Name: Chemia przepływu ciągłego: reakcja difenylodiazometanu z kwasem p-nitrobenzoesowym (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-15T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 6 s
Description: Poznaj technikę przenoszenia procesów chemicznych z trybu wsadowego do przepływowego na przykładzie reakcji difenylodiazometanu z kwasem p-nitrobenzoesowym. Metoda ta umożliwia precyzyjną kontrolę temperatury i mieszania.

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

Chcielibyśmy podziękować firmie Corning za dar szklanego reaktora przepływowego.

Ostrzeżenia zdrowotne i specyfikacja odczynników 
Hydrazon benzofenonu: Może powodować podrażnienie przewodu pokarmowego. Właściwości toksykologiczne tej substancji nie zostały w pełni zbadane. Może powodować podrażnienie dróg oddechowych. Właściwości toksykologiczne tej substancji nie zostały w pełni zbadane. Może powodować podrażnienie skóry i oczu18.
Aktywowany tlenek manganu (MnO2): (Ocena MSDS dla zdrowia na poziomie 2) Niebezpieczny w przypadku kontaktu ze skórą, kontaktu z oczami, spożycia i wdychania19.
Dizasadowy fosforan potasu (KH2PO4): (Ocena MSDS zdrowia 2) Niebezpieczny w przypadku kontaktu ze skórą, kontaktu z oczami, spożycia i wdychania20.
Dichlorometan: (Ocena MSDS zdrowia 2, ocena ogniowa 1) Bardzo niebezpieczny w przypadku kontaktu z oczami (drażniący), spożycia, wdychania. Stwarza zagrożenie w przypadku kontaktu ze skórą (substancja drażniąca, przenikająca). Zapalenie oka charakteryzuje się zaczerwienieniem, łzawieniem i swędzeniem21.
1. Synteza difenylodiazometanu (DDM):
<ol>
	<li>Przed rozpoczęciem syntezy DDM należy upewnić się, że obecne są wszystkie wymienione niezbędne materiały, a także niezbędne odczynniki, aby zapewnić przeprowadzenie prawidłowej syntezy.</li>
	<li>Dodać 10 g (ekwiwalent .72) bezwodnego KH2PO4 i 31 g aktywowanego ditlenku manganu, MnO2 (równoważnik 3,5 ekwiwalentu) do 250 ml 3-szyjkowej kolby okrągłodennej (1) i mieszadła magnetycznego.</li>
	<li>Dodać 20 g hydrazonu benzofenonu do oddzielnej 100 ml kolby okrągłodennej z 2 szyjkami (22), mieszadła magnetycznego i przechowywać w temperaturze pokojowej.</li>
	<li>Dodać 67 ml dichlorometanu (DCM) i wyposażyć obie kolby (1 i 2) w korki, termometr i termoparę.</li>
	<li>Po przepłukaniu obu kolb gazem obojętnym przez 15 minut, zastosować łaźnię lodową do roztworu KH2PO4 i MnO2 (kolba 1). Upewnić się, że temperatura roztworu pozostaje stała na poziomie 0 °C przez co najmniej 30 minut.</li>
	<li>Po 30 minutach stałego odczytu temperatury, przenieść hydrazon benzofenonu (kolba 2) do kolby zawierającej KH2PO4 i MnO2 (kolba 1). Przeprowadzaj reakcję przez 24 godziny, aby osiągnąć zakończenie.</li>
</ol>
2. Oczyszczanie DDM:
<ol>
	<li>Po 24 godzinach dodać 120 ml pentanu do mieszaniny reakcyjnej (głęboki, ciemnofioletowy roztwór).</li>
	<li>Szybko przefiltrować roztwór przez obojętny żel krzemionkowy (50 - 200 μm). Ważne jest, aby czas kontaktu produktu z krzemionką nie przekraczał 5 minut. DDM jest wrażliwy na kwasy; Znaczna dekompozycja nastąpi przy dłuższym czasie kontaktu<klasa SUP="xref">22.
	<ol>
		<li>Filtrację należy przeprowadzić za pomocą lejka ze spiekanego szkła o średniej porowatości, podłączonego do systemu filtracji próżniowej lub systemu próżniowego pod wyciągiem.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przenieść filtrat i usunąć rozpuszczalnik za pomocą wyparki obrotowej w próżni. Powstałym produktem surowym jest ciemnofioletowy olej.
	<ol>
		<li>Owiń kolbę folią aluminiową, aby utrzymać światło z dala od DDM. DDM jest wrażliwy na światło.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Po przykryciu kolby folią aluminiową, czysty DDM przechowywać w zamrażarce, szczelnie zamknięty i w atmosferze gazu obojętnego.</li>
	<li>Monitoruj, czy dochodzi do krystalizacji, która zwykle trwa 2-3 dni. Wyjąć kolbę z zamrażarki i pozostawić do osiągnięcia temperatury pokojowej. Konieczny jest kolejny etap oczyszczania. Dodać 200-procentowy alkohol etylowy do kolby, przefiltrować, a następnie użyć wyparki obrotowej, aby usunąć pozostały rozpuszczalnik. W tym momencie większość pozostałych zanieczyszczeń powinna zostać usunięta.
	<ol>
		<li>Przeanalizuj powstałe głębokie, czerwonawo-fioletowe kryształy DDM za pomocą spektroskopii UV. Zmierzono eksperymentalną chłonność molową na (ε) 94,8, co odpowiadało wartościom literaturowym. 
		UWAGA: Poniżej znajdują się odpowiednie ostrzeżenia zdrowotne i specyfikacje odczynników do prawidłowego i bezpiecznego obchodzenia się z przeprowadzaniem protokołu reakcji na DDM. W przypadku pracy z tymi substancjami należy zawsze zapewnić odpowiednie środki ochrony osobistej i warunki pracy pod wyciągiem. 
		 
