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Chemistry

सतत प्रवाह प्रसंस्करण का उपयोग किया प्रतिक्रियाओं की वास्तविक समय की निगरानी: एक उदाहरण के रूप में 3-Acetylcoumarin की तैयारी

Published: November 18, 2015 doi: 10.3791/52393
Automatic Translation
1, 1
1Department of Chemistry, University of Connecticut

Summary

वास्तविक समय की निगरानी निरंतर प्रवाह प्रसंस्करण का उपयोग किया प्रतिक्रियाओं का तेजी से अनुकूलन के लिए अनुमति देता है। यहाँ 3-acetylcoumarin की तैयारी के लिए एक उदाहरण के रूप में प्रयोग किया जाता है। प्रतिक्रिया अनुकूलन करने के लिए आवश्यक कदम उठाए हैं के रूप में सीटू रमन निगरानी के प्रदर्शन के लिए उपकरण, वर्णित है।

Abstract

इनलाइन निगरानी का उपयोग करके, यह एक सरल और तेजी से रास्ते में निरंतर प्रवाह प्रसंस्करण का उपयोग किया प्रतिक्रियाओं का अनुकूलन करने के लिए संभव है। यह इस तकनीक का उपयोग करते हुए समय के अनुरूप उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए भी संभव है। हम यहाँ स्पेक्ट्रोमीटर रमन के साथ एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध प्रवाह इकाई इंटरफेस करने के लिए कैसे दिखा। रमन प्रवाह सेल यह वायुमंडलीय दबाव में संचालित किया जा सकता है, जिसका अर्थ वापस दबाव नियामक के बाद रखा गया है। इसके अलावा, उत्पाद धारा प्रवाह सेल प्रवेश करने से पहले ट्यूबिंग की लंबाई से होकर गुजरता है तथ्य यह है कि सामग्री आरटी पर है कि इसका मतलब है। यह रमन संकेत तीव्रता तापमान निर्भर है, क्योंकि स्पेक्ट्रा इज़ोटेर्माल की शर्तों के तहत अर्जित कर रहे हैं कि महत्वपूर्ण है। उपकरण इकट्ठा करने के बाद, हम तो एक रासायनिक प्रतिक्रिया पर नजर रखने के लिए कैसे दिखा, salicylaldehyde और एथिल acetoacetate से 3-acetylcoumarin की piperidine उत्प्रेरित संश्लेषण एक उदाहरण के रूप में इस्तेमाल किया जा रहा है। प्रवाह एक दरों की प्रतिक्रिया एक सीमा से अधिक किया जा सकता हैघ तापमान में सीटू निगरानी उपकरण बस और आसानी शर्तों का अनुकूलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा रहा है।

Introduction

सतत प्रवाह प्रसंस्करण का उपयोग करके, दवा की दुकानों वे सुरक्षित, प्रभावी ढंग से और आसानी 1,2 के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला प्रदर्शन कर सकते हैं पा रहे हैं। नतीजतन, प्रवाह रसायन विज्ञान उपकरण शैक्षणिक संस्थानों में औद्योगिक सेटिंग में दोनों प्रतिक्रियाओं के साथ ही अनुसंधान प्रयोगशालाओं को चलाने के लिए एक अभिन्न उपकरण होता जा रहा है। सिंथेटिक रसायन शास्त्र परिवर्तनों की एक विस्तृत विविधता के प्रवाह रिएक्टरों 3,4 में बाहर किया गया है। चुनिंदा मामलों में, बैच में काम नहीं करते कि प्रतिक्रियाओं निरंतर प्रवाह की स्थिति 5 के तहत सुचारू रूप से आगे बढ़ने के लिए दिखाया गया है। प्रतिक्रिया अनुकूलन और गुणवत्ता नियंत्रण, दोनों के लिए लाइन में प्रतिक्रिया प्रवाह प्रसंस्करण के साथ निगरानी के समावेश महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है। इन-लाइन निगरानी वास्तविक नमूना की स्थिति के लिए वास्तविक समय प्रतिक्रिया के साथ निरंतर विश्लेषण प्रदान करता है। यह तेजी से होता है और तुलनीय बंद लाइन तकनीक की तुलना में कुछ मामलों में, और अधिक विश्वसनीय। इन-लाइन विश्लेषणात्मक तकनीकों का एक नंबर एफ के साथ interfaced कर दिया गया हैकम रिएक्टरों 7। उदाहरण अवरक्त शामिल 8,9, यूवी दृश्य एनएमआर 12,13, रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी 14,15, और मास स्पेक्ट्रोमेट्री 16,17, 10,11।

