Name: Gebruik van de Stop-flow Micro-buis reactoren voor de ontwikkeling van biologische transformaties (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-01-04T14:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 9 s
Description: Verken stop-flow micro-buisreactoren voor efficiënte screening van organische reacties. Deze groene methode combineert voordelen van batch- en doorstroomreactoren voor veilige, snelle transformaties.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

We zijn dankbaar voor de financiële steun van de nationale universiteit van Singapore (R-143-000-645-112, R-143-000-665-114) en GSK-EDB (R-143-000-687-592).

Verwijzen naar alle relevante veiligheidsinformatiebladen (VIB) voor het omgaan met mogelijk toxische en kankerverwekkende chemicaliën. Voeren passende risico-evaluaties voordat eventuele reacties, met inbegrip van het gebruik van technische controles, zoals fume hoods en gasflessen, evenals dragen voldoende persoonlijke beschermingsmiddelen. Goede opleiding moet worden uitgevoerd voordat u een ontvlambaar gas om ongelukken veroorzaakt door verkeerde behandeling van de gasflessen te voorkomen.
1. gas-betrokken reactie2
<ol>
	<li>Voorbereiding van acetyleen tank Set gas regulator van acetyleen tank tot 20 psi (137895 Pa), boven de gewenste tegendruk van 5 psi (34474 Pa) in het systeem gebruikt. 
	Opmerking: Verwijzen naar Figuur 1 op meer details voor het gas regulator instellen. 
	Opmerking: Rug-drukregelaar (BPR) ligt aan het einde van de buis, verwijzen naar Figuur 2 en 3 voor meer informatie over de opzet van de SFMT.</li>
	<li>Bereiding van de oplossing van de 4-iodoanisole
	<ol>
		<li>Voeg een 10 mm magnetische roer bar in een rondbodemkolf van 10 mL.</li>
		<li>Maatregel 58.5 mg 4-iodoanisole met een weging evenwicht en transfer naar de rondbodemkolf. 
		Let op: Aryl-halogeniden zijn irriterende stoffen en schadelijk kunnen zijn. Raadpleeg de relevante MSDSs voordat u verdergaat.</li>
		<li>8,5 mg Pd (PPh3)2Cl2, 1,0 mg copper(I) jodide, 21.0 mg 1, 3, 5-trimethoxybenzene (interne standaard) en 80 µL N, N-Diisopropylethylamine (DIPEA) in de dezelfde Rondbodemkolf toevoegen. Voeg ongeveer 2,5 mL dimethylsulfoxide (DMSO) tot de rondbodemkolf. 
		Let op: PD (PPh3)2Cl2, copper(I) jodide, DIPEA zijn irriterende stoffen en schadelijk kan zijn. Raadpleeg de relevante MSDSs voordat u verdergaat. 
		Let op: 1, 3, 5-trimethoxybenzene zijn brandbaar en explosief. Houd uit de buurt van ontstekingsbronnen. 
		Let op: DMSO is een giftige chemische stof. Raadpleeg de relevante MSDSs voordat u verdergaat.</li>
		<li>Zegel van de kolf met ronde bodem met een rubber tussenschot en mengsel was roer op een plaat van warmte bij kamer temperatuur en druk totdat alle vaste hebben opgelost. 
		Opmerking: Verdere ultrasoonapparaat gedaan kan worden om te zorgen voor een homogene oplossing.</li>
		<li>Ontgas het reactiemengsel met argon gevulde ballon voor ongeveer 15 min met behoud van een constante roeren op warmte plaat. Verwijder beide naalden na 15 min om een inert milieu binnen de rondbodemkolf. 
		Opmerking: Verwijzen naar Figuur 4 voor informatie over ontgas procedure.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Mengen van vloeistof-gas laag in SFMT reactor
	<ol>
		<li>Pak alle het reactiemengsel uit de kolf met ronde bodem met een 8 mL RVS spuit verbonden met een lange naald via een naald aansluiting via de rubber tussenschot. Verwijder de naald en bevestig de injectiespuit roestvrij staal aan de spuitpomp. De spuit verbinden met hoge zuiverheid Perfluoroalkoxy alkanen (HPFA) buis (od 1/16", I.D. 0.03", 300 cm, volume = 1.37 mL) via een T-stekker. 
		Opmerking: Gebruik een naald verbindingslijn te verbinden beide roestvast staal en lange naald, verwijzen naar Figuur 5 voor meer informatie over het gebruik van de naald-connector. 
		Opmerking: Alle luchtbellen moet verwijderen uit de RVS spuit voordat u aan de spuitpomp koppelt. 
		Opmerking: Zorg ervoor dat de slang zijn scherpen voordat het reactiemengsel verbinden met de set-up om te verminderen blootstelling van lucht, Zie Figuur 2 en 3 op de aansluitingen voor de buis.</li>
		<li>Debiet van de spuitpomp ingesteld op 300 µL/min voor het reactiemengsel te worden gepompt in de HPFA buis. Aanpassen van het debiet van acetyleen met het naaldventiel tot ongeveer 1:1 vloeistof: gas verhouding langs de stekkers. Geëquilibreerd verhouding werd gehandhaafd totdat de HPFA buis is gevuld met gas/vloeistof slak reagentia. 
		Let op: Acetyleen is zeer ontvlambaar. Houd uit de buurt van ontstekingsbronnen. 
		Opmerking: BPR is voorgelegd in aceton flesje purgeren de buis met acetyleengas. 
		Opmerking: Blaas de buis met acetyleengas eerst totdat zeepbel is waargenomen in de aceton flesje voor de BPR om ervoor te zorgen dat de druk is opgebouwd binnen de SFMT reactor voordat het reactiemengsel pompen in de reactor van de SFMT. Zie Figuur 6 voor betere illustratie van de vloeistof: gas-verhouding.</li>
