कार्बनिक परिवर्तनों के विकास के लिए रोक प्रवाह माइक्रो टयूबिंग रिएक्टरों का उपयोग

Chemistry

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Summary

कार्बनिक प्रतिक्रिया रोकने के लिए एक प्रोटोकॉल का उपयोग कर स्क्रीनिंग प्रवाह माइक्रो टयूबिंग (SFMT) गैसीय reactants और/या दिखाई प्रकाश मध्यस्थता प्रतिक्रियाओं को रोजगार रिएक्टरों प्रस्तुत किया है ।

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Toh, R. W., Li, J. S., Wu, J. Utilization of Stop-flow Micro-tubing Reactors for the Development of Organic Transformations. J. Vis. Exp. (131), e56897, doi:10.3791/56897 (2018).

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Abstract

कार्बनिक संश्लेषण के लिए एक नई प्रतिक्रिया स्क्रीनिंग प्रौद्योगिकी हाल ही में दोनों सतत सूक्ष्म प्रवाह और पारंपरिक बैच रिएक्टरों, गढ़ा बंद प्रवाह माइक्रो टयूबिंग (SFMT) रिएक्टरों से तत्वों के संयोजन द्वारा प्रदर्शन किया गया था । SFMT में, रासायनिक प्रतिक्रियाओं कि उच्च दबाव की आवश्यकता होती है एक सुरक्षित और सुविधाजनक तरीके के माध्यम से समानांतर में दिखलाई जा सकता है । पार संदूषण, जो निरंतर प्रवाह रिएक्टरों के लिए प्रतिक्रिया स्क्रीनिंग में एक आम समस्या है, SFMT में टाल दिया है । इसके अलावा, व्यावसायिक रूप से उपलब्ध प्रकाश-पारगंय माइक्रो-टयूबिंग SFMT में शामिल किया जा सकता है, एक और अधिक प्रभावी वर्दी प्रकाश जोखिम के कारण प्रकाश मध्यस्थता प्रतिक्रियाओं के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प के रूप में सेवारत, बैच रिएक्टरों की तुलना में । कुल मिलाकर, SFMT रिएक्टर प्रणाली सतत प्रवाह रिएक्टरों और अधिक बेहतर प्रतिक्रियाओं के लिए बैच रिएक्टरों की तुलना में है कि गैस रिएजेंट और/या प्रकाश रोशनी, जो एक सरल लेकिन अत्यधिक कुशल प्रतिक्रिया स्क्रीनिंग प्रणाली सक्षम बनाता है की आवश्यकता के समान है । इसके अलावा, किसी भी सफलतापूर्वक SFMT रिएक्टर प्रणाली में विकसित प्रतिक्रिया आसानी से बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए सतत प्रवाह संश्लेषण के लिए अनुवाद किया जा सकता है ।

Introduction

प्रवाह रसायन अच्छी तरह से हरे और टिकाऊ प्रक्रियाओं1,2के आंदोलन की ओर अग्रसर है । बैच रिएक्टरों के विपरीत, सतत प्रवाह रिएक्टरों में सुधार थर्मल प्रबंधन, बढ़ाया मिश्रण नियंत्रण, और आंतरिक दबाव विनियमन के रूप में महत्वपूर्ण लाभ, अधिकारी । इन लाभों को काफी द्वारा सतत प्रवाह प्रणाली में उत्पादों के गठन को कम । इसके अलावा, सतत प्रवाह विभिंन राज्यों में रिएजेंट के उत्कृष्ट चेहरे की सतह क्षेत्र के कारण सूक्ष्म टयूबिंग के भीतर biphasic गैस तरल प्रतिक्रियाओं को बढ़ाता है । सतत प्रवाह रिएक्टरों भी माइक्रो टयूबिंग भर में बढ़ाया और वर्दी प्रकाश रोशनी के कारण प्रकाश संश्लेषण के लिए एक अच्छा मंच प्रदान3