हमारे शोध समूह के एक वैज्ञानिक माइक्रोवेव इकाई 18 के साथ स्पेक्ट्रोमीटर रमन interfaced गया है। इस का प्रयोग, प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला दोनों एक गुणात्मक 19 और मात्रात्मक 20 दृष्टिकोण से नजर रखी गई है। इस सफलता पर बिल्डिंग, हम हाल ही में हमारे सतत प्रवाह इकाइयों में से एक के साथ हमारे रमन स्पेक्ट्रोमीटर interfaced और चाबी औषधीय प्रासंगिक जैविक परिवर्तनों की एक नंबर की लाइन में प्रतिक्रिया की निगरानी के लिए यह कार्यरत है। 21 यह निगरानी करना संभव था प्रत्येक मामले में प्रतिक्रियाओं और यह भी एक उदाहरण के रूप में, एक अंशांकन वक्र के माध्यम से, हम रमन वर्णक्रमीय डेटा से उत्पाद रूपांतरण निर्धारित सकता है। यहाँ हम तंत्र की स्थापना की और प्रतिक्रियाओं पर नजर रखने के लिए इसका इस्तेमाल करने के लिए कैसे का वर्णन है। हम 3-एसी के piperidine उत्प्रेरित संश्लेषण का उपयोगetylcoumarin (1) मॉडल प्रतिक्रिया के रूप में एथिल acetoacetate (चित्रा 1) के साथ salicylaldehyde से।

चित्र 1
चित्रा 1. बेस (1)। 3-acetylcoumarin उपज के लिए salicylaldehyde और एथिल acetoacetate के बीच संक्षेपण प्रतिक्रिया उत्प्रेरित यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Protocol

1. रिएक्शन निगरानी के लिए उपयुक्त सिग्नल खोजें

  1. सभी सामग्री शुरू करने और उत्पाद के लिए रमन स्पेक्ट्रा प्राप्त करते हैं।
  2. स्पेक्ट्रा ओवरले और उत्पाद के लिए अद्वितीय है कि एक गहन बैंड की पहचान।
  3. प्रतिक्रिया की प्रगति की निगरानी करने के लिए इस रमन बैंड का प्रयोग करें। 1608 सेमी में एक बैंड -1 इस मामले में चुना गया था।

2. फ्लो प्रकोष्ठ का गठन

  1. एक उपयुक्त प्रवाह सेल प्राप्त करते हैं। 6.5 मिमी की चौड़ाई, 20 मिमी की ऊंचाई, और 5 मिमी (2A चित्रा) के एक पथ लंबाई: यहाँ निम्नलिखित आयामों के साथ एक का उपयोग करें।
  2. परिवेश प्रकाश से मुक्त एक वातावरण प्रदान करता है कि एक कंटेनर में प्रवाह सेल रखें।
  3. (इस मामले में 1 मिमी आईडी पीएफए ​​टयूबिंग में) प्रवाह सेल के इनलेट और आउटलेट के लिए ट्यूबिंग कनेक्ट करें।

3. प्रवाह सेल के साथ रमन स्पेक्ट्रोमीटर इंटरफ़ेस

  1. सी में रखा जा सकता है कि एक लचीला ऑप्टिकल विधानसभा के साथ एक उपयुक्त रमन स्पेक्ट्रोमीटर प्राप्त करेंप्रवाह सेल से निकटता खो देते हैं।
  2. प्रवाह सेल विधानसभा (चित्रा 2 बी) युक्त बॉक्स में एक उपयुक्त आकार एपर्चर के माध्यम से ऑप्टिकल विधानसभा रखें।
  3. यह प्रवाह सेल छू तक ऑप्टिकल विधानसभा स्लाइड और फिर ~ 2 मिमी के अंतराल छोड़ने इसे वापस खींच।
  4. 100% एसीटोन के साथ प्रवाह सेल भरें।
  5. रमन स्पेक्ट्रोमीटर पर बारी और निरंतर-स्कैन मोड में स्पेक्ट्रा हासिल।
  6. धीरे एक समय में प्रकाश पाइप एक अंश ले जाकर लेजर ध्यान दें। संकेत इसकी सबसे बड़ी तीव्रता पर है और चोटियों तेज और अच्छी तरह से परिभाषित कर रहे हैं जब तक प्रकाश पाइप चलते रहो।

