Использование стоп потока микро трубки реакторов для развития органического преобразований

Общая цель этого эксперимента заключается в скрининге реакций с использованием платформы реактора с микротрубками со стоп-потоком, которая сочетает в себе элементы как из проточных реакторов, так и из реакторов периодического действия. Мы изобрели эту технологию, чтобы решить проблему, связанную с тем, что система непрерывного потока микротрубок не эффективна как для мелкомасштабных реакций, так и для реакционного скрининга. Разница между нашей системой реакторов на микротрубках с запорным потоком и реакционной системой непрерывного действия на микротрубках заключается в том, что до и после каждой микротрубки в нашей системе есть два клапана.

Основные преимущества этого метода заключаются в том, что он экологичный, безопасный, простой в использовании для скрининга реакций и более эффективный, чем обычные настольные реакторы, но при этом требует органического преобразования. Чтобы приготовить реактор с остановкой потока, оберните 300 сантиметров трубок высокой чистоты PFA в узкое кольцо. Закрепите трубку стяжками.

И прикрепите запорный клапан к каждому концу. Реактор SFMT легко построить, поэтому мы просто готовим SMFT-реакцию для каждого условия, которое нужно просмотреть. Подключите реактор к регулятору обратного давления 20 фунтов на квадратный дюйм и Т-образному фитингу низкого давления, соединенному с баллоном для ацетиленового газа, с помощью игольчатого клапана.

Погрузите конец регулятора обратного давления в ацетон. Далее поместите 58,5 миллиграммов 4-йодоанизола в колбу с круглым дном объемом 10 мл с мешалкой. Добавьте в колбу 8,5 миллиграммов хлорида бис(трифенилфосфина)палладия, 1 миллиграмм йодида меди, 80 микролитров DIPEA и 2,5 миллилитров диметилсульфоксида.

Закупорьте колбу резиновой перегородкой и начните помешивать смесь при комнатной температуре. Используйте воздушный шар, наполненный араганом, для дегазации смеси в течение 15 минут, помешивая. Когда дегазация будет завершена, снимите вентиляционную иглу, а затем и баллон в сборе.

Затем используйте короткую трубку PFA высокой чистоты и фитинг с иглой Люэра, чтобы оснастить восьмимиллиметровый шприц из нержавеющей стали длинной иглой. Вставьте иглу через перегородку на дно колбы. И наберите реакционную жидкость в шприц.

Отсоедините шприц от иглы. Закрепите шприц в шприцевом насосе и подсоедините шприц к Т-образному фитингу, соединяющему реактор SMFT и газообразный ацетилен. Продуйте трубки газообразным ацетиленом до тех пор, пока на регуляторе обратного давления не будут наблюдаться пузырьки.

Затем начните загрузку реакционной смеси в реактор со скоростью 300 микролитров в минуту. Используйте игольчатый клапан для регулировки расхода ацетилена до тех пор, пока соотношение жидкости и газа между Т-образным фитингом и запорным клапаном на входе реактора не станет одним к одному. Закройте запорный клапан на выходе реактора, как только вся реакционная смесь будет загружена в трубку и смесь начнет вытекать из выходного отверстия регулятора обратного давления.

Нагнетайте давление в реакторе ацетиленом до тех пор, пока реакционная смесь не станет неподвижной в реакторе. Затем закройте запорный клапан на входе в реактор и игольчатый клапан. Отключите реактор от системы и поместите его в ванну с силиконовым маслом, нагретую до желаемой температуры реакции, стараясь не допустить попадания масла в запорные клапаны.

Оставьте реактор в масляной ванне на один час. Затем с помощью гексина смойте силиконовое масло из реактора. С помощью восьмилитрового шприца из нержавеющей стали протолкните реакционную смесь из реактора в 20-миллилитровый флакон

Промойте остаток во флаконе с четырьмя миллилитрами диэтилового эфира. Промойте смесь четырьмя миллилитрами водно-насыщенного раствора хлорида аммония, и экстрагируйте продукт до 1,5 миллилитров диэтилового эфира. Определяйте урожайность с помощью ГХ-МС.

Чтобы очистить систему, используйте шприцевой насос, чтобы промыть трубку растворителем, который будет использоваться в следующей реакции. Просушите систему газообразным азотом в течение 20 минут. Чтобы построить реактор SFMT, оберните 340 сантиметров трубок PFA высокой чистоты в кольцо и установите на концах запорные клапаны.

Затем соедините реагенты для реакции в 10-миллилитровом флаконе и закупорьте флакон силиконовой крышкой для перегородки. Дегазируйте смесь в течение 15 минут с помощью араганского баллона. Удалите иглы после дегазации.

Подключите реактор к аргановой линии с помощью пикового соединительного тела и продуйте реактор аргоном в течение пяти минут. Затем закройте оба запорных клапана реактора, чтобы сохранить атмосферу аргона. Далее оснастите трехмиллилитровый шприц длинной иглой.