सतत प्रवाह प्रौद्योगिकी में सफलता के बावजूद, वहां अभी भी मापदंडों के लिए प्रतिक्रिया स्क्रीनिंग में सीमाएं है कि उत्प्रेरक, सॉल्वैंट्स और रिएजेंट2शामिल है । प्रवाह प्रणाली में दबाव के लिए किए गए परिवर्तन काफी प्रवाह संतुलन को प्रभावित करेगा । इसके अलावा, एक क्लासिक सतत प्रवाह प्रणाली आम तौर पर एक समय में एक प्रतिक्रिया स्क्रीनिंग तक ही सीमित है, यह कुशल समानांतर प्रतिक्रिया स्क्रीनिंग के लिए समय लगता है । निरंतर प्रवाह संश्लेषण में प्रतिक्रिया समय भी अपनी सूक्ष्म टयूबिंग रिएक्टर आकार द्वारा सीमित है । इसके अलावा, सतत प्रवाह स्क्रीनिंग पार करने के लिए प्रवण है उच्च तापमान पर संदूषण, भले ही वाहक माध्यम अलग प्रतिक्रियाओं के बीच कार्यरत है4

इसलिए, सतत प्रवाह प्रणालियों में असतत मापदंडों स्क्रीनिंग की कठिनाई का पता करने के लिए, हम प्रतिक्रिया स्क्रीनिंग के लिए एक बंद प्रवाह माइक्रो टयूबिंग (SFMT) रिएक्टर प्रणाली विकसित की है कि गैसीय रिएजेंट शामिल है और/ SFMT रिएक्टरों दोनों बैच रिएक्टरों और सतत प्रवाह रिएक्टरों के तत्वों में शामिल हैं । बंद का परिचय वाल्व entraps सूक्ष्म टयूबिंग, एक अवधारणा है कि एक बैच रिएक्टर के समान है, और जब प्रणाली दबाव है के भीतर रिएजेंटों, SFMT एक लघु उच्च दबाव रिएक्टर के रूप में व्यवहार करता है । SFMT तो एक पानी या तेल स्नान में जलमग्न हो सकता है, रिएक्टर प्रणाली के लिए गर्मी का परिचय । दिखाई रोशनी भी प्रतिक्रिया अवधि के दौरान माइक्रो टयूबिंग पर बिखेरती जा सकता है के लिए फोटो मध्यस्थता प्रतिक्रियाओं की सुविधा ।

SFMT में, ज्वलनशील या विषाक्त गैसों, जैसे ईथीलीन, एसिटिलीन, और कार्बन मोनोऑक्साइड, बैच रिएक्टरों1,2,4की तुलना में एक सुरक्षित तरीके से मूल्यवान रसायनों उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जा सकता है । यह एक ऐसी रिएक्टिव गैसों का उपयोग करने के लिए परिसंपत्ति है क्योंकि वे सस्ती रासायनिक टाक रहे हैं और आसानी से प्रतिक्रियाओं के पूरा होने के बाद हटाया जा सकता है, एक क्लीनर प्रक्रिया प्रदान2. इसके विपरीत, सबसे अधिक प्रतिक्रिया विकास बैच रिएक्टरों में किए गए अपने असुविधा और ऊंचा दबाव और तापमान पर विस्फोट के जोखिम के कारण प्रतिक्रियाशील गैसों के उपयोग को बाहर करने के लिए जाता है । यदि गैसीय एजेंट कार्यरत हैं, वे आम तौर पर bubbling या गुब्बारे के माध्यम से बैच रिएक्टरों में पेश कर रहे हैं । यह आम तौर पर कम reproducibility या अंतरफलक पर कम मिश्रण दक्षता के कारण जेट दिया । हालांकि उच्च दबाव वाहिकाओं सामांयतः जेट और गैसों के घुलनशीलता को बढ़ाने के लिए लागू कर रहे हैं, वे ज्वलनशील गैसों के साथ विशेष रूप से विस्फोट के जोखिम के साथ श्रमसाध्य हैं । इसके अलावा, उन सामांयतः इस्तेमाल उच्च दबाव रिएक्टरों की अपारदर्शी सतह यह तस्वीर मध्यस्थता प्रतिक्रियाओं के लिए अनुपयुक्त बना दिया । इसलिए, प्रतिक्रियाओं कि गैसीय रिएजेंट और फोटो मध्यस्थता प्रतिक्रियाओं से मिलकर आम तौर पर बेरोज़गार छोड़ दिया जाता है । इस संदर्भ में, SFMT रिएक्टरों एक आदर्श मंच प्रदान करते हैं क्योंकि गैसीय रिएजेंट एक सुरक्षित और सुविधाजनक तरीके से आंतरिक दबाव को विनियमित करने के लिए एक वापस दबाव नियामक (BPR) की सहायता से माइक्रो-टयूबिंग के भीतर उपयोग किया जा सकता है2. गैसीय रिएजेंट शामिल प्रतिक्रियाओं के अलावा, दृश्यमान प्रकाश संवर्धित संश्लेषण भी कार्बनिक संश्लेषण5,6के लिए महान वादों को प्रदर्शित करता है. हालांकि, दृश्य प्रकाश मध्यस्थता प्रतिक्रियाओं का सबसे बड़ा पतन में से एक बड़े जहाजों में फोटॉन परिवहन के क्षीणन प्रभाव के कारण पारंपरिक बैच रिएक्टरों में दरिद्रता है7. यदि उच्च शक्ति प्रकाश स्रोतों का उपयोग कर रहे हैं, अधिक विकिरण द्वारा उत्पाद के गठन में परिणाम हो सकता है । इसके अलावा, गैसीय एजेंट शायद ही कभी एक उच्च दबाव में गैस चरण reactants का उपयोग करते समय जटिल तंत्र प्रणाली के कारण मुख्य रूप से फोटो रासायनिक प्रतिक्रियाओं में लागू किया गया है2. एक संकीर्ण चैनल की शुरूआत के माध्यम से, SFMT की तरह, एक उच्च दबाव गैस पर्यावरण आसानी से प्रकाश विकिरण के तहत प्राप्त किया जा सकता है ।