चित्र 2
चित्रा 2 (ए) सेल और इस्तेमाल (बी) रमन इंटरफेस प्रवाह। एक बड़ा किया है देखने के लिए यहां क्लिक करेंयह आंकड़ा की rsion।

4. अभिकर्मक और सॉल्वेंट समाधान तैयार

  1. एक 50 मिलीलीटर बड़ा फ्लास्क (6.106 50 mmol जी, 1 equiv) और एथिल acetoacetate (6.507 ग्राम, 50 mmol, 1 equiv) salicylaldehyde जोड़ें।
  2. 50 मिलीलीटर की कुल मात्रा को एथिल एसीटेट जोड़ें और फिर अच्छी तरह से सामग्री मिश्रण।
  3. एक चुंबकीय हलचल बार युक्त एक 20 मिलीलीटर कांच की शीशी को शेयर समाधान की एक 10 मिलीलीटर विभाज्य स्थानांतरण। इस शीशी "अभिकर्मक।" लेबल
  4. एक 100 मिलीलीटर की बोतल जगह एथिल एसीटेट के 90 एमएल में। "विलायक" इस बोतल लेबल। एक 100 मिलीलीटर की बोतल जगह एसीटोन के 90 एमएल में। इस बोतल "विलायक अवरोधन" लेबल।

5. प्रवाह उपकरण तैयार

  1. "P1" और "p2" प्रवाह इकाई में कम से कम दो पंपों है कि यह सुनिश्चित करने और उन्हें लेबल। प्रत्येक पंप के लिए विलायक और अभिकर्मक इनलेट लाइनों को पहचानें। दो में "इकट्ठा" और "बेकार" लाइनों से बाहर निकलने के लिए लाइनों की जगह मैंndividual 100 मिलीलीटर की बोतल में क्रमश: "उत्पाद" और "बेकार" लेबल।
  2. एक रिएक्टर के रूप में, गर्म किया जा रहा करने में सक्षम एक 10 मिलीलीटर क्षमता पीएफए ​​तार का उपयोग करें।
  3. पीएफए ​​रिएक्टर कुंडली के प्रवेश करने के लिए ट्यूब बाहर निकलने P1 कनेक्ट करें।
  4. रिएक्टर कुंडल के बाद एक तीन बंदरगाह polyether ईथर कीटोन (तिरछी) टी-मिक्सर स्थापित करें।
  5. , टी-मिक्सर के लिए रिएक्टर का तार बाहर निकलने के ट्यूबिंग से 180 डिग्री ट्यूब बाहर निकलने के p2 कनेक्ट करें। टी-मिक्सर के तीसरे बंदरगाह के लिए ट्यूबिंग का एक टुकड़ा कनेक्ट करें। इस ट्यूब के दूसरे छोर पर एक के पीछे से दबाव नियामक जगह है।
  6. प्रवाह सेल के इनपुट के लिए वापस दबाव नियामक के उत्पादन में से एक लाइन कनेक्ट करें। "बेकार / इकट्ठा" स्विच करने के लिए प्रवाह सेल के उत्पादन में से एक लाइन कनेक्ट करें।
  7. प्रधानमंत्री P1 और p2 के रूप में अच्छी तरह से विलायक के साथ P1 के लिए अभिकर्मक लाइन दोनों के लिए विलायक लाइनों। अभिकर्मक की बोतल के लिए विलायक बोतल से P1 के लिए अभिकर्मक लाइन ले जाएँ।
  8. पी 1 का उपयोग करना, रिएक्टर के माध्यम से एथिल एसीटेट पारित2 मिलीलीटर में कुंडल / मिनट भर दिया जाता है जब तक। 2 मिनट के लिए / 2 मिलीलीटर की एक प्रवाह दर पर p2 के माध्यम मिनट एसीटोन गुजरती हैं।
  9. 1 मिलीग्राम / मिनट के लिए दोनों P1 और p2 के लिए विलायक प्रवाह दर को समायोजित करें। 7 बार के दबाव को वापस दबाव नियामक निर्धारित करें। वांछित तापमान रिएक्टर कुंडल तापमान सेट करें।
  10. चित्रा 3 में योजनाबद्ध रूप में दिखाया उपकरण कॉन्फ़िगर किया गया है डबल की जाँच करें।
  11. सिस्टम लगातार तापमान और दबाव में पहुँचता है, लीक के लिए जाँच करें और फिर प्रतिक्रिया चलाते हैं।

