연속 흐름 처리를 사용하여 수행 반응의 실시간 모니터링 : 예를 들어 3 Acetylcoumarin의 제조

이 절차의 전반적인 목표는 연속 흐름 처리를 사용하여 실시간으로 화학 반응을 모니터링하는 것입니다. 이 방법은 연속 흐름 처리를 사용하여 수행되는 화학 반응의 조건을 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 사용자는 프로세스 전반에 걸쳐 제품 품질이 일관되게 유지되도록 할 수 있습니다.

이 기술의 주요 장점은 반응을 실시간으로 모니터링할 수 있고 파라미터 변경의 영향을 즉석에서 확인할 수 있다는 것입니다. 여기에서 볼 수 있는 절차는 과학적인 마이크로파 장치에서 수행되는 화학 반응을 모니터링하기 위해 처음 개발한 방법에서 비롯되었습니다. 우리는 cyl aldehyde에서 3개의 아세틸 쿠마린과 에틸 아세토아세테이트의 파핀 촉매 합성을 모델 반응으로 사용했습니다.

여기에서 시작하려면 모든 출발 물질에 대한 라면 스펙트럼을 얻고 제품 오버레이 스펙트럼을 얻고 제품에 고유한 강렬한 밴드를 식별합니다. 이 라면 밴드를 사용하여 반응의 진행 상황을 모니터링합니다. 이 경우 플로우 셀을 설정하기 위해 1, 608 파동 번호의 대역을 선택했습니다.

너비가 6.5mm, 높이가 20mm, 경로 길이가 5mm인 적절한 플로우 셀을 사용합니다. 플로우 셀을 주변광이 없는 환경을 제공하는 용기에 놓습니다. 그런 다음 튜브를 플로우 셀(flow cell)의 입구와 출구에 연결합니다.

flow cell에 근접하게 배치할 수 있는 유연한 장애물 어셈블리가 있는 적절한 라면 분광계를 구하십시오. 그런 다음 flow cell assembly가 들어 있는 상자에 적절한 크기의 aperture를 통해 광학 어셈블리를 놓습니다. 광학 어셈블리가 flow cell에 닿을 때까지 밀어 넣은 다음 약 2mm의 간격을 두고 뒤로 당깁니다.

플로우 셀에 100% 아세톤을 채운 후 라면 분광계를 켜고 스펙트럼을 획득합니다. 연속 스캔 모드에서는 광 파이프를 한 번에 조금씩 부드럽게 움직여 레이저의 초점을 맞춥니다. 신호가 최대 강도가 되고 피크가 날카롭고 잘 정의될 때까지 광 파이프를 계속 움직입니다.

살리 알데히드와 에틸 아세토아세테이트를 50ml 부피 플라스크에 추가합니다. 그런 다음 에틸 아세테이트를 총 50 밀리리터에 넣고 내용물을 완전히 섞습니다. 10mL 분취액을 마그네틱 교반 막대가 들어 있는 20mL 유리 바이알에 옮기고 이 바이알을 250ml 병에 담긴 시약으로 표시합니다.

에틸 아세테이트 150ml를 넣고 이 병에 솔벤트로 라벨을 붙입니다. 마지막으로 150ml의 아세톤을 용매 차단으로 표시된 250ml 병에 넣습니다. 유량 장치에 펌프가 두 개 이상 있는지 확인하고 명확하게 레이블을 지정합니다.

여기서 우리는 B와 C를 사용하여 각 펌프에 명확하게 레이블을 지정하고 식별합니다. 수거 및 폐기 라인의 출구 라인을 각각 제품 및 폐기물이라고 표시된 두 개의 개별 100ml 병에 배치합니다. 반응기로는 가열할 수 있는 10ml 용량의 PFA 코일을 사용하십시오.

B에서 나오는 튜브를 PFA 반응기 코일의 입구에 연결합니다. 3포트 폴리에테르 에테르 케톤 또는 피크 T 믹서를 설치합니다. 반응기 코일 뒤에 C에서 나오는 튜브를 반응기 코일에서 90도 떨어진 T 믹서에 연결하고 튜브를 빠져 나와 튜브 조각을 T 믹서의 세 번째 포트에 연결합니다.

이 튜브의 다른 쪽 끝에는 배압 조절기를 놓습니다. 역압 조절기의 출력에서 플로우 셀의 입력까지 라인을 연결합니다. 그런 다음 flow cell의 output에서 waste collect switch까지 라인을 연결합니다.

