquide/gaz entre le raccord en T et la vanne d’arrêt d’entrée du réacteur soit de un à un. Fermez la vanne d’arrêt de sortie du réacteur une fois que tout le mélange réactionnel a été chargé dans le tube et que le mélange commence à s’échapper de la sortie du régulateur de contre-pression.

Mettre le réacteur sous pression avec de l’acétylène jusqu’à ce que le mélange réactionnel soit immobile dans le réacteur. Ensuite, fermez la vanne d’arrêt d’entrée du réacteur et la vanne à pointeau. Débranchez le réacteur du système et placez-le dans un bain d’huile de silicone, chauffé à la température de réaction souhaitée, en prenant soin de garder les vannes d’arrêt à l’écart de l’huile.

Laissez le réacteur dans le bain d’huile pendant une heure. Ensuite, utilisez de l’hexine pour rincer l’huile de silicone du réacteur. À l’aide d’une seringue en acier inoxydable de huit millilitres, poussez le mélange réactionnel du réacteur dans un flacon de 20 millilitres.

Rincer le résidu dans le flacon avec quatre millilitres d’éther diéthylique. Lavez le mélange avec quatre millilitres d’une solution de chlorure d’ammonium saturée aqueuse et extrayez le produit en 1,5 millilitre d’éther diéthylique. Déterminez le rendement avec GC-MS.

Pour nettoyer le système, utilisez le pousse-seringue pour laver la tubulure avec un solvant à utiliser lors de la prochaine réaction. Séchez le système avec de l’azote gazeux pendant 20 minutes. Pour construire le réacteur SFMT, enveloppez 340 centimètres de tubes PFA de haute pureté dans un anneau et fixez les extrémités avec des vannes d’arrêt.

Ensuite, combinez les réactifs de réaction dans un flacon de 10 millilitres et scellez le flacon avec un capuchon d’extrémité en silicone. Dégazez le mélange pendant 15 minutes avec un ballon d’aragon. Retirez les aiguilles après le dégazage.

Connectez le réacteur à une conduite de gaz arganier à l’aide d’un corps de raccord de pointe, et purgez l’argon du réacteur pendant cinq minutes. Ensuite, fermez les deux vannes d’arrêt du réacteur pour préserver l’atmosphère d’argon. Ensuite, équipez une seringue de trois millilitres d’une longue aiguille.

Percez le septum du flacon et aspirez le mélange réactionnel pré-mélangé dans la seringue. Ensuite, retournez la seringue et tapotez doucement le piston jusqu’à ce que toutes les bulles soient expulsées, ne laissant que le mélange réactionnel dans la seringue. Agitez doucement la seringue pour assurer l’homogénéité.

Utilisez un adaptateur Luer pour connecter la seringue au réacteur SFMT. Ouvrez les deux vannes d’arrêt et introduisez le mélange réactionnel dans le réacteur, soit manuellement, soit à l’aide d’une pompe à seringue. Fermez les deux vannes d’arrêt et placez le réacteur au centre d’une bande LED bleue.

Éradiquez le mélange pendant cinq à 48 heures, au goût. Ensuite, à l’aide d’une seringue de trois millilitres, poussez le mélange réactionnel dans une fiole à fond rond propre. Rincer le résidu dans la fiole avec l’excès d’éther diéthylique pour obtenir le produit brut.

Concentrez le produit et déterminez le taux de conversion à l’aide de l’analyse RMN des protons, en ajoutant la quantité appropriée de 1, 3 et 5 triméthoxybenzène comme étalon interne. Tout d’abord, enroulez 300 centimètres de tubes PFA de haute pureté dans un anneau étroit et ajustez les extrémités avec des vannes d’arrêt. Connectez le réacteur à un régulateur de contre-pression et à un raccord en T en série avec la vanne à pointeau et un réservoir d’acétylène gazeux.