चित्र तीन
चित्रा प्रतिक्रिया निगरानी प्रयोगों के लिए इस्तेमाल उपकरण विन्यास 3. योजनाबद्ध। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

6. रिएक्शन की निगरानी करें

  1. Takएथिल एसीटेट / एसीटोन विलायक प्रणाली की ईए पृष्ठभूमि स्कैन यह प्रवाह सेल के माध्यम से पारित कर दिया है। यह स्वचालित रूप से बाद के सभी स्कैन से घटा दिए जाएंगे।
  2. स्कैन हर 15 सेकंड लेने के लिए स्पेक्ट्रोमीटर कॉन्फ़िगर (इस मामले में रमन स्पेक्ट्रोमीटर, एक 10 सेकंड एकीकरण के समय को मालगाड़ी = 3 सेट, और 1 = औसत गया था)।
  3. "अभिकर्मक" लेबल कांच की शीशी में सभी को एक बार (0.05 मिलीग्राम, 0.05 mmol, 0.1 equiv) piperidine इंजेक्षन।
  4. अच्छी तरह से, स्विच P1 के मिश्रण के बाद "अभिकर्मक।" करने के लिए बाहर निकलने के धारा "विलायक" सेट करने के लिए "इकट्ठा।"
  5. सभी सामग्री पूरी तरह से वापस करने के लिए "अभिकर्मक" से, स्विच P1 "विलायक।" भरी हुई है और 30 मिनट के लिए रिएक्टर तार के माध्यम से विलायक बहने जारी रखें। इस समय बीत जाने के बाद, हीटिंग बंद कर देते हैं।
  6. रिएक्टर का तार तापमान 50 डिग्री सेल्सियस से नीचे तक ठंडा किया गया है जब बारी P1 और P2 बंद पंप।

7. डेटा का विश्लेषण करें

1608 सेमी -1 बनाम पर एक स्प्रेडशीट और साजिश रमन तीव्रता के लिए रमन स्पेक्ट्रोमीटर डेटा निर्यात समय।
  • शर्तों का अनुकूलन करने के लिए, एक चलने का ढंग से प्रवाह दरों और रिएक्टर तापमान की एक संख्या भर में प्रतिक्रिया करते हैं।
  • 1608 सेमी -1 बनाम पर रमन तीव्रता का ओवरले भूखंडों समय।
    नोट: उच्च रमन तीव्रता उच्च उत्पाद रूपांतरण के साथ संबद्ध है।

    • 8. अनुकूलित शर्तों का उपयोग कर प्रतिक्रिया भागो

    1. जांच की विभिन्न स्थितियों (बदलती प्रवाह दरों / रिएक्टर तापमान) के बाद, उच्चतम उत्पाद रूपांतरण बर्दाश्त करने के लिए अनुकूलित शर्तों का उपयोग प्रतिक्रिया चलाते हैं।