		DDM: Długotrwałe lub powtarzające się narażenie może powodować reakcje alergiczne u niektórych wrażliwych osób23. 
		Kwas p-nitrobenzoesowy: (ocena zdrowotna MSDS 2) Upewnij się, że odczynnik jest trzymany z dala od źródeł ciepła. Przechowywać z dala od źródeł zapłonu. Puste pojemniki stwarzają ryzyko pożaru; Odparować pozostałość pod wyciągiem. Uziemić wszystkie urządzenia zawierające materiał. W przypadku połknięcia należy natychmiast zasięgnąć porady lekarza i pokazać opakowanie lub etykietę. Unikać kontaktu ze skórą i oczami24. 
		Alkohol etylowy, 200 Dowód: (ocena zdrowotna MSDS 2, ocena zdrowotna 3) Niebezpieczny w przypadku kontaktu ze skórą, kontaktu z oczami i wdychania. Etanol szybko wchłania wilgoć z powietrza i może energicznie reagować z utleniaczami25. 
		Toluen: (ocena zdrowotna MSDS 2, ocena zdrowotna 3) Niebezpieczny w przypadku kontaktu ze skórą (drażniący), kontaktu z oczami (drażniący), spożycia i wdychania. Lekko niebezpieczny w przypadku kontaktu ze skórą (permeator). Wysoce łatwopalny26. 
		o-ksylen: (ocena zdrowia MSDS 2, ocena zdrowia 3) możliwość wystąpienia działania teratogennego, toksyczności rozwojowej dla układu rozrodczego u mężczyzn i toksyczności w przypadku spożycia na nerki, wątrobę, górne drogi oddechowe, skórę, oczy i ośrodkowy układ nerwowy. Przechowywać z dala od kontaktu ze skórą (działanie drażniące, przenikające), kontaktu z oczami (drażniące) oraz po spożyciu i wdychaniu 27.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Przygotowanie roztworu DDM do ciągłego przepływu:
<ol>
	<li>Przepłukać kolbę miarową o pojemności 100 ml etanolem.</li>
	<li>Wytaruj fiolkę o pojemności 6 dram na wadze analitycznej i dodaj .1942 g DDM do fiolki dram. Dodawać bezwodny etanol (5 ml) do fiolki w odstępach 2-3, aż cały DDM trafi do roztworu. Za pomocą pipety przenieść roztwór z fiolki o pojemności 6 ml do czystej kolby miarowej o pojemności 100 ml.
	<ol>
		<li>Ostrożnie dodawać etanol do momentu, gdy minimalny punkt menisku zrówna się z linią oznaczoną na kolbie miarowej.</li>
		<li>Dodać 1 ml toluenu, wzorca wewnętrznego, do kolby. Kolbę miarową można teraz zakryć i przechowywać do momentu, gdy zarówno roztwór DDM, jak i roztwór kwasu p-nitrobenzoesowego będą gotowe do reakcji ciągłego przepływu.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Przygotowanie 0,1 M roztworu podstawowego kwasu p-nitrobenzoesowego:
<ol>
	<li>Kolbę miarową o pojemności 250 ml przepłukać kilkakrotnie bezwodnym etanolem.</li>
	<li>Wytaruj fiolkę 6 dram na wadze analitycznej. Dodać 4,1780 g kwasu p-nitrobenzoesowego do fiolki z dramem. Po dodaniu kwasu, dodać bezwodny etanol (5 ml) w 2 do 3 porcjach do fiolki, aż cały kwas p-nitrobenzoesowy przejdzie do roztworu.
	<ol>
		<li>Za pomocą pipety przenieść roztwór z fiolki o pojemności 6 gramów do czystej kolby miarowej o pojemności 250 ml.</li>
		<li>Ostrożnie dodawać etanol, aż minimalny punkt menisku zrówna się z linią kolby miarowej.</li>
		<li>Dodać 1 ml o-ksylenu, wzorca wewnętrznego, do kolby. Kolbę miarową można teraz zakryć i przechowywać w razie potrzeby.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. Przygotowanie reaktora o ciągłym przepływie:
<ol>
	<li>Sprawdź, czy przetwornik jest podłączony do sterownika pompy w portalu A dla obu ISCO i pustych zlewek zbiorczych na końcu każdej rurki wyjściowej w celu zbierania roztworów reakcyjnych, odpadów i rozpuszczalnika.
	<ol>
		Ustaw i sprawdź zarówno ISCO 1 (kwas p-nitrobenzoesowy), jak i ISCO 2 (DDM), jak pokazano na <silna klasa="xfig">Rysunek 9.<li></li>
		<li>Skonfiguruj każdą pompę ISCO z własnym sterownikiem, aby niezależnie sterować strumieniami odczynników. Pozwala to na niezależną regulację natężenia przepływu w razie potrzeby.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>W osobnej zlewce dodać 400 ml etanolu. Zostanie to wykorzystane do przepłukania reaktora.
	<ol>
		<li>Obróć zawór wlotowy HIP w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, aż zawór zostanie całkowicie otwarty (oznaczony odpowiednio jako zawór A i B). Naciśnij "Constant Flow" na sterowniku pompy, a następnie "A", co oznacza wlot, w którym przetwornik jest połączony z ISCO. Ta akcja monituje użytkownika o wprowadzenie żądanego natężenia przepływu.</li>
		<li>Wprowadź natężenie przepływu "70" i naciśnij "Enter". Gdy będziesz gotowy, naciśnij "Uzupełnij", aby komunikować się z systemem w celu pobrania roztworu z szybkością 70 ml/min.</li>
		<li>Rozpocznij wciąganie rozpuszczalnika etanolowego przez rurkę wlotową. Należy pamiętać, że jeśli natężenie przepływu wciąga rozpuszczalnik, natężenie przepływu na ISCO powinno wynosić -70 000 ml / min. Poziom rozpuszczalnika w kolbie zacznie się zmniejszać. 
		UWAGA: Jest to całkowicie normalne, jeśli objętość rozpuszczalnika nie odpowiada objętości pokazanej na sterowniku. Powietrze będzie również częściowo zasysane do systemu.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Gdy zarówno ISCO 1, jak i ISCO 2 zostaną całkowicie napełnione, a sterownik zasygnalizuje to, odczytując "Butla pełna" i "Zatrzymana", przekręć zawór wlotowy A i B całkowicie zamknięty, obracając zawór całkowicie zgodnie z ruchem wskazówek zegara.</li>
	<li>Otwórz zawór wylotowy, który działa podobnie do zaworu wlotowego, który jest zaworem prowadzącym do reaktora, obracając go w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Zawór wylotowy przechodzi przez filtr, przez zawór jednokierunkowy, a stamtąd przez zawór bezpieczeństwa i do reaktora przepływowego.</li>
	<li>W tym momencie zmień natężenie przepływu. Maksymalne całkowite natężenie przepływu zalecane dla pojedynczego przebiegu nie powinno przekraczać 30 ml/min.
	<ol>
		<li>Wyczyść każdy ISCO osobno, uruchamiając każdy z natężeniem przepływu 30 ml/min.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Naciśnij "A" na ISCO, który jest aktualnie skonfigurowany, aby przepuścić etanol przez system. Zmień natężenie przepływu, wprowadzając żądane natężenie przepływu "30", "Enter" i na końcu "Uruchom". To komunikuje systemowi, że działa z szybkością 30 ml/min. 