B와 C 모두에 대한 용매 라인과 B에 대한 시약 라인을 용매로 프라임합니다. 그런 다음 B에 대한 시약 라인을 용매 병에서 시약 병으로 이동합니다. 반응은 피트산염을 용매로 사용하여 원활하게 진행되지만 생성물은 실온에서 완전히 용해되지 않습니다.

배압 레귤레이터의 잠재적인 막힘을 완화하고 플로우 셀의 고체 입자를 방지하기 위해 반응기 코일 이후의 제품 흐름을 아세톤으로 차단하여 제품이 채워질 때까지 분당 2밀리리터의 속도로 반응기 코일을 통해 B.Pass 에틸 아세테이트를 사용하여 제품을 완전히 용해시킵니다. 다음으로, 분당 2밀리리터의 유속으로 C를 통해 아세톤을 통과시킵니다. 2분 동안 B와 C 모두에 대한 용매 유량을 분당 1밀리리터로 조정하고 배압 조절기를 7bar의 압력으로 설정합니다.

또한 장비가 올바르게 구성되었는지 다시 확인한 후 반응기 코일 온도를 원하는 온도로 설정하십시오. 그리고 시스템이 일정한 온도와 압력에 도달하면 누출을 확인한 다음 반응을 실행합니다. 에틸 아세테이트 아세톤 용매 시스템이 플로우 셀(flow cell)을 통과할 때 이를 배경 스캔합니다.

이것은 모든 후속 스캔에서 자동으로 차감됩니다. 15초마다 스캔을 수행하도록 분광계를 구성한 후, 완전히 혼합한 후 유리 바이알이라고 표시된 시약에 파이프 페린을 한 번에 주입하고 B를 용매에서 시약으로 전환합니다. 모든 물질이 완전히 로드되면 출구 스트림을 수집하도록 설정하고 B를 시약에서 용매로 다시 전환합니다.

반응기 코일을 통해 용매를 30분 더 계속 흐르게 합니다. 이 시간이 지나면 난방을 끕니다. 펌프 B와 C를 끕니다.

반응기 코일 온도가 섭씨 50도 이하로 냉각되면 데이터를 분석하고, 라면 분광계 데이터를 스프레드시트로 내보내고, 시간 대비 1, 608 파동 수치로 라멘 강도를 표시하여 조건을 최적화합니다. 여러 유속과 반응기 온도에 걸쳐 반복적으로 반응을 수행하고 라면 강도 플롯을 1, 608로 오버레이합니다. 다양한 조건을 스크리닝한 시간 대비 파동 수는 최적화된 조건을 사용하여 반응을 실행하여 최고의 제품 전환을 제공합니다.

더 높은 라멘 강도는 더 높은 제품 전환율과 관련이 있습니다. 3개의 아세틸 쿠메린의 연속 유동 준비를 시작점으로 인라인 모니터링의 대표 반응으로 선택했으며, 반응은 섭씨 25도에서 실행되었으며 분당 1밀리리터의 시약 유속과 1, 608 파동수에서의 라면 강도를 기록하여 가능한 가장 높은 전환을 얻기 위해 기록했습니다. 반응은 분당 1 밀리리터의 유속으로 작동하는 더 높은 온도에서 수행되었으며, 반응 온도를 먼저 섭씨 65도로, 그 다음에 섭씨 130도까지 증가시켰다.

그 결과 반응기 코일에서 1, 608 파동에서 라면 강도가 꾸준히 증가하는 것으로 입증된 제품 전환율이 증가했습니다. 온도는 섭씨 130도입니다. 유속을 분당 1.0 밀리리터에서 0.5 밀리리터로 줄여도 1, 608 웨이브 수에서라멘 강도는 크게 증가하지 않았습니다.

최적화된 조건을 가지고 반응을 수행했습니다. 또 한 번. 72%의 수율로 제품 분리 이 절차를 시도하는 동안 시간 경과에 따라 모니터링할 라만 스펙트럼에서 적절한 신호를 찾는 것을 기억하는 것이 중요합니다.

프로토콜의 중요한 단계에는 반응기 튜브의 올바른 조립과 라만 셀의 인터페이스가 포함됩니다. 일단 마스터하면 가파른 학습 곡선이 있을 수 있지만 이 절차를 사용하여 다양한 화학 반응을 완화할 수 있습니다.