इसलिए, इस विस्तृत वीडियो में मदद करने के लिए और अधिक वैज्ञानिकों के लाभ और गैस की स्थिति स्क्रीनिंग के लिए SFMT का उपयोग करने की प्रक्रिया को समझने में शामिल रूपांतरणों और प्रकाश मध्यस्थता प्रतिक्रियाओं का उद्देश्य ।

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Protocol

किसी भी संभव विषाक्त और यलो केमिकल्स को संभालने से पहले सभी प्रासंगिक सामग्री सेफ्टी डाटा शीट (MSDS) को देखें । ऐसे धुएं डाकू और गैस सिलेंडर, साथ ही पर्याप्त व्यक्तिगत सुरक्षात्मक उपकरण पहनने के रूप में इंजीनियरिंग नियंत्रण के उपयोग सहित किसी भी प्रतिक्रियाओं, शुरू करने से पहले उचित जोखिम आकलन आचरण । गैस सिलिंडरों के गलत तरीके से होने वाली दुर्घटनाओं से बचने के लिए किसी भी अत्यधिक ज्वलनशील गैस का उपयोग करने से पहले उचित प्रशिक्षण का आयोजन किया जाना चाहिए ।

1. गैस शामिल प्रतिक्रिया2

  1. एसिटिलीन टैंक की तैयारी
    एसिटिलीन टैंक के 20 साई (१३७८९५ फिलीस्तीनी अथॉरिटी), वांछित वापस-5 साई (३४४७४ फिलीस्तीनी अथॉरिटी) प्रणाली में इस्तेमाल के दबाव से ऊपर की गैस नियामक सेट करें ।
    नोट: निर्धारित गैस नियामक के अधिक विवरण पर चित्र 1 देखें ।
    नोट: बैक-प्रेशर रेगुलेटर (BPR), टयूबिंग के अंत में सेट किया गया है, SFMT सेट-अप के बारे में अधिक जानकारी के लिए चित्रा 2 और 3 को देखें ।
  2. 4-iodoanisole समाधान की तैयारी
    1. एक 10 मिलीलीटर गोल नीचे कुप्पी में एक 10 मिमी चुंबकीय हलचल बार जोड़ें ।
    2. उपाय ५८.५ मिलीग्राम 4-iodoanisole के साथ एक वजनी संतुलन और गोल नीचे कुप्पी के लिए स्थानांतरण ।
      सावधानी: arils halides अड़चनें हैं और नुकसानदेह हो सकती हैं । आगे बढ़ने से पहले संबंधित MSDSs से सलाह लें ।
    3. जोड़ ८.५ मिलीग्राम पीडी (पीपीएच3)2सीएल2, 1.0 मिलीग्राम तांबे (I) आयोडाइड, २१.० मिलीग्राम 1, 3, 5-trimethoxybenzene (आंतरिक मानक) और ८० µ एल एन, एन-Diisopropylethylamine (DIPEA) एक ही दौर नीचे कुप्पी में । लगभग २.५ मिलीलीटर के dimethyl sulfoxide (DMSO) को गोल नीचे की कुप्पी में डालें.
      सावधानी: पीडी (पीपीएच3)2सीएल2, कॉपर (आई) आयोडाइड, DIPEA अड़चन हैं और हानिकारक हो सकते हैं । आगे बढ़ने से पहले संबंधित MSDSs से सलाह लें ।
      सावधानी: 1, 3, 5-trimethoxybenzene ज्वलनशील और अस्थिर कर रहे हैं । प्रज्वलित स्रोतों से दूर रखें ।