		<li>Sluit de klep aan het eind wanneer al vloeistof had ingespoten in de HPFA-buis of vloeistof beginnen te lekken van het BPR. Pomp in meer acetyleen totdat de vloeistof niet meer beweegt in de slang te houden van de druk in de buis. Sluit de klep aan het begin en sluit het naaldventiel eenmaal voltooid. Breng de hele set-up in de oliebad en incubeer gedurende 2 uur. 
		Opmerking: De kleppen worden gehouden boven het oliebad om te voorkomen dat besmetting van de Silicone olie. 
		Opmerking: Verwarm de oliebad tot de gewenste temperatuur vóór de overbrenging van de reactor van de SFMT aan.</li>
		<li>Na 1 uur, door het reactiemengsel te pompen in een flacon van 10 mL met behulp van een injectiespuit 8 mL RVS. Vul een 8 mL RVS spuit met diethylether (ongeveer 4,0 mL) te wassen een residu in de buis. 
		Let op: Diethylether is zeer ontvlambaar. Verwijderd alle ontstekingsbronnen houden. 
		Opmerking: Hexaan kan worden gebruikt om het wegwassen van de Silicone olie alvorens tot het vermijden van verontreiniging zijn voor de volgende stappen.</li>
		<li>Verzadigde NH4Cl waterige oplossing (4,0 mL) is toegevoegd aan de gecombineerde organische laag, gevolgd door een vloeistof-vloeistof extractie met 1,5 mL diethylether, met behulp van een separatory trechter. 
		Let op: NH4Cl kan schadelijk zijn. Raadpleeg de relevante MSDSs voordat u verdergaat.</li>
		<li>Verrichten van een analyse van de massaspectrum (GC-MS) gaschromatografie met de organische laag om te bepalen van het rendement. 
		Opmerking: 1, 3, 5-trimethoxybenzene is toegevoegd in stap 1.2.3 als een interne standaard. 
		Opmerking: Een interne standaard kalibratiekromme was perceel met verschillende massa van het product voor het afleiden van een curve met lineaire regressie. Het rendement van het product is van de curve met lineaire regressie geïnterpoleerd. Verwijzen naar Ref. 2 voor meer details over de kalibratiekromme.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2.Foto-gemedieerde reactie5
<ol>
	<li>30,8 mg benzylidenemalonitrile, 4.1 mg 9-mesityl-10-methylacridinium perchloraat, 67.3 mg tetramethylethylene en 2,0 mL dichloorethaan in een flacon van 10 mL silicon septa toevoegen. 
	Let op: Benzylidenemalonitrile, 9-mesityl-10-methylacridinium perchloraat, tetramethylethylene en dichloorethaan zijn licht ontvlambaar. Verwijderd alle ontstekingsbronnen houden.</li>
	<li>Degas voor ongeveer 15 minuten met argon gevulde ballon. Verwijder beide naalden na 15 min om een inert milieu binnen de flacon. 
	Opmerking: Verwijzen naar Figuur 4 voor informatie over ontgas procedure.</li>
	<li>Leegmaken van de buis HPFA (od 1/16", I.D. 0.03", 340 cm, volume = 1,5 mL) met argon gas voor ongeveer 5 minuten door de rechtstreekse verbinding van de reactor van de SFMT naar de cilinder gas argon met een Unie lichaam PEEK. Sluit beide kleppen om het vangen van het argon gas binnen de slang van de HPFA na het bereiken van de met de vermelding tijd van 5 min. 
	Opmerking: Zie Figuur 5 voor meer informatie over het gebruik van de Unie lichaam PEEK.</li>
	<li>Met 3 mL wegwerp injectiespuit bevestigd met een lange naald, haal het reactiemengsel uit 10 mL silicon septa flacon. Verwijder de naald en de disposable spuit verbinden met de slang van de HPFA via een spuit connector. Open beide kleppen om de pomp in het reactiemengsel handmatig. Sluit beide kleppen weer zodra de HPFA buis is gevuld met het reactiemengsel. 
	Opmerking: Zie Figuur 5 voor meer details over het gebruik van de aansluiting van de spuit. 
	Opmerking: Het reactiemengsel goed mengen met de spuit om een homogene oplossing voordat pompen in de HPFA buis. 
	Opmerking: Kan er teveel oplosmiddel dat hoger zal zijn dan het volume van de buis. Plaats het einde van de buis op een afval kunt verzamelen van elke overstroomd reactiemengsel.</li>
	<li>Plaats de reactor van de SFMT in het midden van de blauwe LED (λmax = 425 nm, 2 m, 20 W) streep om gelijke blootstelling van de HPFA buis. De HPFA werd blootgesteld voor bestraling voor ongeveer 5-48 uur. 
	Opmerking: De lengte van de blauwe LED-streep is ingesteld op 2 meter geven genoeg energie voor de reactie om verder te gaan.</li>
	<li>Pomp uit het reactiemengsel met 3 mL disposable spuit in een schone Rondbodemkolf met een spuit connector stuk. Wassen alle residuen met overtollige diethylether met een 3 mL wegwerp injectiespuit in de dezelfde rondbodemkolf. 
	Opmerking: Zie Figuur 5 voor meer details over het gebruik van de aansluiting van de spuit.</li>
	<li>Maatregel 0,06 mmol van 1, 3, 5-trimethoxybenzene (interne standaard) en voeg aan gecombineerde organische mengsel. Verwijder overtollige oplosmiddel onder verminderde druk met een rotavap machine.</li>
	<li>Meten van 0,6 mL Halfzwaar chloroform met wegwerp injectiespuit 1 mL bevestigd met lange naald en voeg aan het geconcentreerde product dat ruwe. Breng het Halfzwaar mengsel in een schone NMR buis voor ruwe 1H NMR analyse. 
	Opmerking: De integraal (x) voor interne standaard 6.10 ppm wordt gebruikt voor het berekenen van de wisselkoers door het vergelijken van de integraal (y) van product gevormd op 3,38 ppm. 