    9. उत्पाद को अलग

    1. उत्पाद कुप्पी की सामग्री ले लो और बर्फ की 100 मिलीलीटर और 2 एम एचसीएल के 20 मिलीग्राम से युक्त एक बीकर में डाल देना।
    2. बीकर एथिल एसीटेट (2 मिलीलीटर) और हस्तांतरण की एक न्यूनतम राशि के साथ उत्पाद फ्लास्क कुल्ला।
    3. बर्फीले मिश्रण हिलाओसभी बर्फ पूरी तरह से पिघल जाता है जब तक।
    4. एक हिर्श कीप, ओर हाथ फ्लास्क, रबर कॉलर और रबर वैक्यूम ट्यूबिंग की लंबाई के साथ एक निस्पंदन सिस्टम की स्थापना की।
    5. , वैक्यूम के अंतर्गत जिसके परिणामस्वरूप वेग फ़िल्टर ठंड Diethyl ईथर (10 एमएल) के साथ कुल्ला और यह एक गर्मी दीपक (2-3 घंटा) या सूखी हे / एन वैक्यूम के तहत के तहत शुष्क करने की अनुमति देते हैं।
    6. विलायक के रूप में CDCl 3 का उपयोग 1 एच परमाणु चुंबकीय अनुनाद (एनएमआर) स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा उत्पाद की पहचान की पुष्टि। इस प्रकार के रूप में एक 500 मेगाहर्ट्ज एनएमआर स्पेक्ट्रोमीटर के लिए, 3-acetylcoumarin की 1 एच एनएमआर डेटा है: δ = 2.73 (एस, 3 एच) 7.31-7.40 (मी, 2 एच) 7.65 (DDD, जम्मू = 7.53, 4.37, 2.60 हर्ट्ज 2 एच) 8.51 (एस, 1 एच) पीपीएम, 13 सी एनएमआर डेटा: δ = 30.84 (सीएच 3) 117.00 (स्विस) 118.56 (सी) 124.86 (स्विस) 125.27 (स्विस) 130.51 (स्विस) 134.68 (सी) 147.74 (स्विस) 155.64 (सी) 159.52 (सी) 195.77 (सी) पीपीएम।

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    Representative Results

    3-acetylcoumarin के सतत प्रवाह तैयारी में रेखा की निगरानी के लिए एक प्रतिनिधि प्रतिक्रिया के रूप में चुना गया था। विलायक के रूप में एथिल एसीटेट का उपयोग करते समय बैच में, प्रतिक्रिया अच्छी तरह से आगे बढ़ता है। हालांकि, उत्पाद (1) आरटी पर पूरी तरह से घुलनशील नहीं है। वापस दबाव नियामक के संभावित clogging रोकने के लिए, साथ ही संकेत अधिग्रहण उपद्रव होता है, जो प्रवाह सेल में ठोस कणों होने के खतरे को कम करने के लिए, हम इस और अन्य प्रतिक्रियाओं 22 के लिए पहले से विकसित एक तकनीक का इस्तेमाल किया। हम उत्पाद solubilize और यह प्रवाह सेल के माध्यम से पारित करने के लिए अनुमति देने के लिए एसीटोन के साथ प्रतिक्रिया कुंडल के बाद उत्पाद धारा रोक वापस दबाव नियामक बेरोक।

    हम 1 की रमन स्पेक्ट्रा भविष्यवाणी की है और निगरानी के लिए एक उपयुक्त रमन संकेत की पहचान करने के लिए कंप्यूटर प्रोग्राम गाऊसी 09 (चित्रा -4 ए का उपयोग करते हुए दो सामग्री शुरू (salicylaldehyde और एथिल acetoacetate) की बी और सी) 23। यह तीन स्पेक्ट्रा का ओवरले (चित्रा 4D) खींच 1 दर्शाती मजबूत रमन सक्रिय है, जबकि संकेत दिया कि एक गाऊसी 09. करने के लिए पहुँच नहीं है, तो शुरू कर माल और उत्पाद की प्रयोगात्मक निकाली गई रमन स्पेक्ट्रा का भी इस्तेमाल किया जा सकता है कि ध्यान दिया जाना चाहिए 1608 सेमी -1 और 1563 सेमी में मोड -1, प्रारंभिक सामग्री इस क्षेत्र में कम से कम रमन गतिविधि दिखा रहे हैं। एक परिणाम के रूप में, हम 1608 सेमी -1 पर सिग्नल की निगरानी करने के लिए चुना है।