Проткните перегородку флакона и наберите в шприц предварительно смешанную реакционную смесь. Затем переверните шприц и осторожно постукивайте по поршню, пока все пузырьки не будут удалены, оставив в шприце только реакционную смесь. Аккуратно встряхните шприц, чтобы обеспечить однородность.

Используйте адаптер Люэра для подключения шприца к реактору SFMT. Откройте оба запорных клапана и введите реакционную смесь в реактор вручную или с помощью шприцевого насоса. Закройте оба запорных клапана и поместите реактор в центр синей светодиодной ленты.

Облучайте смесь от пяти до 48 часов, по желанию. Затем с помощью трехмиллилитрового шприца протолкните реакционную смесь в чистую колбу с круглым дном. Промойте остатки в колбе с избытком диэтилового эфира для получения сырого продукта.

Сконцентрируйте продукт и определите коэффициент конверсии с помощью протонного ЯМР-анализа, добавив соответствующее количество триметоксибензола в качестве внутреннего стандарта. Сначала оберните 300 сантиметров трубки PFA высокой чистоты в узкое кольцо и подогните концы к запорным клапанам. Подключите реактор к регулятору обратного давления, а также к Т-образному штуцеру последовательно с игольчатым клапаном и баллоном для ацетиленового газа.

Далее, под инертной атмосферой, растворите реагенты и три миллилитра ацетонитрила, в 10-миллилитровом флаконе. Запечатайте флакон крышкой и силиконовой перегородкой. Дегазируйте реакционную смесь с аргоном на ледяной бане в течение 10 минут.

Затем удалите газ и вентиляционную иголку, а также 56 микролитров DIPEA в смесь. Дегазируйте смесь на ледяной бане еще пять минут. Когда закончите, удалите иглы.

Затем наберите реакционную смесь в восьмилитровый шприц из нержавеющей стали, оснащенный длинной иглой. Присоедините шприц к шприцевому насосу и подсоедините шприц к Т-образному фитингу узла SFMT. Продуйте трубки газообразным ацетиленом.

Затем начните закачивать смесь в трубку со скоростью 100 микролитров в минуту. Отрегулируйте расход ацетилена для достижения соотношения газа и жидкости два к одному, а также трубопроводки между Т-образным фитингом и запорным клапаном на входе в реактор. После того, как реакционная смесь будет полностью загружена в реактор, закройте запорный клапан на выходе реактора.

Нагнетайте давление в реакторе до тех пор, пока смесь не будет обездвижена в трубке. Затем закройте запорный клапан на входе в реактор и игольчатый клапан. Перенесите реактор в водяную баню с подогревом, расположенную под синими светодиодными лампами, удерживая клапан над водой.

Дайте смеси вступить в действие в течение трех часов. Затем переложите реакционную смесь в колбу с круглым дном, а трубки промойте избытком диэтилового эфира. Концентрируйте реакционную смесь для получения сырого продукта.

Определите соотношение продуктов с помощью анализа фтора 19 MNR. Соногаширские соединения четырех айото-анизола с газообразным ацетиленом были оценены в 11 различных условиях с использованием нескольких реакторов SFMT и параллельных Оптимальные условия SMFT привели к лучшей конверсии и селективности, чем были получены при использовании обычного реактора периодического действия. Кроме того, скрининг SFMT был завершен менее чем за три часа.

Фотоопосредованное превращение тетраметилэтилена и бензилидинемеланитрила проводили периодически, в реакторах SFMT. Реакция SFMT была завершена всего за пять часов, в то время как периодическая реакция заняла 18 часов. Это сокращение времени реакции может быть результатом усиленного однородного рассеяния света на реагенты в микротрубках.

Использование газообразного ацетилена в качестве исходного сырья для фотоокислительно-восстановительного катализа было испытано в периодическом режиме в реакторах SFMT. В периодической реакции подавалось менее 5% конверсии, тогда как в реакции SFMT наблюдалась 97%-ная конверсия. Это было связано с увеличением растворимости газообразного ацетилена и ацитонитрила при более высокой температуре, достигнутой в герметичном реакторе с микротрубками.

SFMT является одним из лучших реакторов, использующих микротрубки в качестве реакционного контейнера. Насосы используются для подачи реагентов в эти реакторы. При использовании этого метода время реакции не ограничено длиной микротрубки.

Любая успешная реакция SFMT может быть легко преобразована в скорость потока и производительность. SFMT требует лишь небольшого количества реагента для повышения эффективности с догадкой и световым стимулированием трансформации. Это также обеспечивает более безопасное использование легковоспламеняющихся газов, особенно в условиях высокого давления.

Реакторы SFMT имеют много преимуществ: они обеспечивают доступные условия реакторов периодического действия и позволяют избежать многих ограничений по сравнению с реакторами с непрерывным потоком. Таким образом, он является важным дополнительным методом для лабораторий.