	<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56897/56897eq1v2.jpg"></li>
</ol>
3. foto-gemedieerde Gas-betrokken reactie2
<ol>
	<li>Voorbereiding van acetyleen tank Het gas regulator van de tank acetyleen ingesteld op ongeveer 20 psi (137895 Pa) die hoger is dan de gewenste tegendruk van 5 psi (34474 Pa) in het systeem. 
	Opmerking: Verwijzen naar Figuur 1 op meer details voor het gas regulator instellen. 
	Opmerking: Rug-drukregelaar (BPR) ligt aan het einde van de buis, verwijzen naar Figuur 2 en 3 voor meer informatie over de opzet van de SFMT.</li>
	<li>Bereiding van de oplossing van de bromopentafluorobenzene
	<ol>
		<li>Voeg onder inerte atmosfeer, 74.1 mg bromopentafluorobenzene, 2,8 mg Ir(ppy)2(dtbbpy) PF6 en 46.8 mg 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-yl) oxyl (TEMPO) in een 10 mL silicon septa. Voeg 3,0 mL acetonitril in de zelfde 10 mL glazen ampul te ontbinden alle reagentia. 
		Let op: Bromopentafluorobenzene en acetonitril zijn zeer brandbaar en vluchtige. Verwijderd alle ontstekingsbronnen houden. 
		Let op: IR(ppy)2(dtbbpy) PF6 en TEMPO kan schadelijk zijn. Raadpleeg de relevante MSDSs voordat u verdergaat.</li>
		<li>Ontgas het reactiemengsel met argon gevulde ballon zorgvuldig gedurende 10 minuten in een ijsbad. Verwijder beide naalden uit de septa om een inerte atmosfeer in het flesje. 
		Opmerking: Verwijzen naar Figuur 4 voor informatie over ontgas procedure.</li>
		<li>Voeg 56.0 µL van DIPEA in het mengsel met een injectiespuit 1 mL en ontgas voor nog eens 5 minuten in een ijsbad vergelijkbaar met stap 3.2.2.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Mengen van vloeistof-gas laag in SFMT reactor
	<ol>
		<li>Pak het reactiemengsel uit de silicon septa flacon met een 8 mL RVS spuit bevestigd met lange naald via een naald connector. Verwijder de naald en de spuit hechten aan de spuitpomp. Sluit de uitgang aan T-connector. 
		Opmerking: Gebruik een naald verbindingslijn te verbinden beide roestvast staal en lange naald, verwijzen naar Figuur 5 voor meer informatie over het gebruik van de naald-connector. 
		Opmerking: Alle gas moet verwijderen uit de RVS spuit voordat u aan de spuitpomp koppelt. 
		Opmerking: Zorg ervoor dat de slang zijn scherpen voordat het reactiemengsel verbinden met de set-up om te verminderen blootstelling van gas, Zie Figuur 2 en 3 op de aansluitingen voor de buis.</li>
		<li>De apparaten van de stroom debiet ingesteld op 100 µL/min en pomp het reactiemengsel in de buis HPFA (od 1/16", I.D. 0.03", 300 cm, volume = 1.37 mL). Pas het debiet van acetyleen met het naaldventiel totdat de verhouding 2:1 gas/vloeistof wordt waargenomen in de stekker.</li></ol></li></ol>De stekkers van de verhouding was bepalen via schatting in de heldere buis. 
		Opmerking: BPR is voorgelegd in aceton flesje purgeren de buis met acetyleengas. 
		Opmerking: Blaas de buis met acetyleengas eerst totdat zeepbel is waargenomen in de aceton flesje voor de BPR om ervoor te zorgen dat de druk is opgebouwd binnen de SFMT reactor voordat het reactiemengsel pompen in de reactor van de SFMT. 
		Opmerking: Zie Figuur 6 voor betere illustratie van de vloeistof: gas verhouding maar let op dat het volume van het gas dubbel het volume van de vloeistof in de stekker door visuele schatting moet.
		<li>Sluit begon de klep aan het einde toen al vloeistof ingespoten had in de SFMT reactor (totale volume 0,65 ml, 0.065 mmol) of wanneer vloeibare te lekken van het BPR. Pomp in meer acetyleen tot de vloeibare halte in de buis te bewegen. Sluit de klep aan het begin en sluit het naaldventiel eens gedaan. Overdracht de hele opzet naar een waterbad pre-water verwarmd tot 60 ° C, en mogen reageren voor 3U onder blauw LED-licht (λmax = 425 nm, 3 m, 30 W). 
		Opmerking: De kleppen zitten boven het waterbad om verontreiniging te voorkomen. 
		Opmerking: De lengte van de blauwe LED-streep is ingesteld op 3 meter om genoeg energie voor de reactie om verder te gaan.</li>
		<li>Pomp het reactiemengsel van de HPFA-buizen met een 8 mL RVS spuit in een rondbodemkolf. Wassen van de residuen uit de reactor van de buis met overtollige diethylether in de dezelfde rondbodemkolf. Concentreren het mengsel onder verminderde druk met een rotavap machine. 
		Opmerking: Zorgvuldig verminderen de druk als de grondstoffen en producten zijn zeer volatiel.</li>
		<li>0,6 mL Halfzwaar chloroform via een disposable spuit van 1 mL in de Rondbodemkolf te ontbinden van het geconcentreerde ruwe mengsel toevoegen. Breng het Halfzwaar mengsel in een NMR-buizen voor 19F NMR analyse. 
		Opmerking: De 19F NMR spectra van de grondstof (bromopentafluorobenzene) en de 2 producten (2, 3, 4, 5, 6-Pentafluorostyrene en pentafluorobenzene) werden geanalyseerd om te zoeken naar een belangrijke piek voor elke chemische stof. De ruwe 19F NMR spectrum wordt gebruikt om te vergelijken de integraal van deze 3 belangrijke pieken om te bepalen van de verhouding tussen product gevormd. Verwijzen naar Ref. 2 voor meer informatie over de berekening van de conversie van het product en de product verhouding.</li>