      सावधानी: DMSO एक विषैला रसायन है । आगे बढ़ने से पहले संबंधित MSDSs से सलाह लें ।
    4. एक रबर पट के साथ गोल नीचे कुप्पी सील और मिश्रण सभी ठोस भंग कर दिया है जब तक कमरे के तापमान और दबाव में एक गर्मी थाली पर हलचल थी ।
      नोट: इसके अलावा sonication एक समरूप समाधान सुनिश्चित करने के लिए किया जा सकता है ।
    5. Degas गर्मी की थाली पर लगातार सरगर्मी बनाए रखते हुए लगभग 15 मिनट के लिए आर्गन भरा गुब्बारा के साथ रिएक्शन मिक्सचर को ऑन कर लें । गोल नीचे कुप्पी के भीतर एक निष्क्रिय वातावरण सुनिश्चित करने के लिए 15 मिनट के बाद दोनों सुइयों निकालें ।
      नोट: degas कार्यविधि पर विवरण के लिए आरेख 4 देखें ।
  3. SFMT रिएक्टर में तरल गैस परत का मिश्रण
    1. एक 8 मिलीलीटर स्टेनलेस स्टील एक सुई संबंधक के माध्यम से रबर पट के माध्यम से एक लंबी सुई से जुड़ा सिरिंज के साथ गोल नीचे कुप्पी से सभी प्रतिक्रिया मिश्रण निकालें । सुई निकालें और सिरिंज पंप करने के लिए स्टेनलेस स्टील सिरिंज संलग्न. एक टी कनेक्टर के माध्यम से उच्च शुद्धता Perfluoroalkoxy alkanes (HPFA) टयूबिंग (आयुध 1/16 ", आईडी ०.०३", ३०० सेमी, मात्रा = १.३७ एमएल) के लिए सिरिंज कनेक्ट ।
      नोट: दोनों स्टेनलेस स्टील और लंबी सुई कनेक्ट करने के लिए एक सुई संबंधक का प्रयोग करें, सुई संबंधक का उपयोग करने पर अधिक जानकारी के लिए चित्रा 5 को देखें ।
      नोट: सभी हवाई बुलबुले सिरिंज पंप करने के लिए संलग्न करने से पहले स्टेनलेस स्टील सिरिंज से दूर किया जाना चाहिए.
      नोट: सुनिश्चित करें कि सभी टयूबिंग सेट अप करने के लिए प्रतिक्रिया मिश्रण जोड़ने से पहले कस रहे है हवा के जोखिम को कम करने के लिए, टयूबिंग के लिए कनेक्शन पर चित्रा 2 और 3 को देखें ।
    2. HPFA ट्यूबिंग में पंप किया जा करने के लिए प्रतिक्रिया मिश्रण के लिए ३०० µ एल/मिनट के लिए सिरिंज पंप की प्रवाह दर सेट करें । के बारे में 1:1 तरल करने के लिए सुई वाल्व के साथ एसिटिलीन के प्रवाह की दर को समायोजित करें: प्लग के साथ गैस अनुपात. Equilibrated अनुपात HPFA टयूबिंग गैस/तरल स्लग रिएजेंट से भर जाता है जब तक बनाए रखा गया था ।
      सावधानी: एसिटिलीन अति ज्वलनशील है. प्रज्वलित स्रोतों से दूर रखें ।
      नोट: BPR एसिटिलीन गैस के साथ टयूबिंग मिटाने से पहले एसीटोन शीशी में रखा गया है ।