	UWAGA: Gdy przepływ się równoważy, rozpuszczalnik zaczyna przepływać przez system.
	<ol>
		<li>Monitoruj reaktor pod kątem wycieków lub zatorów oraz czy w całym reaktorze przepływa rozpuszczalnik. Po 2-3 krotnym wyczyszczeniu obu ISCO, system jest gotowy do przeprowadzenia eksperymentu.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
6. Konfiguracja pompy .01 M DDM ISCO 2:
<ol>
	<li>Umieścić wsad wlotowy w 100-mililitrowej kolbie miarowej DDM. Otwórz zawór wlotowy B (zasilanie 2 w <silna klasa = "xfig" > Rysunek 9).</li>
	<li>Ustawić ISCO na natężenie przepływu 70 ml/min. Rozpocząć pobieranie roztworu, aż całość zostanie pobrana do strzykawki, naciskając przycisk "Uzupełnij".</li>
	<li>Należy zauważyć, że objętość roztworu w ISCO i pierwotna objętość roztworu w kolbie mogą się nieznacznie różnić. Powietrze jest również zasysane do pompy ISCO.
	<ol>
		<li>Jeśli po osiągnięciu maksymalnej objętości roztworu przez ISCO pozostały resztki DDM, naciśnij "Uruchom", aby wypchnąć powietrze, które zostało zassane wraz z kolbą z wlotu. Gdy DDM zacznie się wypychać, naciśnij "Stop", a następnie "Uzupełnij", aby rozpocząć napełnianie ISCO.</li>
		<li>Powtarzaj te kroki, aż wszystkie DDM zostaną wchłonięte (zostanie to również zastosowane do kwasu p-nitrobenzoesowego).</li>
		<li>Przepłyń około 1 ml DDM z pompy. Pompa ISCO 2 jest teraz gotowa do pracy. Poziom rozpuszczalnika jest wyrównany i gotowy do rozpoczęcia przepływu przez reaktor o przepływie ciągłym.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zamknij zawór wlotowy B, obracając zawór HIP zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aż nie będzie można go dalej obracać, i otwórz zawór wylotowy, który zasila reaktor o ciągłym przepływie, obracając zawór w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, aż zostanie całkowicie otwarty. Przenieś 1 ml roztworu DDM i toluenu do kuwety w celu analizy UV-Vis.</li>
	<li>Ustaw natężenie przepływu na 1.42 ml/min. Nie naciskaj przycisku "Uruchom", dopóki kwas p-nitrobenzoesowy ISCO 1 nie zostanie ustawiony zgodnie z tym samym protokołem przy natężeniu przepływu 3.58 ml/min i nie będzie gotowy do pracy w tandemie.</li>
</ol>
7. Konfiguracja pompy ISCO 1 do kwasu nitrobenzoesowego .1 M p:
<ol>
	<li>Otworzyć zawór wlotowy A pompy ISCO 1, w której na końcu rurki zasilającej znajduje się kolba miarowa kwasu p-nitrobenzoesowego o pojemności 250 ml.</li>
	<li>Gdy rurka zasilająca zostanie całkowicie zanurzona w kolbie miarowej, ustaw ISCO na natężenie przepływu 70 ml/min. Ponownie sprawdź, czy natężenie przepływu w sterowniku wskazuje 70,00 ml/min po naciśnięciu przycisku "Uzupełnij".</li>
	<li>Rozpocząć pobieranie roztworu, aż do momentu, gdy całość zostanie wchłonięta do strzykawki, stosując tę samą technikę opisaną powyżej, aby wprowadzić cały roztwór do systemu.</li>
	<li>Zamknij zawór wlotowy, obracając zawór HIP zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aż zostanie całkowicie zamknięty. Otwórz zawór wylotowy, który zasila reaktor o ciągłym przepływie, obracając zawór w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, aż zostanie całkowicie otwarty.</li>
	<li>Ustaw natężenie przepływu na 3.58 ml/min. Całkowite natężenie przepływu, w tym 1,42 ml/min DDM, wyniesie 5,00 ml/min, przy całkowitym czasie przebywania w reaktorze wynoszącym około 11 minut przy stosunku 10:1 kwasu p-nitrobenzoesowego do DDM.</li>
</ol>
8. Przeprowadzanie reakcji w przepływie z równoważnością molową 10:1 kwasu p-nitrobenzoesowego i DDM:
<ol>
	<li>Gdy każda pompa jest gotowa z roztworami odczynnika, zawory są odpowiednio wyregulowane i wprowadzono prawidłowe natężenia przepływu, naciśnij "Uruchom" na obu pompach. Po wyrównaniu ciśnienia w zaworze jednokierunkowym roztwory odczynnika zaczną napływać do modułów reaktora.
	<ol>
		<li>Monitoruj przepływ. Wsad DDM wchodzi do modułu 1, kwas p-nitrobenzoesowy do modułu 2, a mieszanie odbywa się w module 3. Czas pobytu wynosi około 11 minut.</li>
		<li>Monitoruj zmianę koloru (wskazującą postęp reakcji). Kolor w module 2, przed zmieszaniem, jest mocno różowy. Intensywność koloru maleje, staje się jaśniejszy różowy w module 3 i bladoróżowy w module 4. Kolejne moduły są bezbarwne.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
9. Czyszczenie reaktora o ciągłym przepływie:
<ol>
	<li>Po zakończeniu obu serii DDM i kwasu p-nitrobenzoesowego napełnij zlewkę 400 ml etanolu. Zostanie on wykorzystany do oczyszczenia reaktora i pomp ISCO.</li>
	<li>Przekręć zawór wlotowy HIP w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, aż zawór zostanie całkowicie otwarty.</li>
	<li>Ustaw natężenie przepływu na 70, naciśnij "Enter" i "Napełnij", aby rozpocząć wciąganie rozpuszczalnika etanolowego przez rurkę wlotową (należy pamiętać, że jeśli natężenie przepływu wciąga rozpuszczalnik, natężenie przepływu na ISCO powinno wskazywać 70 ml / min).</li>
	<li>Po napełnieniu ISCO, ISCO zatrzymają się automatycznie, a sterownik odczyta "Butla pełna" i "Zatrzymana". W tym momencie całkowicie zamknij zawór wlotowy, obracając zawór zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aż nie będzie można dalej obracać zaworu HIP.</li>
	<li>Otwórz zawór wylotowy, który działa podobnie do zaworu wlotowego, obracając go w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Zawór wylotowy przechodzi przez filtr, przechodzi przez zawór jednokierunkowy, a stamtąd przepływa przez zawór bezpieczeństwa i do reaktora przepływowego.</li>
	<li>Dostosuj natężenie przepływu tak, aby nie przekraczało 30 ml/min.</li>
	<li>Naciśnij "A" na ISCO, który jest aktualnie skonfigurowany, aby przepuścić etanol przez system. Zmień natężenie przepływu, wprowadzając żądane natężenie przepływu "10", naciśnij "Enter", a następnie naciśnij "Uruchom". Sprawdź system, aby zobaczyć, czy nie ma wycieków lub zatorów oraz czy w całym systemie przepływa rozpuszczalnik. 
	UWAGA: Po 2-krotnym oczyszczeniu obu ISCO etanolem i raz samym powietrzem zgodnie z powyższymi procedurami, system jest teraz gotowy do pracy w przyszłych eksperymentach.</li>
</ol>