<ol><li>Mallia, C. J., Baxendale, I. R. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.oprd.5b00222">The Use of Gases in Flow Synthesis.</a> Organic Process Research & Development. 20 (2), 327-360 (2016).</li>
<li>Xue, F., Deng, H., Xue, C., Mohamed, D. K. B., Tang, K. Y., Wu, J. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/sc/c7sc00408g#!divAbstract">Reaction discovery using acetylene gas as the chemical feedstock accelerated by the &#34;stop-flow&#34; micro-tubing reactor system.</a> Chemical Science. 8 (5), 3623-3627 (2017).</li>
<li>McTeague, T. A., Jamison, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoredox+Activation+of+SF6+for+Fluorination%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Photoredox Activation of SF6 for Fluorination.</a> Angewandte Chemie International Edition. 55 (48), 15072-15075 (2016).</li>
<li>Mohamed, D. K. B., Yu, X., Li, J., Wu, J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040403916309297">Reaction screening in continuous flow reactors.</a> Tetrahedron Letters. 57 (36), 3965-3977 (2016).</li>
<li>Zhou, R., Liu, H., Tao, H., Yu, X., Wu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal-free+direct+alkylation+of+unfunctionalized+allylic%2Fbenzylic+sp3+C-H+bonds+via+photoredox+induced+radical+cation+deprotonation%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Science%22%5BJournal%5D)">Metal-free direct alkylation of unfunctionalized allylic/benzylic sp3 C-H bonds via photoredox induced radical cation deprotonation.</a> Chemical Science. 8 (6), 4654-4659 (2017).</li>
<li>Prier, C. K., Rankic, D. A., MacMillan, D. W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visible+Light+Photoredox+Catalysis+with+Transition+Metal+Complexes%3A+Applications+in+Organic+Synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Visible Light Photoredox Catalysis with Transition Metal Complexes: Applications in Organic Synthesis.</a> Chemical Reviews. 113 (7), 5322-5363 (2013).</li>
<li>Cambié, D., Bottecchia, C., Straathof, N. J. W., Hessel, V., Noël, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+Continuous-Flow+Photochemistry+in+Organic+Synthesis%2C+Material+Science%2C+and+Water+Treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Applications of Continuous-Flow Photochemistry in Organic Synthesis, Material Science, and Water Treatment.</a> Chemical Reviews. 116 (17), 10276-10341 (2016).</li>
<li>Straathof, N. J. W., Su, Y., Hessel, V., Noel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accelerated+gas-liquid+visible+light+photoredox+catalysis+with+continuous-flow+photochemical+microreactors%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protocols%22%5BJournal%5D)">Accelerated gas-liquid visible light photoredox catalysis with continuous-flow photochemical microreactors.</a> Nat. Protocols. 11 (1), 10-21 (2016).</li>
<li>Robards, K., Haddad, P. R., Jackson, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-performance+Liquid+Chromatography%E2%80%94Instrumentation+and+Techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Principles+and+Practice+of+Modern+Chromatographic+Methods%22%5BJournal%5D)">High-performance Liquid Chromatography—Instrumentation and Techniques.</a> Principles and Practice of Modern Chromatographic Methods. 5, 227-303 (1994).</li>
<li>Linder, V., Sia, S. K., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reagent-Loaded+Cartridges+for+Valveless+and+Automated+Fluid+Delivery+in+Microfluidic+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Reagent-Loaded Cartridges for Valveless and Automated Fluid Delivery in Microfluidic Devices.</a> Analytical Chemistry. 77 (1), 64-71 (2005).</li>
<li>Terao, K., Nishiyama, Y., Tanimoto, H., Morimoto, T., Oelgemöller, M., Morimoto, T. <a target="_blank" href="http://akademiai.com/doi/abs/10.1556/JFC-D-12-00005">Diastereoselective [2+2] Photocycloaddition of a Chiral Cyclohexenone with Ethylene in a Continuous Flow Microcapillary Reactor.</a> Journal of Flow Chemistry. 2 (3), 73-76 (2012).</li>
<li>Qian, D., Lawal, A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009250906005604">Numerical study on gas and liquid slugs for Taylor flow in a T-junction microchannel.</a> Chemical Engineering Science. 61 (23), 7609-7625 (2006).</li>
<li>Hamilton, D. S., Nicewicz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+Catalytic+Anti-Markovnikov+Hydroetherification+of+Alkenols%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Direct Catalytic Anti-Markovnikov Hydroetherification of Alkenols.</a> Journal of the American Chemical Society. 134 (45), 18577-18580 (2012).</li>
<li>Singh, A., Teegardin, K., Kelly, M., Prasad, K. S., Krishnan, S., Weaver, J. D. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022328X14005208">Facile synthesis and complete characterization of homoleptic and heteroleptic cyclometalated Iridium(III) complexes for photocatalysis.</a> Journal of Organometallic Chemistry. 776, 51-59 (2015).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