      नोट: एसिटिलीन गैस के साथ टयूबिंग शुद्ध पहले जब तक बुलबुला BPR के लिए एसीटोन शीशी में मनाया जाता है यह सुनिश्चित करने के लिए दबाव SFMT रिएक्टर के भीतर SFMT रिएक्टर में प्रतिक्रिया मिश्रण पंप से पहले बनाया गया है । तरल के बेहतर चित्रण के लिए चित्रा 6 देखें: गैस अनुपात ।
    3. अंत में वाल्व बंद जब सभी तरल HPFA टयूबिंग में इंजेक्ट किया गया था या जब तरल BPR से रिसाव शुरू करते हैं । अधिक एसिटिलीन में पंप जब तक तरल टयूबिंग में चलती बंद हो जाता है ताकि टयूबिंग के भीतर दबाव बनाए रखने के लिए । शुरू बिंदु पर वाल्व बंद करो और एक बार पूरा सुई वाल्व बंद । पूरे सेट हस्तांतरण तेल स्नान में और 2 घंटे के लिए मशीन ।
      नोट: सिलिकॉन तेल से प्रदूषित होने से रोकने के लिए वॉल्व को ऑयल बाथ से ऊपर रखा जाता है ।
      नोट: पूर्व इसे करने के लिए SFMT रिएक्टर स्थानांतरित करने से पहले वांछित तापमान के लिए तेल स्नान गर्मी ।
    4. 1 घंटे के बाद, एक 10 मिलीलीटर शीशी एक 8 मिलीलीटर स्टेनलेस स्टील सिरिंज का उपयोग कर में प्रतिक्रिया मिश्रण पंप । diethyl ईथर के साथ एक 8 मिलीलीटर स्टेनलेस स्टील सिरिंज भरें (लगभग ४.० मिलीलीटर) टयूबिंग में किसी भी अवशेषों को धोने के लिए ।
      सावधानी: Diethyl ईथर अत्यधिक ज्वलनशील है । सभी प्रज्वलन स्रोतों से दूर रखें ।
      नोट: Hexane को बाद के चरणों के लिए संदूषण से बचने के लिए आगे बढ़ने से पहले सिलिकॉन तेल को धोने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।
    5. संतृप्त एनएच4सीएल जलीय समाधान (४.० एमएल) संयुक्त कार्बनिक परत करने के लिए जोड़ा गया था, एक विभाजक कीप की सहायता के साथ १.५ मिलीलीटर diethyl ईथर के साथ एक तरल तरल निष्कर्षण के बाद, ।
      सावधानी: एनएच4सीएल हानिकारक हो सकता है । आगे बढ़ने से पहले संबंधित MSDSs से सलाह लें ।
    6. कार्बनिक परत के साथ एक गैस क्रोमैटोग्राफी जन स्पेक्ट्रम (जीसी-MS) विश्लेषण आचरण उपज निर्धारित करने के लिए ।
      नोट: 1, 3, 5-trimethoxybenzene एक आंतरिक मानक के रूप में कदम 1.2.3 में जोड़ा गया था ।
      नोट: एक आंतरिक मानक अंशांकन वक्र उत्पाद के विभिंन द्रव्यमान के साथ एक रैखिक प्रतिगमन वक्र प्राप्त करने के लिए साजिश थी । उत्पाद की प्राप्ति दुओं से रेखीय प्रतीपगमन वक्र है । अंशांकन वक्र पर अधिक जानकारी के लिए रेफरी .2 का संदर्भ लें ।