<ol><li>Jimenez-Gonzalez, C., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/op100327d">Engineering Research Areas for Sustainable Manufacturing: A Perspective from Pharmaceutical and Fine Chemicals Manufacturers.</a> Org Process Res Dev. 15 (4), 900-911 (2011).</li>
<li>Constable, D. J. C., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2007/gc/b703488c#!divAbstract">Key green chemistry research areas - a perspective from pharmaceutical manufacturers.</a> Green Chem. 9 (5), 411-420 (2007).</li>
<li>Plutschack, M. B., Pieber, B., Gilmore, K., Seeberger, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Hitchhiker%27s+Guide+to+Flow+Chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Rev%22%5BJournal%5D)">The Hitchhiker's Guide to Flow Chemistry.</a> Chem Rev. , (2017).</li>
<li>Dallinger, D., Kappe, C. O. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452223617300263">Why flow means green - Evaluating the merits of continuous processing in the context of sustainability.</a> Curr Opin Green Sustain Chem. 7, 6-12 (2017).</li>
<li>Movsisyan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Taming+hazardous+chemistry+by+continuous+flow+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">Taming hazardous chemistry by continuous flow technology.</a> Chem Soc Rev. 45 (18), 4892-4928 (2016).</li>
<li>Hessel, V., Ley, S. V. Flow Chemistry in Europe. J Flow Chem. 6 (3), 135-135 (2016).</li>
<li>Mascia, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((End-to-End+Continuous+Manufacturing+of+Pharmaceuticals%3A+Integrated+Synthesis%2C+Purification%2C+and+Final+Dosage+Formation%5BTitle%5D)+AND+%22Angew+Chem+Int+Edit%22%5BJournal%5D)">End-to-End Continuous Manufacturing of Pharmaceuticals: Integrated Synthesis, Purification, and Final Dosage Formation.</a> Angew Chem Int Edit. 52 (47), 12359-12363 (2013).</li>
<li>Newman, S. G., Jensen, K. F. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/gc/c3gc40374b#!divAbstract">The role of flow in green chemistry and engineering.</a> Green Chem. 15 (6), 1456-1472 (2013).</li>
<li>Watts, P., Haswell, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+application+of+micro+reactors+for+organic+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">The application of micro reactors for organic synthesis.</a> Chem Soc Rev. 34 (3), 235-246 (2005).</li>
<li>Wiles, C., Watts, P. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2012/gc/c1gc16022b">Continuous flow reactors: a perspective.</a> Green Chem. 14 (1), 38-54 (2012).</li>
<li>Roberge, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/op8001273">Microreactor technology and continuous processes in the fine chemical and pharmaceutical industry: Is the revolution underway.</a> Org Process Res Dev. 12 (5), 905-910 (2008).</li>
<li>Degennaro, L., Carlucci, C., De Angelis, S., Luisi, R. <a target="_blank" href="http://akademiai.com/doi/abs/10.1556/1846.2016.00014">Flow Technology for Organometallic-Mediated Synthesis.</a> J Flow Chem. 6 (3), 136-166 (2016).</li>
<li>Roberts, J. D., Watanabe, W. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01167a007">The Kinetics and Mechanism of the Acid-Catalyzed Reaction of Diphenyldiazomethane with Ethyl Alcohol.</a> J Am Chem Soc. 72 (11), 4869-4879 (1950).</li>
<li>Roberts, J. D., Watanabe, W., Mcmahon, R. E. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01146a078">The Kinetics and Mechanism of the Reaction of Diphenyldiazomethane and Benzoic Acid in Ethanol.</a> J Am Chem Soc. 73 (2), 760-765 (1951).</li>
<li>Roberts, J. D., Watanabe, W., Mcmahon, R. E. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01150a030">The Kinetics and Mechanism of the Reaction of Diphenyldiazomethane with 2,4-Dinitrophenol in Ethanol.</a> J Am Chem Soc. 73 (6), 2521-2523 (1951).</li>
<li>Roberts, J. D., Regan, C. M. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01134a510">Kinetics and Some Hydrogen Isotope Effects of the Reaction of Diphenyldiazomethane with Acetic Acid in Ethanol.</a> J Am Chem Soc. 74 (14), 3695-3696 (1952).</li>
<li>Oferrall, R. A., Kwok, W. K., Miller, S. I. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01078a031?journalCode=jacsat">Medium Effects Isotope Rate Factors + Mechanism of Reaction of Diphenyldiazomethane with Carboxylic Acids in Solvents Ethanol + Toluene.</a> J Am Chem Soc. 86 (24), 5553(1964).</li>
<li>Aldrich, S. <a target="_blank" href="NULL">Material Safety Data Sheet: Benzophenone Hydrazone</a>. 4.2, Sigma-Aldrich Corporation. Saint Louis, Missouri. 3-6 (2014).</li>
<li>Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. <a target="_blank" href="http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9924585">Material Safety Data Sheet: Manganese dioxide MSDS</a>. , Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. Houston, Texas. (2005).</li>
<li>Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. <a target="_blank" href="http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9924689">Material Safety Data Sheet: Potassium phosphate dibasic MSDS</a>. , Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. Houston, Texas. 1-5 (2005).</li>
<li>Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. <a target="_blank" href="https://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9926060">Material Safety Data Sheet: Methylene Chloride MSDS</a>. , Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. 3-5 (2005).</li>
<li>Smith, L. I., Howard, K. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/book/9781890661403">Diphenyldiazomethane.</a> Org. Synth. 3 (351), (1955).</li>
<li>Capot Chemical Co. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Material+Safety+Data+Sheet%2C+diphenyldiazomethane%22">Material Safety Data Sheet, diphenyldiazomethane</a>. 2017, (2010).</li>
<li>Science Lab. <a target="_blank" href="http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9926264">Material Safety Data Sheet: P-nitrobenzoic acid MSDS</a>. , Houston, Texas. 3-5 (2005).</li>
<li>Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. <a target="_blank" href="https://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9923955">Material Safety Data Sheet Ethyl Alcohol 200 proof MSDS</a>. , Houston, Texas. (2005).</li>
<li>Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. <a target="_blank" href="http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9927301">Material Safety Data Sheet Toluene MSDS</a>. , Houston, Texas. 4-5 (2005).</li>
<li>Science Lab Chemicals & Laboratory Equipment. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Material+Safety+Data+Sheet+o-Xylene+MSDS%22">Material Safety Data Sheet o-Xylene MSDS</a>. , Houston, Texas. 3-5 (2005).</li>
<li>Zheng, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cross-Coupling+between+Difluorocarbene+and+Carbene-Derived+Intermediates+Generated+from+Diazocompounds+for+the+Synthesis+of+gem-Difluoroolefins%5BTitle%5D)+AND+%22Organic+Letters%22%5BJournal%5D)">Cross-Coupling between Difluorocarbene and Carbene-Derived Intermediates Generated from Diazocompounds for the Synthesis of gem-Difluoroolefins.</a> Organic Letters. 17, 6150-6153 (2015).</li>
<li>Reimlinger, H. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cber.19701030629/abstract">1,5-Dipolar cyclizations, I. Definition and contributions to the Imidazide/Tetrazole tautomerism.</a> Chem. Ber. 103, 1900(1970).</li>
<li>Baumann, M., Garcia, A. M. R., Baxendale, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flow+synthesis+of+ethyl+isocyanoacetate+enabling+the+telescoped+synthesis+of+1%2C2%2C4-triazoles+and+pyrrolo-%5B1%2C2-c%5D+pyrimidines%5BTitle%5D)+AND+%22Org+Biomol+Chem%22%5BJournal%5D)">Flow synthesis of ethyl isocyanoacetate enabling the telescoped synthesis of 1,2,4-triazoles and pyrrolo-[1,2-c] pyrimidines.</a> Org Biomol Chem. 13 (14), 4231-4239 (2015).</li>
<li>Baumann, M., Baxendale, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+synthesis+of+active+pharmaceutical+ingredients+%28APIs%29+using+continuous+flow+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Beilstein+J+Org+Chem%22%5BJournal%5D)">The synthesis of active pharmaceutical ingredients (APIs) using continuous flow chemistry.</a> Beilstein J Org Chem. 11, 1194-1219 (2015).</li>
<li>Pastre, J. C., Browne, D. L., Ley, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flow+chemistry+syntheses+of+natural+products%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">Flow chemistry syntheses of natural products.</a> Chem Soc Rev. 42 (23), 8849-8869 (2013).</li>
<li>Pirotte, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+Flow+Polymer+Synthesis+toward+Reproducible+Large-Scale+Production+for+Efficient+Bulk+Heterojunction+Organic+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Chemsuschem%22%5BJournal%5D)">Continuous Flow Polymer Synthesis toward Reproducible Large-Scale Production for Efficient Bulk Heterojunction Organic Solar Cells.</a> Chemsuschem. 8 (19), 3228-3233 (2015).</li>
<li>Kumar, A., et al. <a target="_blank" href="http://akademiai.com/doi/abs/10.1556/JFC-D-14-00009">Continuous-Flow Synthesis of Regioregular Poly(3-Hexylthiophene): Ultrafast Polymerization with High Throughput and Low Polydispersity Index.</a> J Flow Chem. 4 (4), 206-210 (2014).</li>
<li>Helgesen, M., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201401996/full">Making Ends Meet: Flow Synthesis as the Answer to Reproducible High-Performance Conjugated Polymers on the Scale that Roll-to-Roll Processing Demands.</a> Adv Energy Mater. 5 (9), 1401996(2015).</li>
<li>Grenier, F., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemmater.5b00083">Electroactive and Photoactive Poly[lsoindigo-alt-EDOT] Synthesized Using Direct (Hetero)Arylation Polymerization in Batch and in Continuous Flow.</a> Chem Mater. 27 (6), 2137-2143 (2015).</li>
<li>Pollet, P., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie801885y">Production of (S)-1-Benzyl-3-diazo-2-oxopropylcarbamic Acid tert-Butyl Ester, a Diazoketone Pharmaceutical Intermediate, Employing a Small Scale Continuous Reactor.</a> Ind Eng Chem Res. 48 (15), 7032-7036 (2009).</li>
<li>Flack, K., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/op300106v">Al(OtBu)(3) as an Effective Catalyst for the Enhancement of Meerwein-Ponndorf-Verley (MPV) Reductions.</a> Org Process Res Dev. 16 (3), 1301-1306 (2012).</li>
<li>Aponte-Guzman, J., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.iecr.5b02715">A Tandem, Bicatalytic Continuous Flow Cyclopropanation-Homo-Nazarov-Type Cyclization.</a> Ind Eng Chem Res. 54 (39), 9550-9558 (2015).</li>
<li>Liotta, C. L., et al. Synthetic Transformations Employing Continuous Flow. <a target="_blank" href="NULL">ACS- Fall 2013.Synthetic Transformations Employing Continuous Flow</a>. , (2013).</li>
</ol>