De nieuw ontwikkelde SFMT reactor is een wijziging van het systeem van continue-stroom door uitschakeling kleppen toe te voegen aan de micro-buis2. In dit systeem, kan het debiet van een gewenste volume van de reagentia worden stopgezet worden, simuleren een batch reactor maar in micro-buis2,10,11. Deze kleppen helpen bij de vangst van de gewenste hoeveelheid reagentia in ...

Stroom chemie is goed klaar aan de beweging voor groene en duurzame processen1,2. In tegenstelling tot batch reactoren bezitten continue stroom reactoren aanzienlijke voordelen, zoals verbeterde warmtebeheer, verbeterde mengen controle en regelgeving van de interne druk. Deze voordelen verminderen sterk van de vorming van bijproducten in het continu-stroomsysteem. Continue-stroom verbetert bovendien de tweefase gas-vloeistof reacties binnen de micro-buis als gevolg van het uitstekende Interfaciale oppervlak van de reagentia in verschillende Staten. Continue stroom reactoren voorzien ook in een goed platform voor fotosynthese als gevolg van de verbeterde en uniforme lichte verlichting via de micro-buis3.
Ondanks succes in continue-stroom technologie zijn er nog beperkingen in reactie screening voor parameters die betrekking hebben op katalysatoren, oplosmiddelen en reagentia2. Wijzigingen in de druk in het stroomsysteem zal drastische gevolgen hebben voor het evenwicht van de stroom. Bovendien is een klassieke continue stroomsysteem over het algemeen beperkt tot één reactie screening op een tijd, waardoor het tijdrovend voor efficiënte parallelle reactie screening. De reactietijd in continue stroom synthese is ook beperkt door de grootte van de micro-buis reactor. Bovendien, continue stroom screening is vatbaar voor kruisbesmetting bij hogere temperatuur, hoewel vervoerder medium wordt gebruikt tussen de verschillende reacties4.
Vandaar, om aan te pakken van de moeilijkheid van het screenen van discrete parameters in continue-stroom systemen, wij een stop-flow micro-tubing (SFMT) reactor systeem voor reactie screening waarbij gasvormige reagentia en/of foto-gemedieerde reacties2ontwikkeld. SFMT-reactoren omvat elementen van zowel de batch reactoren en de continue stroom reactoren. De invoering van uitschakeling kranen de reagentia binnen de micro-buis, een concept dat is vergelijkbaar met een batch reactor, entraps en wanneer het systeem is drukkend, de SFMT gedraagt zich als een miniatuur hogedruk reactor. De SFMT kan vervolgens worden ondergedompeld in een bad van water of olie, invoering van warmte aan het systeem van de reactor. Lampjes zichtbaar kunnen ook worden scheen op de micro-buis tijdens de periode van de reactie om foto-gemedieerde reacties.
In SFMT, kunnen brandbare of giftige gassen, zoals ethyleen, acetyleen en koolmonoxide, worden gebruikt voor het genereren van waardevolle chemicaliën in een veiligere manier in vergelijking met batch reactoren1,2,4. Het is een aanwinst voor het gebruik van dergelijke reactieve gassen zoals ze goedkope chemische grondstoffen zijn en kunnen gemakkelijk worden verwijderd nadat de reacties zijn voltooid, verstrekken van een schonere procedure2. Integendeel, de neiging van de meeste reactie ontwikkeling uitgevoerd in batch reactoren uit te sluiten van het gebruik van reactieve gassen als gevolg van haar ongemak en ontploffingsgevaar bij verhoogde druk en temperatuur. Als gasvormige reagentia werkzaam zijn, komen ze meestal naar batch reactoren via borrelen of ballonnen. Dit gaf in het algemeen lagere reproduceerbaarheid of reactiviteit dankzij de lage mengen rendement op de interface. Hoewel hogedruk vaartuigen vaak toegepast worden om reactiviteit en oplosbaarheid van gassen te verbeteren, zijn ze moeizaam met een risico van ontploffing, vooral met brandbare gassen. Bovendien, gebruikte de ondoorzichtige oppervlak daarvan hogedruk reactoren maakte het ongeschikt voor foto-gemedieerde reacties. Vandaar, reacties die bestaan uit gasvormige reagentia en foto-gemedieerde bijwerkingen zijn over het algemeen links onontgonnen. In dit verband bieden SFMT reactoren een ideaal platform omdat de gasvormige reagentia kunnen worden gebruikt binnen de micro-buis met de hulp van een terug drukregelaar (BPR) aan het reguleren van de interne druk in een veilige en handige manier2. Afgezien van reacties die betrekking hebben op gasvormige reagentia, geeft zichtbaar-licht gepromoveerde synthese ook grote beloften voor organische synthese5,6. Een van de grootste val van zichtbaar licht gemedieerde reacties is echter de schaalbaarheid in conventionele batch reactoren als gevolg van het effect van de demping van het foton vervoer in grote schepen7. Als high-power lichtbronnen zijn gebruikt, overmatige bestraling kan leiden tot bijproduct vorming. Bovendien, gasvormige reagentia hebben zelden toegepast in foto-chemische reacties voornamelijk te wijten aan de complexe apparatuur systeem bij het gebruik van de gas-fase reactanten op hoge druk2. Door de invoering van een smal kanaal, zoals SFMT, kan een hogedruk gas-omgeving gemakkelijk worden bereikt onder lichte bestraling.
Vandaar gedetailleerde deze video doelstellingen om meer wetenschappers begrijpen van de voordelen en de procedure SFMT te gebruiken voor de voorwaarde screening van gas-betrokken transformaties en licht-gemedieerde bijwerkingen te helpen.