2.फोटो-मध्यस्थ की प्रतिक्रिया5

  1. जोड़ें ३०.८ मिलीग्राम benzylidenemalonitrile, ४.१ मिलीग्राम 9-mesityl-10-methylacridinium perchlorate, ६७.३ मिलीग्राम tetramethylethylene और २.० मिलीलीटर dichloroethane में एक 10 मिलीलीटर सिलिकॉन सेपता शीशी ।
    सावधानी: Benzylidenemalonitrile, ९-mesityl-१०-methylacridinium perchlorate, tetramethylethylene और dichloroethane अति ज्वलनशील हैं. सभी प्रज्वलन स्रोतों से दूर रखें ।
  2. आर्गन भरे बैलून के साथ करीब 15 मिनट तक Degas । शीशी के भीतर एक निष्क्रिय वातावरण सुनिश्चित करने के लिए 15 मिनट के बाद दोनों सुइयों निकालें ।
    नोट: degas कार्यविधि पर विवरण के लिए आरेख 4 देखें ।
  3. HPFA टयूबिंग पर्ज करें (आयुध 1/16 ", आईडी ०.०३", ३४० सेमी, volume = १.५ एमएल) आर्गन गैस के साथ लगभग 5 मिनट के लिए SFMT रिएक्टर का सीधा संबंध द्वारा आर्गन गैस सिलेंडर के लिए एक केंद्रीय शरीर तिरछी नज़रसे । बंद दोनों वाल्व 5 मिनट के संकेत समय तक पहुंचने के बाद HPFA ट्यूबिंग के भीतर आर्गन गैस entrap करने के लिए ।
    नोट: संघ शरीर तिरछी नज़रका उपयोग करने के बारे में अधिक जानकारी के लिए चित्रा 5 का संदर्भ लें ।
  4. एक 3 मिलीलीटर डिस्पोजेबल एक लंबी सुई के साथ संलग्न सिरिंज के साथ, 10 मिलीलीटर सिलिकॉन सेपता शीशी से प्रतिक्रिया मिश्रण निकालने. सुई निकालें और एक सिरिंज संबंधकके माध्यम से HPFA टयूबिंग के लिए डिस्पोजेबल सिरिंज कनेक्ट. दोनों वाल्वों को खोलने के लिए प्रतिक्रिया मिश्रण मैंयुअल में पंप । बंद दोनों वाल्व फिर एक बार HPFA टयूबिंग प्रतिक्रिया मिश्रण से भर गया है ।
    नोट: सिरिंज कनेक्टरका उपयोग करने के बारे में अधिक जानकारी के लिए चित्रा 5 को देखें ।
    नोट: HPFA टयूबिंग में पंप करने से पहले एक समरूप समाधान सुनिश्चित करने के लिए सिरिंज के साथ अच्छी तरह से प्रतिक्रिया मिश्रण मिश्रण.
    नोट: वहां अधिक विलायक कि टयूबिंग मात्रा से अधिक होगा हो सकता है । एक बेकार पर ट्यूबिंग अंत प्लेस किसी भी बह प्रतिक्रिया मिश्रण इकट्ठा कर सकते हैं ।
  5. नीले एलईडी के बीच में SFMT रिएक्टर प्लेस (λमैक्स = ४२५ एनएम, 2 मीटर, 20 डब्ल्यू) धारी HPFA टयूबिंग के बराबर जोखिम सुनिश्चित करने के लिए । HPFA लगभग 5-48 घंटे के लिए विकिरण के लिए उजागर किया गया था ।
    नोट: नीले एलईडी धारी की लंबाई 2 मीटर करने के लिए आगे बढ़ना करने के लिए प्रतिक्रिया के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्रदान करने के लिए सेट है ।
  6. एक सिरिंज कनेक्टर टुकड़ा के साथ एक साफ गोल नीचे कुप्पी में 3 मिलीलीटर डिस्पोजेबल सिरिंज के साथ प्रतिक्रिया मिश्रण बाहर पंप । एक ही दौर में नीचे कुप्पी में एक 3 मिलीलीटर डिस्पोजेबल सिरिंज का उपयोग अतिरिक्त diethyl ईथर के साथ किसी भी अवशेषों को धो लें ।
    नोट: सिरिंज कनेक्टरका उपयोग करने के बारे में अधिक जानकारी के लिए चित्रा 5 को देखें ।
  7. 1, 3, 5-trimethoxybenzene (आंतरिक मानक) के ०.०६ mmol उपाय और संयुक्त कार्बनिक मिश्रण में जोड़ें । एक rotavap मशीन के साथ कम दबाव के तहत अतिरिक्त विलायक निकालें ।
  8. 1 मिलीलीटर डिस्पोजेबल लंबी सुई के साथ संलग्न सिरिंज और केंद्रित क्रूड उत्पाद को जोड़ने के साथ deuterated क्लोरोफॉर्म के ०.६ मिलीलीटर उपाय । क्रूड 1एच एनएमआर विश्लेषण के लिए एक स्वच्छ एनएमआर ट्यूब में deuterated मिश्रण स्थानांतरण ।
    नोट: ६.१० पीपीएम पर आंतरिक मानक के लिए अभिंन (x) को ३.३८ पीपीएम पर गठित उत्पाद के अभिंन (वाई) की तुलना द्वारा रूपांतरण दर की गणना करने के लिए प्रयोग किया जाता है ।
    Equation 1