Żaden z autorów tego protokołu nie ma żadnych konkurencyjnych interesów finansowych ani konfliktu interesów.

Chemia przepływowa zyskała ostatnio duże zainteresowanie, ze średnią około 1500 publikacji na ten temat rocznie w obszarach badawczych chemii (29%) i inżynierii (25%). Wiele udanych procesów zostało przeprowadzonych w przepływie. W wielu przypadkach wykazano, że chemia przepływowa wykazuje lepsze osiągi niż produkcja wsadowa w wielu zastosowaniach, takich jak preparaty składników czynnych30,31, produktów naturalnych32 oraz specjalistycznych, wysokowartościowych c...

Zielona chemia i inżynieria tworzą zmianę kulturową dla przyszłego kierunku przemysłu1,2,3,4. Technologia ciągłego przepływu została uznana za kluczową ze względu na jej korzyści środowiskowe i ekonomiczne, wykorzystując doskonałe mieszanie, wymianę ciepła i oszczędność kosztów dzięki strategii "skalowania w poziomie", w przeciwieństwie do tradycyjnego "skalowania w górę"5,6,7,8,9,10.
Chociaż branże produkujące produkty o wysokiej wartości, takie jak przemysł farmaceutyczny, od dawna faworyzują przetwarzanie wsadowe, zalety technologii przepływowej stały się atrakcyjne ze względu na rosnącą konkurencję ekonomiczną i korzyści z produkcji komercyjnej11. Na przykład podczas zwiększania skali procesów wsadowych należy zbudować i obsługiwać jednostki skali pilotażowej, aby zapewnić dokładne mechanizmy wymiany ciepła i masy. Jest to trudne do utrzymania i znacznie skraca okres użytkowania patentowego produktu. W przeciwieństwie do tego, ciągłe przetwarzanie przepływu pozwala na wykorzystanie zalet skalowania w poziomie, eliminując fazę zakładu pilotażowego i inżynierię związaną ze skalą produkcji - co stanowi istotną zachętę finansową. Poza wpływem ekonomicznym, technologia ciągła umożliwia również procesy atomowe i energooszczędne. Na przykład ulepszone mieszanie poprawia przenoszenie masy w systemach dwufazowych, prowadząc do poprawy wydajności, strategii odzyskiwania katalizatorów i późniejszych schematów recyklingu. Dodatkowo, możliwość dokładnego zarządzania temperaturą reakcji prowadzi do precyzyjnej kontroli kinetyki reakcji i dystrybucji produktu12. Wzmocniona kontrola procesu, jakość produktu (selektywność produktu) i odtwarzalność mają wpływ zarówno z punktu widzenia środowiskowego, jak i finansowego.
Reaktory przepływowe są dostępne na rynku w szerokiej gamie rozmiarów i konstrukcji. Ponadto można łatwo dostosować reaktory do potrzeb procesu. W niniejszym artykule przedstawiamy eksperymenty przeprowadzone w szklanym reaktorze o ciągłym przepływie (Rysunek 1). Montaż mikrostruktur (161 mm x 131 mm x 8 mm) wykonanych ze szkła jest kompatybilny z szeroką gamą chemikaliów i rozpuszczalników oraz jest odporny na korozję w szerokim zakresie temperatur (-25–200 °C) i ciśnień (do 18 bar). Mikrostruktury i ich rozmieszczenie zostały zaprojektowane z myślą o wielokrotnym wtryskiwaniu, wysokowydajnym mieszaniu, elastycznym czasie przebywania i precyzyjnym przenoszeniu ciepła. Wszystkie mikrostruktury są wyposażone w dwie warstwy płynów (-25–200 °C, do 3 barów) do wymiany ciepła po obu stronach warstwy reakcyjnej. Współczynniki wymiany ciepła są proporcjonalne do powierzchni wymiany ciepła i odwrotnie proporcjonalne do jej objętości. W ten sposób te mikrostruktury ułatwiają optymalny stosunek powierzchni do objętości w celu poprawy wymiany ciepła. Istnieją dwa rodzaje mikrostruktur (tj. modułów): moduły "mieszające" i moduły "liniowe" (<silna klasa="xfig">Rysunek 2). Moduły "mieszające" w kształcie serca są zaprojektowane tak, aby wywoływać turbulencje i maksymalizować mieszanie. Natomiast moduły liniowe zapewniają dodatkowy czas przebywania.
Jako dowód słuszności koncepcji, wybraliśmy dobrze opisaną reakcję difenylodiazometanu z kwasami karboksylowymi13,14,15,16,17. Schemat reakcji jest pokazany w Rysunek 3. Początkowy transfer protonu z kwasu karboksylowego do difenylodiazometanu jest powolny i jest krokiem określającym szybkość. Drugi etap jest szybki i daje produkt reakcji i azot. Reakcja została wstępnie zbadana w celu porównania względnej kwasowości organicznych kwasów karboksylowych w rozpuszczalniku organicznym (aprotonowym i protokowym). Reakcja jest pierwszego rzędu w difenylodiazometanie i pierwszego rzędu w kwasach karboksylowych.
Eksperymentalnie, reakcja została przeprowadzona w obecności dużego nadmiaru kwasu karboksylowego (10 molowych odpowiedników). W związku z tym stawka była pseudo pierwszego rzędu w odniesieniu do difenylodiazometanu. Stałą szybkości drugiego rzędu można następnie uzyskać, dzieląc uzyskaną doświadczalnie pseudo stałą szybkości pierwszego rzędu przez początkowe stężenie kwasu karboksylowego. Początkowo badano reakcję difenylodiazometanu z kwasem benzoesowym (pKa = 4,2). W partii reakcja wydawała się być stosunkowo powolna, osiągając około 90% konwersji w ciągu 96 minut. Ponieważ szybkość reakcji jest wprost proporcjonalna do kwasowości kwasu karboksylowego, jako partnera do reakcji wybraliśmy bardziej kwaśny kwas karboksylowy, kwas p-nitrobenzoesowy (pKa = 3,4), aby skrócić czas reakcji. Reakcja kwasu p-nitrobenzoesowego z difenylodiazometanem w bezwodnym etanolu została zatem zbadana w partii i przepływie (<klasa silna = "xfig">Rysunek 4). Wyniki są szczegółowo opisane w poniższej sekcji.
Gdy reakcja jest przeprowadzana w etanolu, mogą powstać trzy produkty: (i) benzhydrylo-4-nitrobenzoesan, który powstaje w wyniku reakcji kwasu p-nitrobenzoesowego z pośrednim difenylometanem diazonium; ii) eter benzhydrylowo-etylowy, który jest otrzymywany w wyniku reakcji rozpuszczalnika, etanolu, z difenylometanodiazonium; oraz (iii) azotu. Dystrybucja produktu nie była badana, ponieważ jest dobrze udokumentowana w literaturze; Skupiliśmy się raczej na transferze technologii reakcji wsadowej do ciągłego przepływu13,14,15. Eksperymentalnie monitorowano zanik difenylodiazometanu. Reakcja przebiega z żywą zmianą koloru, którą można zaobserwować wizualnie za pomocą spektroskopii UV-Vis. Wynika to z faktu, że difenylodiazometan jest związkiem silnie purpurowym, podczas gdy wszystkie inne produkty reakcji są bezbarwne. W związku z tym reakcja może być monitorowana wizualnie pod względem jakościowym, a następnie ilościowo stosowana jest spektroskopia UV (tj. zanik absorpcji difenylodiazometanu przy długości fali 525 nm). W tym miejscu najpierw przedstawiamy reakcję difenylodiazometanu i kwasu p-nitrobenzoesowego w etanolu w partii w funkcji czasu. Po drugie, reakcja została pomyślnie przeniesiona i przeprowadzona do szklanego reaktora przepływowego. Postęp reakcji ustalono poprzez monitorowanie zaniku difenylodiazometanu za pomocą spektroskopii UV (w trybie okresowym i przepływowym).