<table><tbody><tr><td>Acetylene Cylinder</td><td>Chem Gas PTE LTD (Singapore)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Logato 200 series Syringe pumps</td><td>KD Scientific Inc</td><td>788200</td><td></td></tr><tr><td>Blue LED Strips</td><td>Inwares Pte Ltd (Singapore)</td><td>3528 FlexiGlow LED Strips</td><td></td></tr><tr><td>PFA Tubing High Purity 1/16" OD x.030" ID x 50ft</td><td>IDEX Health&amp;Science</td><td>1632-L</td><td>Afhankelijk van de diameter van de buizen die nodig zijn</td></tr><tr><td>KDS Stainless Steel Syringe</td><td>KD Scientific Inc</td><td>780802</td><td></td></tr><tr><td>Shut-Off Valve Tefzel (ETFE) with 1/16" Fittings</td><td>IDEX Health&amp;Science</td><td>P-782</td><td></td></tr><tr><td>BPR Assembly 20 psi</td><td>IDEX Health&amp;Science</td><td>P-791</td><td></td></tr><tr><td>Luer Adapter Female Luer - Female Union</td><td>IDEX Health&amp;Science</td><td>P-628</td><td>Bekend als spuitconnector in dit artikel</td></tr><tr><td>1/4-28 Female to Male Luer Assy</td><td>IDEX Health&amp;Science</td><td>P-675</td><td>Bekend als naaldconnector in dit artikel</td></tr><tr><td>Union Body PEEK.020 thru hole, for 1/16" OD"</td><td>IDEX Health&amp;Science</td><td>P-702-01</td><td></td></tr><tr><td>Super Flangeless Ferrule w/SST Ring, 1/4-28 Flat-Bottom, for 1/16" OD</td><td>IDEX Health&amp;Science</td><td>P-250X</td><td></td></tr><tr><td>PEEK Low Pressure Tee Assembly 1/16" PEEK.020 thru hole</td><td>IDEX Health&amp;Science</td><td>P-712</td><td>Bekend als T-connector in dit artikel</td></tr><tr><td>Super Flangeless Nut PEEK 1/4-28 Flat-Bottom, for 1/16" &amp; 1/32" OD</td><td>IDEX Health&amp;Science</td><td>P-255X</td><td></td></tr><tr><td>Micro Metering Valve Assembly, 1/4-28 Flat-Bottom, for 1/16" OD</td><td>IDEX Health&amp;Science</td><td>P-445NF</td><td>Bekend als Naaldklep in dit artikel</td></tr><tr><td>Shut Off Valve Assembly PEEK .020</td><td>IDEX Health&amp;Science</td><td>P-732</td><td></td></tr><tr><td>Terumo Syringe without needle</td><td>Terumo medical</td><td></td><td>1 mL en 3 mL, afhankelijk van het gewenste volume</td></tr><tr><td>Terumo needle</td><td>Terumo medical</td><td></td><td>22G X 1&frac12;&rdquo; (0.70 X 38 mm)</td></tr><tr><td>Sterican needle</td><td>B | Braun Sharing Enterprise</td><td></td><td>21G X 4&frac34;&rdquo; (0.80 X 120 mm)</td></tr><tr><td>Bruker ACF300 (300 MHz)</td><td></td><td></td><td>Voor 300 MHz NMR-scanning</td></tr><tr><td>AV-III400 (400 MHZ)</td><td></td><td></td><td>Voor 400 MHz NMR-scanning</td></tr><tr><td>AMX500 (500 MHz)</td><td></td><td></td><td>Voor 500 MHz NMR-scanning</td></tr><tr><td>Merck 60 (0.040-0.063 mm) mesh silica gel</td><td>Merck</td><td></td><td></td></tr><tr><td>4-Iodoanisole</td><td>Sigma Aldrich</td><td>I7608-100G</td><td></td></tr><tr><td>412740 ALDRICH Bis(triphenylfosfine) palladium(II) dichloor &ge;99% op basis van sporenmetalen</td><td>Sigma Aldrich</td><td>412740-5G</td><td></td></tr><tr><td>Koper(I) jodide purum, &ge;99.5%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>03140-100G</td><td></td></tr><tr><td>N,N-Diisopropylethylamine</td><td>Tokyo Chemical Industry Co., Ltd</td><td>D1599</td><td></td></tr><tr><td>1, 3, 5-trimethoxybenzeen</td><td>Tokyo Chemical Industry Co., Ltd</td><td>P0250</td><td></td></tr><tr><td>2,3-Dimethyl-2-buteen &ge;99%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>220159-25ML</td><td></td></tr><tr><td>Bromopentafluorbenzeen 99%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>B75158-10G</td><td></td></tr><tr><td>TEMPO Green Alternative 98%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>214000-25G</td><td></td></tr><tr><td>Acetonitril</td><td>Sigma Aldrich</td><td>271004-1L</td><td></td></tr><tr><td>Diethylether</td><td>Sigma Aldrich</td><td>346136-1L</td><td></td></tr><tr><td>Dimethylsulfoxide</td><td>VWR chemical</td><td>23500.322- 25L</td><td></td></tr><tr><td>1,2-Dichloroethaan</td><td>Sigma Aldrich</td><td>284505-1L</td><td></td></tr><tr><td>9-mesityl-10-methylacridiumperchloraat</td><td></td><td></td><td>Zie Ref. 8 voor synthese</td></tr><tr><td>Ir(ppy)2(dtbbpy)PF6</td><td></td><td></td><td>Zie Ref. 9 voor synthese</td></tr></tbody></table>

gebruik van de stop-flow micro-buis reactoren voor de ontwikkeling van biologische transformaties

Utilization of Stop-flow Micro-tubing Reactors for the Development of Organic Transformations

Een nieuwe reactie screening technologie voor organische synthese werd onlangs aangetoond door het combineren van elementen van zowel continue micro-stroom en conventionele batch reactoren, bedacht stop-flow micro-buizen (SFMT) reactoren. In SFMT, kunnen chemische reacties die hoge druk vereisen worden vertoond in parallel door een veiliger en gemakkelijke manier. Inbegrip van kruisbesmetting, die een veelvoorkomend probleem in reactie screening voor continue stroom reactoren is, wordt vermeden in SFMT. Bovendien, de verkrijgbare licht-permeabele micro-buis kan worden opgenomen in SFMT, een uitstekende keuze voor licht-gemedieerde bijwerkingen als gevolg van een meer effectieve uniforme lichte blootstelling, in vergelijking met batch reactoren bijeenkomen. Globaal, is het SFMT reactor systeem is vergelijkbaar met continue stroom reactoren en meer superieur dan batch reactoren voor reacties die nemen gas reagentia en/of licht-verlichting, waardoor een eenvoudige maar zeer efficiënte reactie screening systeem vereisen. Bovendien kan elke met succes ontwikkelde reactie in het SFMT reactor systeem gunstig vertaald worden naar de continue-stroom synthese voor grootschalige productie.

In deze studie wordt SFMT gebruikt voor het uitvoeren van transformaties die omvatten gasvormige reagentia (tabel 1), licht-gemedieerde Reacties (tabel 2), en reacties waarbij zowel gasvormige reagentia en foto-katalyse (tabel 3).
Figuur 1 toont een typische set-up voor het gas regulator aan te sluiten op de gasfles te regelen van de druk van het gas in het SFMT-systeem wordt gepompt.
Figuur 2 geeft de opze...

Een protocol voor organische reactie screening met behulp van stop-flow micro-buizen (SFMT) reactoren met gasvormige reactanten en/of zichtbaar-licht gemedieerde reacties wordt gepresenteerd.