Ensuite, sous atmosphère inerte, dissoudre les réactifs et trois millilitres d’acétonitrile, dans un flacon de 10 millilitres. Fermez le flacon avec un bouchon et un septum en silicone. Dégazez le mélange réactionnel avec de l’argon dans un bain de glace pendant 10 minutes.

Ensuite, retirez le gaz et les aiguilles d’aération, et 56 microlitres de DIPEA au mélange. Dégazez le mélange dans un bain de glace pendant encore cinq minutes. Retirez les aiguilles lorsque vous avez terminé.

Ensuite, aspirez le mélange réactionnel dans une seringue en acier inoxydable de huit millilitres équipée d’une longue aiguille. Fixez la seringue à un pousse-seringue et connectez la seringue au raccord en T de l’ensemble SFMT. Purger le tube avec de l’acétylène.

Ensuite, commencez à pomper le mélange dans le tube à une vitesse de 100 microlitres par minute. Ajustez le débit d’acétylène pour obtenir un rapport gaz/liquide de deux pour un, ainsi que le tube entre le raccord en T et la vanne d’arrêt d’entrée du réacteur. Une fois que le mélange réactionnel a été complètement chargé dans le réacteur, fermez la vanne d’arrêt de sortie du réacteur.

Mettre le réacteur sous pression jusqu’à ce que le mélange soit immobilisé dans le tube. Ensuite, fermez la vanne d’arrêt d’entrée du réacteur et la vanne à pointeau. Transférez le réacteur dans un bain-marie chauffé positionné sous des lumières LED bleues, en maintenant la vanne au-dessus de l’eau.

Laissez le mélange réagir pendant trois heures. Ensuite, transférez le mélange réactionnel dans une fiole à fond rond et rincez le tube avec l’excès d’éther diéthylique. Concentrez le mélange réactionnel pour obtenir le produit brut.

Déterminez le rapport du produit avec l’analyse du fluor 19 MNR. Les accouplements Sonogashira de quatre anisole ayoto avec de l’acétylène gazeux ont été évalués dans 11 conditions différentes à l’aide de plusieurs réacteurs SFMT et en parallèle. De plus, le dépistage de l’EFM a été réalisé en moins de trois heures.

La transformation photomédiée du tétraméthyléthylène et du benzylidinemelanitrile a été réalisée en lot, dans des réacteurs SFMT. La réaction SFMT a été réalisée en seulement cinq heures, tandis que la réaction par lots a pris 18 heures. Cette réduction du temps de réaction pourrait être le résultat d’une meilleure diffusion homogène des lumières vers les réactifs dans les micro-tubes.

L’utilisation de l’acétylène gazeux comme matière première pour la catalyse photo-redox a été testée en lot, dans des réacteurs SFMT. Moins de cinq pour cent de conversion a été observé dans la réaction par lots, tandis que 97 % de conversion a été observé dans la réaction SFMT. Cela a été attribué à l’augmentation de la solubilité de l’acétylène gazeux et de l’acyto nitrile à la température plus élevée atteinte dans le réacteur à microtubes scellés.

Le SFMT est l’un des meilleurs réacteurs utilisant des micro-tubes comme conteneur de réaction. Des pompes sont utilisées pour introduire les réactifs dans ces réacteurs. Avec cette technique, le temps de réaction n’est pas limité par la longueur du micro-tube.

Toute réaction SFMT réussie peut être facilement convertie en vitesse d’écoulement continu et en production. SFMT n’a besoin que d’une petite quantité de réactif pour l’efficacité accrue avec la supposition et la promotion de la lumière. Il permet également d’obtenir des gaz inflammables plus sûrs, en particulier dans des conditions de haute pression.

Les réacteurs SFMT offrent de nombreux avantages : les réacteurs SFMT offrent des conditions accessibles aux réacteurs discontinus et évitent de nombreuses limitations des réacteurs à flux continu. Par conséquent, il s’avère être une méthode complémentaire importante pour les laboratoires.