    एक प्रारंभिक बिंदु के रूप में, प्रतिक्रिया 25 डिग्री सेल्सियस पर चला गया था और 1 मिलीग्राम / मिनट की एक अभिकर्मक प्रवाह दर और 1608 सेमी में रमन तीव्रता -1 (चित्रा 5) दर्ज किया गया था। उच्चतम संभव रूपांतरण प्राप्त करने के लक्ष्य के साथ, हम अगले उच्च तापमान पर प्रतिक्रिया प्रदर्शन किया। , 1 मिलीग्राम / मिनट के प्रवाह की दर में आपरेटिंग तो 130 डिग्री सेल्सियस से 65 डिग्री सेल्सियस के लिए पहली प्रतिक्रिया तापमान में वृद्धि और 1608 सेमी -1 पर रमन तीव्रता में लगातार वृद्धि के सबूत के रूप उत्पाद रूपांतरण में एक सहवर्ती वृद्धि हुई। 1.0 से 0.5 मिलीग्राम से प्रवाह की दर कम 130 डिग्री सेल्सियस के एक रिएक्टर का तार तापमान पर / मिनट काफी 1,608 सेमी में रमन तीव्रता में वृद्धि नहीं था -1। हाथ में अनुकूलित शर्तों के साथ, हम 72% उपज में उत्पाद को अलग-थलग, प्रतिक्रिया एक और बार प्रदर्शन किया।

    चित्रा 4
    (ए) 3-acetylcoumarin, (बी) salicylaldehyde, (सीसी) एथिल acetoacetate, और (डी) तीन स्पेक्ट्रा का ओवरले का चित्रा 4. रमन स्पेक्ट्रा। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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    चित्रा 5। प्रतिक्रिया की स्थिति की एक श्रेणी में 3-acetylcoumarin के लिए रूपांतरण की निगरानी करना। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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    Discussion

    रमन स्पेक्ट्रोमीटर प्रवाह यूनिट के साथ interfaced किया जा सकता है, जिसमें आसानी प्रतिक्रिया की निगरानी के लिए बहुमूल्य इस इनलाइन तकनीक बनाता है। प्रतिक्रिया चर के एक नंबर उपयोगकर्ता तेजी से ऑफ़लाइन तरीकों का उपयोग कर जब से अनुकूलित प्रतिक्रिया की स्थिति में आने के लिए अनुमति देता है, एक शीघ्र तरीके से जांच की जा सकती। इस के साथ साथ यह भी वर्णित तकनीक के इस्तेमाल के लिए एक उपयुक्त बैंड पाया जा सकता है, यह सोचते पक्ष उत्पादों के गठन की निगरानी के लिए अनुमति देता है। परिस्थितियां भी अशुद्धता की न्यूनतम राशि की जांच की और उत्पाद के उच्चतम रूपांतरण के लिए दोनों की अनुमति देते हैं, जो चयनित किया जा सकता है। प्रतिक्रियाओं की मात्रात्मक निगरानी भी संभव है। रमन संकेत तीव्रता एकाग्रता के लिए आनुपातिक है, एक अंशांकन वक्र उत्पाद के ज्ञात सांद्रता के नमूनों की रमन स्पेक्ट्रा की रिकॉर्डिंग के द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। इस का प्रयोग, यह मानक नियमों में एकाग्रता की इकाइयों के लिए रमन तीव्रता की इकाइयों में परिवर्तित करने के लिए संभव है।

    क्रिटिकल सेंटप्रोटोकॉल के भीतर ईपीएस रिएक्टर ट्यूबिंग का सही विधानसभा और रमन सेल के interfacing शामिल हैं। यह विन्यास रिसाव पूर्व प्रतिक्रिया प्रदर्शन करने के लिए पानी या एसीटोन या तो उपयोग कर परीक्षण किया जा सलाह दी है। इसके अलावा, सही ढंग से क्वार्ट्ज प्रकाश पाइप स्थिति से रमन लेजर ध्यान केंद्रित प्रोटोकॉल की सफलता के लिए आवश्यक है। गरीब संकेत शक्ति लेजर या तो उचित रूप से ध्यान केंद्रित नहीं है या प्रतिक्रिया मिश्रण में कुछ कण बात है कि वहाँ एक संकेत है।