<table><tbody><tr><td>Termometr</td><td>HB-USA / Enviro-safe</td><td></td><td>Każdy inny dostawca firmy naukowej zajmującej się</td>instrumentami</tr><tr><td>Hydrazon benzofenonu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>Store w 2-8 & stopni; C, 96%</td></tr><tr><td>czystości aktywowany MnO2</td><td>Fluka</td><td></td><td>&ge; 90% czystości, szkodliwy w przypadku wdychania lub połknięcia. Więcej środków ostrożności można znaleźć w karcie charakterystyki</td></tr><tr><td>Dibasic KH2PO4</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>Poważne uszkodzenie oczu, działa drażniąco na drogi oddechowe. Więcej informacji na temat środków ostrożności można znaleźć w karcie charakterystyki</td></tr><tr><td>Dichlorometan (DCM)</td><td>Alfa Aesar</td><td></td><td>&ge; Czystość 99,7%, pakowany argonem</td></tr><tr><td>Rotovap</td><td>B&uuml; Akcesoria do chi:</td><td></td><td>samoczyszczący odkurzacz na sucho Welch model 2027 oraz pułapka na suchy lód Neuberger KNP&nbsp;</td></tr><tr><td>Pułapka na uderzenia</td><td>Chemglass</td><td></td><td>Każdy inny instrument firma naukowa dostawca działa&nbsp;</td></tr><tr><td>Neutralny żel krzemionkowy (50-200 mM)</td><td>Acros Organic/ Technologia</td><td></td> sorbentu <td>Działa drażniąco na drogi oddechowe w przypadku wdychania, zapoznaj się z kartą charakterystyki, aby uzyskać więcej środków ostrożności</td></tr><tr><td>Obojętny argon</td><td>Gaz powietrzny</td><td></td><td>Zawsze upewnij się, że odpowiedni regulator jest na miejscu przed użyciem</td></tr><tr><td>Filtr szklany ze spiekanego lejka o średniej porowatości</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>Każdy inny instrument dostawca firmy naukowej działa</td></tr><tr><td>Folia aluminiowa</td><td>Reynolds Wrap</td><td></td><td>: Każda inna firma działa. Służy do zapobiegania uszkodzeniom fotolitycznym w kierunku DDM</td></tr><tr><td>Para-NO2 kwasu benzoesowego</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>Działa drażniąco na kontakt ze skórą, działa drażniąco na oczy, działa drażniąco na drogi oddechowe. Zapoznaj się z kartą charakterystyki, aby uzyskać więcej środków ostrożności</td></tr><tr><td>Czysty alkohol etylowy (200 proof)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>&ge; czystość 99,5%, bezwodny. Wysoce łatwopalny</td></tr><tr><td>Toluen</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td> <td>o czystości 99,8%, bezwodny. Przepuszczalny dla skóry, łatwopalny</td></tr><tr><td>Orto-ksylen</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>o czystości 99%, bezwodny. Działa toksycznie na narządy i OUN. Przestrzegaj specyfikacji podyktowanych w karcie charakterystyki</td></tr><tr><td>Difenylodiazometan</td><td>Produkowany we własnym zakresie</td><td></td><td>Działa drażniąco na drogi oddechowe, więcej informacji na temat środków ostrożności można znaleźć w karcie charakterystyki</td></tr><tr><td>Reaktor</td><td>Corning Corning Proprietary</td><td></td><td>Wyprodukowano w 2009 roku. numer modelu MR 09-083-1A</td></tr><tr><td>Stoper</td><td>Identyfikowalna firma</td><td></td> kontrolująca kalibrację <td>Każda inna firma, która zapewnia monitorowanie z oceną laboratoryjną prace akreacyjne</td></tr><tr><td>Waga analityczna</td><td>Denver Instruments</td><td></td><td>Model M-2201 lub dowolna waga analityczna o możliwościach submiligramowych</td></tr><tr><td>Fiolki Dram</td><td>VWR</td><td></td><td>2 dram, 4 dram i 6 dram&nbsp;</td></tr><tr><td>Mikropipety</td><td>Eppendorf</td><td></td><td>2-20 &mu; L oraz 100-1000 &mu; L mikropipety działają</td></tr><tr><td>Pipety szklane</td><td>VWR</td><td></td><td>Każdy inny instrument firma naukowa dostawca działa</td></tr><tr><td>GC-MS</td><td>Shimadzu GC</td><td></td><td>Oprogramowanie powiązane: GC Analiza w czasie rzeczywistym</td></tr><tr><td>GC Fiolki GC</td><td>VWR</td><td></td><td>Każda inna firma dostarczająca działa</td></tr><tr><td>Zlewki</td><td>Pyrex</td><td></td><td>500 ml zlewki&nbsp;</td></tr><tr><td>Pompy strzykawkowe</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Teledyne Isco Model 500D</td></tr><tr><td>Zawór nadmiarowy</td><td>Swagelok</td><td></td><td>Sprężynowy zawór nadmiarowy&nbsp;</td></tr><tr><td>Zawory jednokierunkowe</td><td>Nupro&nbsp;</td><td></td><td>Dwukierunkowe</td></tr><tr><td>zawory proste</td> klasy <td>10 psi HiP</td><td></td><td>15 000 psi</td></tr></tbody></table>

chemia przepływu ciągłego: reakcja difenylodiazometanu z kwasem p-nitrobenzoesowym