Gebruik van de Stop-flow Micro-buis reactoren voor de ontwikkeling van biologische transformaties

A new reaction screening technology for organic synthesis was recently demonstrated by combining elements from both continuous micro-flow and conventional ...

Het algemene doel van dit experiment is om reacties te screenen met behulp van een stop-flow micro-buisreactorplatform dat elementen combineert van zowel continue stroming als batchreactoren. We hebben deze technologie uitgevonden om de problemen op te lossen dat het continue micro-buisstromingssysteem niet efficiënt is voor reacties op kleine schaal en voor reactiescherming. Het verschil tussen ons stop-flow micro-buisreactorsysteem en het continue micro-buisreactiesysteem is dat er in ons systeem twee kleppen zijn voor en na elke microbuis.De belangrijkste voordelen van deze techniek zijn dat deze groen, veilig, gemakkelijk te gebruiken is voor reactiescherming en efficiënter is dan conventionele bankreactoren, maar wel organische transformatie met zich meebrengt. Om een stop-flow micro-buisreactor voor te bereiden, wikkelt u 300 centimeter hoogzuivere PFA-buis in een smalle ring. Bevestig de buis met kabelbinders.En bevestig een afsluitklep aan elk uiteinde. Het is gemakkelijk om een SFMT-reactor te bouwen, daarom bereiden we alleen een SMFT-reactie voor voor elke te screenen conditie. Verbind de reactor met een terugdrukregelaar van 20 psi en een lagedruk T-fitting die is aangesloten op een acetyleengastank, via een klep.Dompel het uiteinde van de terugdrukregelaar in aceton. Plaats vervolgens 58,5 milligram 4-iodoanisol in een 10 ml rondbodemkolf met een roerlat. Voeg toe aan de kolf 8,5 milligram Bis(trifenylfosfine)palladiumchloride, 1 milligram koperjodide, 80 microliter DIPEA en 2,5 milliliter dimethylsulfoxide.Stop de kolf met een rubberen septum en begin de mixtuur bij kamertemperatuur te roeren. Gebruik een met argon gevulde ballon om het mengsel gedurende 15 minuten te ontgassen terwijl geroerd wordt. Wanneer het ontgassen is voltooid, verwijder de ontluchtingsnaald, gevolgd door de ballonsamenstelling.Gebruik vervolgens een korte lengte van hoogzuivere PFA-buis en een luer-naaldfitting om een acht-milliliter roestvrijstalen spuit met een lange naald uit te rusten. Steek de naald door het septum naar de bodem van de kolf. En trek de reactievloeistof in de spuit.Ontkoppel de spuit van de naald. Bevestig de spuit in een spuitpomp en verbind de spuit met de T-fitting die de SMFT-reactor en het acetyleengas verbindt. Spuit de buis met acetyleengas totdat er bubbels worden waargenomen bij de terugdrukregelaar.Begin vervolgens met het laden van de reactiemixtuur in de reactor met een snelheid van 300 microliter per minuut. Gebruik de klep om de acetyleenstroomsnelheid aan te passen totdat de vloeistof-naar-gasverhouding tussen de T-fitting en de afsluitklep van de reactorinlaat een-op-een is. Sluit de afsluitklep van de reactoruitlaat zodra de volledige reactiemixtuur in de buis is geladen en de mixtuur begint te lekken uit de uitlaat van de terugdrukregelaar.Breng de reactor onder druk met acetyleen totdat de reactiemixtuur in de reactor onbeweeglijk is. Sluit vervolgens de afsluitklep van de reactorinlaat en de klep. Ontkoppel de reactor van het systeem en plaats het in een siliconenoliebadje, verwarmd tot de gewenste reactietemperatuur, waarbij u ervoor zorgt dat de afsluitkleppen uit de buurt van de olie blijven.Laat de reactor een uur in het oliebad. Gebruik vervolgens hexine om de siliconenolië van de reactor te spoelen. Gebruik een acht-milliliter roestvrijstalen spuit om de reactiemixtuur van de reactor in een 20 milliliter flesje te duwen.Spoel de residuen in het flesje met vier milliliter di-ethylether. Was het mengsel met vier milliliter van een waterverzadigde ammoniumchloride-oplossing en trek het product uit in 1,5 milliliter di-ethylether. Bepaal de opbrengst met GC-MS.Om het systeem schoon te maken, gebruik de spuitpomp om de buis te spoelen met een oplosmiddel dat in de volgende reactie zal worden gebruikt. Droog het systeem gedurende 20 minuten met stikstofgas. Om de SFMT-reactor te construeren, wikkel 340 centimeter hoogzuivere PFA-buis in een ring en voorzie de uiteinden van afsluitkleppen.Combineer vervolgens de reagentia voor de reactie in een 10-milliliter flesje en verzegel het flesje met een siliconen septumdop. Ontgas het mengsel gedurende 15 minuten met een argonballon. Verwijder de naalden na het ontgassen.Verbind de reactor met een argongasleiding met behulp van een peak union body en zuiver de reactor met argon gedurende vijf minuten. Sluit vervolgens beide reactorafsluitkleppen om de argonsfeer te behouden. Rust vervolgens een drie-milliliter spuit uit met een lange naald.Prikt het septum van het flesje door en trek het voorgemengde reactiemengsel in de spuit. Draai vervolgens de spuit om en tik zachtjes op de plunjer tot alle bellen zijn verdreven, waardoor alleen het reactiemengsel in de spuit achterblijft. Schud de spuit voorzichtig om homogeniteit te garanderen.Gebruik een lueradapter om de spuit met de SFMT-reactor te verbinden. Open beide afsluitkleppen en breng het reactiemengsel in de reactor, hetzij handmatig of met behulp van een spuitpomp. Sluit beide afsluitkleppen en plaats de reactor in het midden van een blauwe LED-strip.Bestraal het mengsel gedurende vijf tot 48 uur, naar wens. Gebruik vervolgens een drie-milliliter spuit om het reactiemengsel in een schone rondbodemfles te duwen. Spoel de residuen in de fles met overtollig di-ethylether om het ruwe product te verkrijgen.Concentreer het product en bepaal de conversiesnelheid met proton NMR-analyse, door een geschikte hoeveelheid 1, 3, 5 trimethoxybenzeen toe te voegen als de interne standaard. Wikkel eerst 300 centimeter hoogzuivere PFA-buis in een smalle ring en voorzie de uiteinden van afsluitkleppen. Verbind de reactor met een terugdrukregelaar en met een T-fitting in serie met de klep en een acetyleengastank.Los vervolgens onder een inerte atmosfeer de reagentia en drie milliliter acetonitril op in een 10-milliliter flesje. Verzegeld het flesje met een dop en een siliconen septum. On