    यहाँ वर्णित तंत्र तीन अन्य प्रतिक्रियाओं, α, β-असंतृप्त कार्बोनिल moieties, अर्थात् Knovenagel और Claisen-श्मिट condensations असर उत्पादों के सभी शामिल गठन की निगरानी करने के लिए सफलतापूर्वक इस्तेमाल किया है, और एक Biginelli प्रतिक्रिया 20 कर दिया गया है। रमन स्पेक्ट्रोमीटर अन्य में सीटू निगरानी जांच करने के लिए एक पूरक उपकरण के रूप में कार्य करता है। उदाहरण के लिए, यह आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी इस तरह के रूप में जब संतोषजनक साबित नहीं करता है जहां मामलों में इस्तेमाल किया जा सकता है,प्रतिक्रिया जलीय मीडिया में किया जाता है या प्रतिक्रिया मिश्रण के साथ शारीरिक संपर्क में स्पेक्ट्रोमीटर जांच रखकर जब 24,25 वांछित नहीं है। रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी के आवेदन करने के लिए सीमाएं प्रतिक्रिया मिश्रण संकेत बिखरने से बचने के लिए पूरी तरह से सजातीय होना चाहिए कि तथ्य शामिल हैं। रमन घटना की संभावना अपेक्षाकृत कम है, क्योंकि इसके अलावा, नमूने अपेक्षाकृत संतोषजनक संकेत करने वाली शोर अनुपात प्राप्त करने के लिए ध्यान केंद्रित किया जाना है। हमारे अनुभव में, इस एम पर या 0.25 ऊपर सांद्रता में काम की आवश्यकता

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    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Salicylaldehyde Sigma-Aldrich S356 Reagent Grade, 98%
    Ethyl acetoacetate Acros Organics 117970010 99%
    Piperidine Sigma-Aldrich 104094 Reagent Plus, 99%
    Hydrochloric acid Sigma-Aldrich 320331 ACS Reagent, 37%
    Ethyl acetate Sigma-Aldrich 34858 CHROMASOLV, for HPLC, >99.7%
    Acetone Sigma-Aldrich 650501 CHROMASOLV, for HPLC, >99.9%
    Flow cell Starna Cells 583.65.65-Q-5/Z20
    Flow unit Vapourtec E-series system
    Raman spectrometer Enwave Optronics Inc Model EZRaman-L