Continuous Flow Chemistry: Reaction of Diphenyldiazomethane with p-Nitrobenzoic Acid

Technologia ciągłego przepływu została uznana za kluczową ze względu na swoje korzyści środowiskowe i ekonomiczne, wykorzystując doskonałe mieszanie, wymianę ciepła i oszczędności kosztów dzięki strategii "skalowania w poziomie" w przeciwieństwie do tradycyjnego "skalowania w górę". W niniejszym artykule przedstawiamy reakcję difenylodiazometanu z kwasem p-nitrobenzoesowym zarówno w trybie wsadowym, jak i przepływowym. Aby skutecznie przenieść reakcję z trybu wsadowego do przepływowego, konieczne jest najpierw przeprowadzenie reakcji w partii. W związku z tym po raz pierwszy zbadano reakcję difenylodiazometanu w partii w funkcji temperatury, czasu reakcji i stężenia w celu uzyskania informacji kinetycznej i parametrów procesu. Opisano konfigurację szklanego reaktora przepływowego, która łączy dwa typy modułów reakcyjnych z mikrostrukturami "mieszającymi" i "liniowymi". Ostatecznie udało się przeprowadzić reakcję difenylodiazometanu z kwasem p-nitrobenzoesowym w reaktorze przepływowym, z konwersją difenylodiazometanu do 95% w ciągu 11 minut. Ta reakcja typu proof of concept ma na celu dostarczenie naukowcom wglądu w konkurencyjność, zrównoważony rozwój i wszechstronność technologii przepływowej w swoich badaniach.

Reakcja okresowa 
Dyfenylo diazometan przygotowano zgodnie z literaturą28,29. Związek wykrystalizowano z eteru petroleum:octanu etylu (100:2), a fioletową substancję krystaliczną przeanalizowano za pomocą H1 NMR, pomiaru temperatury topnienia oraz MS. Wyniki analiz były zgodne ze strukturą i zgłoszonymi w literaturze wartościami.
Reakcję di...

Flow chemistry niesie ze sobą korzyści środowiskowe i ekonomiczne, wykorzystując doskonałe korzyści w zakresie mieszania, wymiany ciepła i kosztów. W tym miejscu przedstawiamy plan przeniesienia procesów chemicznych z trybu wsadowego do przepływowego. Do weryfikacji koncepcji wybrano reakcję difenylodiazometanu (DDM) z kwasem p-nitrobenzoesowym, prowadzoną partiami i przepływem.

Chemia przepływu ciągłego: reakcja difenylodiazometanu z kwasem p-nitrobenzoesowym

Continuous flow technology has been identified as instrumental for its environmental and economic advantages leveraging superior mixing, heat transfer and ...

Ogólnym celem tej techniki jest przeniesienie procesów chemicznych z trybu wsadowego do trybu przepływu, jak wykazano w reakcji difenylodiazometanu z kwasem para-nitrobenzoesowym w reaktorze o ciągłym przepływie. Metoda ta może pomóc w określeniu, w jaki sposób najlepiej podejść do transferu technologii przemian chemicznych z procesów wsadowych do przepływowych. Główną zaletą tej techniki są reakcje chemiczne, które wymagają precyzyjnej kontroli temperatury i mieszania lub wysoce reaktywnych półproduktów lub odczynników.Konieczne jest uprzednie ustalenie kinetyki reakcji i parametrów operacyjnych w trybie wsadowym. Po optymalizacji reakcji proces można przenieść w tryb przepływowy. Najpierw sprawdź, czy każda wysokociśnieniowa pompa strzykawkowa o pojemności 500 mililitrów jest podłączona do własnego sterownika pompy.Opróżnij zlewki do zbierania rozpuszczalników. Umieść 400 mililitrów etanolu z odczynnikiem w czystej zlewce. Przenieść jedną rurkę zasilającą wlot pompy strzykawkowej do zlewki i całkowicie otworzyć odpowiedni zawór wlotowy pompy.Następnie na sterowniku pompy strzykawkowej wybierz Constant Flow w porcie łączącym sterownik z przetwornikiem pompy. Rozpocznij napełnianie pompy strzykawkowej etanolem w ilości 70 mililitrów na minutę. Monitorować odczyt natężenia przepływu i poziom rozpuszczalnika w zlewce.Odciągnij powietrze z pompy. Gdy pompa strzykawkowa jest pełna i pompowanie zostanie zatrzymane, zamknij zawór wlotowy. Powtórz ten proces, aby napełnić drugą pompę strzykawkową etanolem.Następnie otwórz jeden zawór wylotowy pompy i zacznij przepływać etanol przez system reaktora o ciągłym przepływie. Ustaw natężenie przepływu na 30 mililitrów na minutę. Sprawdź, czy nie ma wycieków i zatorów oraz sprawdź, czy etanol przepływa przez cały reaktor.Gdy pompa jest pusta, zamknij zawór wylotowy i powtórz proces z drugą pompą strzykawkową. Wyczyść każdą pompę w ten sposób dwa do trzech razy. Następnie zamknij zawory i opróżnij odpady rozpuszczalnika.Aby rozpocząć syntezę, umieść rurkę wlotową pompy strzykawkowej podłączonej do drugiego modułu w 100 mililitrach 0,01 molowego roztworu DDM w bezwodnym etanolu z dodatkiem toluenu. Otwórz zawór wlotowy pompy. Pobrać roztwór DDM w ilości 70 mililitrów na minutę.Jeśli w kolbie pozostało trochę roztworu po zatrzymaniu pompy, przenieść rurkę wylotową pompy do kolby z roztworem DDM i otworzyć zawór wylotowy. Zmniejsz natężenie przepływu do 30 mililitrów na minutę i uruchom pompę, aż roztwór pojawi się w rurze wylotowej. Następnie zatrzymaj pompę.Po pobraniu roztworu DDM należy oczyścić pompę strzykawkową z powietrza, aż roztwór zostanie całkowicie załadowany do pompy. Następnie zamknij zawór wylotowy. Przenieść roztwór do kuwety do spektroskopii UV-VIS.Ustaw natężenie przepływu pompy DDM na 1.42 mililitra na minutę. Napełnij drugą pompę 250 mililitrami 0,1-molowego roztworu kwasu para-nitrobenzoesowego w bezwodnym etanolu z dodatkiem ortoksylenu. Ustaw tę pompę na 3,58 mililitra na minutę.Po napełnieniu obu pomp i otwarciu ich zaworów wylotowych uruchom pompy. Monitoruj przepływ do modułów pierwszego i drugiego oraz mieszanie w modułach trzecim i czwartym. Roztwór powinien być bezbarwny po module czwartym.Zbieraj podwielokrotności w odstępach 90-sekundowych i monitoruj reakcję za pomocą spektroskopii UV-VIS. Po zakończeniu reakcji wyczyść pompy dwa razy każdą 400 mililitrami etanolu. Przepływać przez system z prędkością 10 mililitrów na minutę.Następnie napełnij każdą pompę powietrzem i przepchnij powietrze przez system, aby zakończyć czyszczenie. Reakcję co najmniej 10-krotnego nadmiaru kwasu para-nitrobenzoesowego w DDM w reaktorze o przepływie ciągłym monitorowano za pomocą spektroskopii UV-VIS. Porównanie z reakcją okresową przeprowadzoną ze stosunkiem 10 do jednego mola wykazało pomyślne przeniesienie procedury z trybu wsadowego do przepływowego.95% ukończenia reakcji osiągnięto w ciągu 11-minutowego czasu przebywania reakcji ciągłego przepływu. Całkowitą konwersję można osiągnąć poprzez wydłużenie czasu przebywania do 33 minut. Podczas wykonywania tej procedury należy pamiętać o użyciu odpowiednich i skalibrowanych regulatorów temperatury, ciśnienia i przepływu.Reaktor i pompy muszą być dokładnie oczyszczone przed kolejnym użyciem w tym samym lub innym procesie. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak przeprowadzić reakcję ciągłego przepływu. Technologia przepływowa oferuje znaczące korzyści w porównaniu z przetwarzaniem wsadowym, w tym możliwość skalowania istniejącego systemu do większej skali.Możliwość pozyskiwania danych w parze z procesami przepływowymi to potężne narzędzie, które można rozszerzyć na wiele innych dziedzin badań. Mamy nadzieję, że ta technika zachęci naukowców do przyjęcia technologii przepływu jako narzędzia.