3. फोटो-मध्यस्थता गैस शामिल प्रतिक्रिया2

  1. एसिटिलीन टैंक की तैयारी
    एसिटिलीन टैंक के गैस नियामक के बारे में 20 साई (१३७८९५ फिलीस्तीनी अथॉरिटी) जो वांछित वापस-प्रणाली में 5 साई (३४४७४ फिलीस्तीनी अथॉरिटी) के दबाव से ऊपर है सेट ।
    नोट: निर्धारित गैस नियामक के अधिक विवरण पर चित्र 1 देखें ।
    नोट: बैक-प्रेशर रेगुलेटर (BPR), टयूबिंग के अंत में सेट किया गया है, चित्रा 2 और 3 को SFMT सेट-अप के बारे में अधिक जानकारी के लिए देखें ।
  2. bromopentafluorobenzene समाधान की तैयारी
    1. निष्क्रिय वातावरण के तहत, जोड़ें ७४.१ मिलीग्राम bromopentafluorobenzene, २.८ मिलीग्राम आईआर (ppy)2(dtbbpy) पीएफ6 और ४६.८ मिलीग्राम 2, 2, 6, 6-Tetramethylpiperidin-1-yl) oxyl (टेम्पो) में एक 10 मिलीलीटर सिलिकॉन सेपता. सभी रिएजेंट भंग करने के लिए एक ही 10 मिलीलीटर कांच की शीशी में acetonitrile की ३.० मिलीलीटर जोड़ें ।
      सावधानी: Bromopentafluorobenzene और acetonitrile अत्यधिक ज्वलनशील और अस्थिर कर रहे हैं । सभी प्रज्वलन स्रोतों से दूर रखें ।
      सावधानी: आईआर (ppy)2(dtbbpy) पीएफ6 और टेम्पो हानिकारक हो सकता है । आगे बढ़ने से पहले संबंधित MSDSs से सलाह लें ।
    2. Degas एक बर्फ स्नान में 10 मिनट के लिए आर्गन से भरे गुब्बारे के साथ प्रतिक्रिया मिश्रण ध्यान से रखें । शीशी में एक निष्क्रिय वातावरण सुनिश्चित करने के लिए सेपता से दोनों सुइयों निकालें ।
      नोट: degas कार्यविधि पर विवरण के लिए आरेख 4 देखें ।
    3. जोड़ें ५६.० µ DIPEA के एल के साथ मिश्रण में एक 1 मिलीलीटर सिरिंज और degas चरण 3.2.2 के समान एक बर्फ स्नान में एक और 5 मिनट के लिए.
  3. SFMT रिएक्टर में तरल गैस परत का मिश्रण
    1. एक 8 मिलीलीटर स्टेनलेस स्टील एक सुई संबंधकके माध्यम से लंबी सुई के साथ संलग्न सिरिंज के साथ, सिलिकॉन सेपता शीशी से प्रतिक्रिया मिश्रण निकालने. सुई निकालें और सिरिंज पंप करने के लिए सिरिंज संलग्न. आउटलेट को टी-कनेक्टर से कनेक्ट करें ।
      नोट: दोनों स्टेनलेस स्टील और लंबी सुई कनेक्ट करने के लिए एक सुई संबंधक का प्रयोग करें, सुई संबंधक का उपयोग करने पर अधिक जानकारी के लिए चित्रा 5 को देखें ।
      नोट: सभी गैस सिरिंज पंप करने के लिए संलग्न करने से पहले स्टेनलेस स्टील सिरिंज से हटा दिया जाना चाहिए.
      नोट: सुनिश्चित करें कि सभी टयूबिंग सेट अप करने के लिए गैस के जोखिम को कम करने के लिए प्रतिक्रिया मिश्रण को जोड़ने से पहले कस रहे हैं, चित्रा 2 और 3 टयूबिंग के लिए कनेक्शन पर देखें ।