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    References

    1. Wiles, C., Watts, P. Micro Reaction Technology in Organic Synthesis. , CRC Press. Boca Raton, FL. (2011).
    2. van den Broek, S. A. M. W., et al. Continuous Flow Production of Thermally Unstable Intermediates in a Microreactor with Inline IR-Analysis: Controlled Vilsmeier–Haack Formylation of Electron-Rich Arenes. Org. Process Res. Dev. 16 (5), 934-938 (2012).
    3. Baxendale, I. R. The integration of flow reactors into synthetic organic chemistry. J. Chem. Technol. Biotechnol. 88 (4), 519-552 (2013).
    4. Malet-Sanz, L., Susanne, F. Continuous Flow Synthesis. A Pharma Perspective J. Med. Chem. 55 (9), 4062-4098 (2012).
    5. Hartwig, J., Metternich, J. B., Nikzad, N., Kirschning, A., Ley, S. V. Continuous flow chemistry: a discovery tool for new chemical reactivity patterns. Org. Biomol. Chem. 12 (22), 3611-3615 (2014).
    6. De Beer, T., et al. Near infrared and Raman spectroscopy for the in-process monitoring of pharmaceutical production processes. Int. J. Pharm. 417, 32-47 (2001).
    7. McMullen, J. P., Jensen, K. F. Integrated microreactors for reaction automation: New approaches to reaction development. Annu. Rev. Anal. Chem. 3, 19-42 (2010).
    8. Moore, J. S., Jensen, K. F. Automated multitrajectory method for reaction optimization in a microfluidic system using online IR analysis. Org. Process Res. Dev. 16 (8), 1409-1415 (2012).
    9. Carter, C. F., et al. ReactIR Flow Cell: A New Analytical Tool for Continuous Flow Chemical Processing. Org. Process Res. Dev. 14 (2), 393-404 (2010).
    10. Ferstl, W., et al. Inline Analysis in Microreaction Technology: A Suitable Tool for Process Screening and Optimization. Chem. Eng. Technol. 30 (3), 370-378 (2007).
    11. Benito-Lopez, F., et al. Optical fiber-based on-line UV/Vis spectroscopic monitoring of chemical reaction kinetics under high pressure in a capillary microreactor. Chem. Commun. (22), 2857-2859 (2005).
    12. Gökay, O., Albert, K. From single to multiple microcoil flow probe NMR and related capillary techniques: a review. Anal. Bioanal. Chem. 402 (2), 647-669 (2012).
    13. Jones, C. J., Larive, C. K. Could smaller really be better? Current and future trends in high-resolution microcoil NMR spectroscopy. Anal. Bioanal. Chem. 402 (1), 61-68 (2012).
    14. Mozharov, S., et al. Improved Method for Kinetic Studies in Microreactors Using Flow Manipulation and Noninvasive Raman Spectrometry. J. Am. Chem. Soc. 133 (10), 3601-3608 (2011).
    15. Chaplain, G., Haswell, S. J., Fletcher, P. D. I., Kelly, S. M., Mansfield, A. Development and evaluation of a Raman flow cell for monitoring continuous flow reactions. Aust. J. Chem. 66 (2), 208-212 (2013).
    16. Browne, D. L., et al. Continuous flow reaction monitoring using an on-line miniature mass spectrometer. Rapid Comm. Mass. Spectrosc. 26 (17), (1999).
    17. Koster, S., Verpoorte, E. A decade of microfluidic analysis coupled with electrospray mass spectrometry: An overview. Lab Chip. 7 (11), 1394-1412 (2007).
    18. Leadbeater, N. E., Schmink, J. R., Hamlin, T. A. Tools for Monitoring Reactions Performed Using Microwave Heating. Microwaves in Organic Synthesis. de la Hoz, A., Loupy, A. 1, Third Edition, Wiley-VCH. Weinheim, Germany. 327-376 (2012).
    19. Leadbeater, N. E., Schmink, J. R. Use of Raman spectroscopy as a tool for in situ. monitoring of microwave-promoted reactions. Nature Protoc. 3 (1), 1-7 (2008).
    20. Schmink, J. R., Holcomb, J. L., Leadbeater, N. E. Use of Raman spectroscopy as an In Situ. Tool to Obtain Kinetic Data for Organic Transformations. Chem. Eur. J. 14 (32), 9943-9950 (2008).
    21. Hamlin, T. A., Leadbeater, N. E. Raman spectroscopy as a tool for monitoring mesoscale continuous-flow organic synthesis: Equipment interface and assessment in four medicinally-relevant reactions. Beilstein J. Org. Chem. 9, 1843-1852 (2013).
    22. Kelly, C. B., Lee, C., Leadbeater, N. E. An approach for continuous-flow processing of reactions that involve the in situ. formation of organic products. Tetrahedron Lett. 52 (2), 263-265 (2011).
    23. Frisch, M. J., et al. Gaussian 09, Revision A.02. , Gaussian, Inc.. Wallingford, CT. Available from: http://www.gaussian.com/ (2009).
    24. Wren, S. N., Donaldson, D. J. Glancing-angle Raman spectroscopic probe for reaction kinetics at water surfaces. Phys. Chem. Chem. Phys. 12, 2648-2654 (2010).
    25. Leadbeater, N. E., Smith, R. J. Real-Time Monitoring of Microwave-Promoted Suzuki Coupling Reactions Using in Situ. Raman Spectroscopy. Org. Lett. 8 (20), 4589-4591 (2006).

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    रसायन विज्ञान अंक 105 प्रतिक्रिया निगरानी ​​रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी निरंतर प्रवाह प्रसंस्करण coumarins प्रवाह सेल प्रारंभिक रसायन शास्त्र
    सतत प्रवाह प्रसंस्करण का उपयोग किया प्रतिक्रियाओं की वास्तविक समय की निगरानी: एक उदाहरण के रूप में 3-Acetylcoumarin की तैयारी
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    Hamlin, T. A., Leadbeater, N. E.… More

    Hamlin, T. A., Leadbeater, N. E. Real-time Monitoring of Reactions Performed Using Continuous-flow Processing: The Preparation of 3-Acetylcoumarin as an Example. J. Vis. Exp. (105), e52393, doi:10.3791/52393 (2015).

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