continuous-flow-chemistry-reaction-diphenyldiazomethane-with-p

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Dichloro{bis[1,1',1''-(fosfinietrylo)tripiperydyna]}pallad [(P(NC5H10)3)2Pd(Cl)2] (1) jest łatwo dostępnym, tanim i stabilnym powietrzem, ale wysoce aktywnym katalizatorem Heck o doskonałej tolerancji grupy funkcyjnej, który efektywnie działa w łagodnych warunkach reakcji, dając produkty sprzęgania z bardzo wysoką wydajnością.

Reakcje sprzęgania krzyżowego Mizoroki-Heck katalizowane przez dichloro{bis[1,1',1''-(fosfinietrylo)tripiperydynę]}pallad w łagodnych warunkach reakcji

Przedstawiono protokół wysokoprzepustowej analizy katalizatora polimeryzacji, polimeryzacji z przeniesieniem łańcuchowym, charakterystyki polietylenu i analizy kinetycznej reakcji.

Polimeryzacja etylenu z wykorzystaniem równoległych reaktorów ciśnieniowych i analiza kinetyczna polimeryzacji z przeniesieniem łańcuchowym

Przedstawiono szczegółowe i uogólnione protokoły syntezy i późniejszego oczyszczania czterech N-heterocyklicznych kompleksów karbenowych palladu z soli benzimidazoliowych. Kompleksy przebadano pod kątem aktywności katalitycznej w reakcjach arylacji i Suzuki-Miyaura. Dla każdej badanej reakcji co najmniej jeden z czterech kompleksów skutecznie katalizował reakcję.

N-heterocykliczne kompleksy karbenowe palladu: synteza z soli benzymidazolu i aktywność katalityczna w reakcjach tworzenia wiązań węgiel-węgiel

Synteza na dużą skalę wysoce wydajnych termicznie aktywowanych emiterów opóźnionej fluorescencji jest opisana w prezentowanym artykule.

Zwiększenie skali syntezy chemicznej aktywowanych termicznie emiterów opóźnionej fluorescencji na bazie rdzenia dibenzotiofenu-S,dwutlenku S

Dwucykliczne jony azyrydynowe, takie jak 1-azoniabicyclo[4.1.0]tosylan heptanu, zostały wygenerowane z 2-[4-tolenesulfonyloxybutyl]azirydyny, która została wykorzystana do przygotowania podstawionych piperydyn i azepanów poprzez regio- i stereospecyficzne rozszerzanie pierścienia z różnymi nukleofilami. Ten wysoce wydajny protokół pozwolił nam przygotować różnorodne azaheterocykle, w tym produkty naturalne, takie jak fagomina, analog febryfuginy i balanol.

Otrzymywanie stabilnych dwucyklicznych jonów azyrydynowych i ich otwieranie pierścieni do syntezy azaheterocykli

Opisujemy protokół fotogeneracji N-heterocyklicznych karbenów (NHC) za pomocą promieniowania UV systemu soli 2-izopropylotioksantonu/imidazolu tetrafenyloboranu. Zaproponowano metody charakterystyki uwolnionej przez zdjęcie NHC i wyjaśnienia mechanizmu fotochemicznego. Protokoły metatezy z otwarciem pierścienia, fotopolimeryzacji w roztworze i miniemulsji ilustrują potencjał tego 2-składnikowego systemu fotogenerującego NHC.

Fotogeneracja N-heterocyklicznych karbenów: zastosowanie w fotoindukowanej polimeryzacji metatezy z otwarciem pierścienia

W tym badaniu przygotowujemy zarówno enancjomery 2-karboksylanu azyrydyny, które są używane w asymetrycznej syntezie alkaloidów, w tym biemamid B i D, jak i (-)-epiallo-izomuskarynę.

Otrzymywanie enancjoczystych nieaktywowanych azyrydyn oraz synteza biemamidu B, D i epiallo-izomuskaryny

Przedstawiono szczegółowy, skalowalny protokół ciągłego przepływu do syntezy fluorku arylu z aminy arylowej w reakcji Balza-Schiemanna.

Skalowalny protokół reakcji Balza-Schiemanna w reaktorze o przepływie ciągłym

Nanocząstki krzemionki zostały przygotowane przy użyciu katalizy kwasowej prekursora siloksanu i technik syntezy wspomaganych mikrofalami, co spowodowało kontrolowany wzrost nanomateriałów o średnicy od 30 do 250 nm. Dynamikę wzrostu można kontrolować, zmieniając początkowe stężenie kwasu krzemowego, czas reakcji i temperaturę reakcji.

Otrzymywanie nanocząstek krzemionki za pomocą katalizy kwasowej wspomaganej mikrofalami

Monitorowanie w czasie rzeczywistym pozwala na szybką optymalizację reakcji przeprowadzanych przy użyciu przetwarzania o ciągłym przepływie. Jako przykład podaje się preparat 3-acetylokumaryny. Opisano aparaturę do monitorowania Ramana in situ, a także kroki wymagane do optymalizacji reakcji.

Monitorowanie w czasie rzeczywistym reakcji przeprowadzanych przy użyciu przetwarzania o ciągłym przepływie: na przykładzie przygotowania 3-acetylokumaryny

Poznaj technikę przenoszenia procesów chemicznych z trybu wsadowego do przepływowego na przykładzie reakcji difenylodiazometanu z kwasem p-nitrobenzoesowym. Metoda ta umożliwia precyzyjną kontrolę temperatury i mieszania.

Chemia przepływu ciągłego: reakcja difenylodiazometanu z kwasem p-nitrobenzoesowym

Przeglądaj więcej filmów