utilization-stop-flow-micro-tubing-reactors-for-development-organic

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

Millifluidic apparaten worden gebruikt voor gecontroleerde synthese van nanomaterialen tijdsopgeloste analyse van reactiemechanismen als continu katalyse.

Millifluidics voor chemische synthese en Tijdopgeloste mechanistische studies

Real-time monitoring zorgt voor een snelle optimalisatie van de reacties uitgevoerd met behulp van een continue flow verwerking. Hier is de bereiding van 3-acetylcumarine wordt als voorbeeld gebruikt. De inrichting voor het uitvoeren van in situ-Raman bewaking wordt beschreven, evenals de stappen die nodig zijn om de reactie te optimaliseren.

Real-time monitoring van de reacties uitgevoerd met behulp van continue flow Verwerking: De Bereiding van 3-acetylcumarine als een voorbeeld

Lab-in-a-drop reactie systemen toestaan de veelzijdige uitvoering van complexe reacties in een schaal van microfluidic. Een automatische bediening platform bestaande uit een 3 x 3 matrix van elektromagnetische spoelen werd ontwikkeld en met succes gebruikt voor het samenvoegen van twee 10 µL microreactors en daardoor een enzymatische reactie in de resulterende vloeistof Friezen te initiëren.

Waterige druppels gebruikt als enzymatische Microreactors en hun elektromagnetische aandrijving

Deze paper beschrijft de operatie procedure voor de flow buis reactor en verzamelen van gerelateerde gegevens. Het toont de protocollen voor het instellen van de experimenten, het opnemen van gegevens en het genereren van de verdeling van de diameter van nummer, alsmede de massa informatie van deeltjes, die nuttige informatie over de chemische en fysische eigenschappen van de organische aërosolen geeft.

Productie en meting van organische deeltjes in een Flow buis Reactor

Stroom chemie draagt milieu en economische voordelen door leveraging superieure mengen, warmteoverdracht en kosten voordelen. Hierin bieden we een blauwdruk voor het overbrengen van chemische processen van batch naar stroom modus. De reactie van diphenyldiazomethane (DDM) met p- nitrobenzoic zuur, uitgevoerd in batch en stroom, werd gekozen voor bewijs van concept.

Continue stroom chemie: Reactie van Diphenyldiazomethane met p- Nitrobenzoic Acid

Een gedetailleerd protocol voor de gelijktijdige werking van 48 parallelle celculturen onder uiteenlopende omstandigheden in een systeem van microbioreactor wordt gepresenteerd. Proces van de cultuur van de cel, oogst en latere antilichaam titer analyse worden beschreven.

Gebruik van High-Throughput geautomatiseerd Microbioreactor-systeem voor de productie van Model IgG1 in CHO cellen

Het fabricageproces van een op PDMS gebaseerd, meerlaagse, microfluïdisch apparaat waarmee in vitro transcriptie-en vertalings Reacties (IVTT) gedurende langere perioden kunnen worden uitgevoerd, wordt beschreven. Bovendien wordt een uitgebreid overzicht gegeven van de hardware en software die nodig is voor het automatiseren en onderhouden van deze reacties voor langdurige duur.

Een Multilayer microfluidic platform voor de geleiding van langdurige cel-vrije genexpressie

Hier presenteren we een gedetailleerde procedure om een ontwerp van experiment uit te voeren in een geautomatiseerde micro-bioreactor gevolgd door celoogst en eiwitkwantificering met behulp van een Protein A-kolom.

Proces optimalisatie met behulp van high throughput geautomatiseerde micro-bioreactoren in de Chinese Hamster Eierstok celteelt

Een gedetailleerd schaalbaar continustroomprotocol wordt gepresenteerd om een arylfluoride te synthetiseren uit een arylamine via de Balz-Schiemann-reactie.

Een schaalbaar Balz-Schiemann-reactieprotocol in een continue-stroomreactor

De gerichte synthese van nieuwe metaal-organische raamwerken (MOF's) is moeilijk en hun ontdekking hangt af van de kennis en creativiteit van de chemicus. Met methoden met hoge doorvoer kunnen complexe synthetische parametervelden snel en efficiënt worden verkend, waardoor het proces van het vinden van kristallijne verbindingen en het identificeren van synthetische en structurele trends wordt versneld.

Ontdekking en synthese optimalisatie van isoreticulaire Al(III) op fosfonaat gebaseerde metaal-organische raamwerkverbindingen met behulp van high-throughput methoden

Dit protocol presenteert een microfluïdisch systeem voor het bestuderen van de microbiële neerslag van mangaanoxidemineralen. Biomineraalvorming wordt ter plaatse gemeten met optische microscopie en beeldanalyse. Deze benadering kan worden aangepast om de neerslag van andere karakteristiek gekleurde biogene mineralen in poreuze omgevingen te onderzoeken.

Een microfluïdisch platform om microbiële neerslag van metaaloxiden in poreuze media te onderzoeken

Verken stop-flow micro-buisreactoren voor efficiënte screening van organische reacties. Deze groene methode combineert voordelen van batch- en doorstroomreactoren voor veilige, snelle transformaties.

Gebruik van de Stop-flow Micro-buis reactoren voor de ontwikkeling van biologische transformaties

Meer video's verkennen