    2. १०० µ l/मिनट के प्रवाह तंत्र ' प्रवाह दर सेट और HPFA ट्यूबिंग (आयुध 1/16 ", आईडी ०.०३", ३०० सेमी, मात्रा = १.३७ एमएल) में प्रतिक्रिया मिश्रण पंप । 2:1 गैस/तरल अनुपात प्लग में मनाया जाता है जब तक सुई वाल्व के साथ एसिटिलीन की प्रवाह दर समायोजित करें ।
अनुपात प्लग स्पष्ट टयूबिंग में आकलन के माध्यम से निर्धारित किया गया था ।
नोट: BPR एसिटिलीन गैस के साथ टयूबिंग मिटाने से पहले एसीटोन शीशी में रखा गया है ।
नोट: एसिटिलीन गैस के साथ टयूबिंग शुद्ध पहले जब तक बुलबुला BPR के लिए एसीटोन शीशी में मनाया जाता है यह सुनिश्चित करने के लिए दबाव SFMT रिएक्टर में प्रतिक्रिया मिश्रण पंप से पहले SFMT रिएक्टर के भीतर बनाया गया है ।
नोट: चित्रा 6 का संदर्भ लें तरल के बेहतर चित्रण के लिए: गैस अनुपात लेकिन ध्यान रखें कि गैस की मात्रा दृश्य अनुमान के द्वारा प्लग में तरल की मात्रा दोगुनी होनी चाहिए ।
  • अंत में वाल्व बंद जब सभी तरल SFMT रिएक्टर में इंजेक्शन गया था (कुल मात्रा ०.६५ मिलीलीटर, ०.०६५ mmol) या जब तरल BPR से रिसाव करने के लिए शुरू कर दिया । अधिक एसिटिलीन में पंप जब तक तरल टयूबिंग में चलती बंद करो । शुरू बिंदु पर वाल्व बंद करो और एक बार किया सुई वाल्व बंद । पूरे सेट-अप करने के लिए एक पानी स्नान पूर्व-गरम करने के लिए 60 ° c स्थानांतरण, और ब्लू एलईडी लाइट के तहत 3 एच के लिए प्रतिक्रिया करने की अनुमति (λmax = ४२५ एनएम, 3 एम, 30 डब्ल्यू) ।
    नोट: वाल्व पानी स्नान के ऊपर छोड़ दिया जाता है किसी भी संक्रमण को रोकने के लिए ।
    नोट: नीले एलईडी पट्टी की लंबाई 3 मीटर करने के लिए आगे बढ़ना करने के लिए प्रतिक्रिया के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्रदान करने के लिए सेट है ।
  • एक गोल नीचे कुप्पी में एक 8 मिलीलीटर स्टेनलेस सिरिंज के साथ HPFA टयूबिंग से प्रतिक्रिया मिश्रण पंप । एक ही दौर में नीचे कुप्पी में अतिरिक्त diethyl ईथर के साथ टयूबिंग रिएक्टर से अवशेषों बाहर धो लो । एक rotavap मशीन के साथ कम दबाव के तहत मिश्रण ध्यान केंद्रित ।
    नोट: ध्यान से शुरू सामग्री और उत्पादों के रूप में दबाव कम अत्यधिक अस्थिर कर रहे हैं ।
  • deuterated क्लोरोफॉर्म के एक 1 मिलीलीटर डिस्पोजेबल सिरिंज के माध्यम से गोल नीचे कुप्पी में ०.६ मिलीलीटर जोड़ें केंद्रित कच्चे तेल के मिश्रण को भंग करने के लिए । deuterated मिश्रण के लिए एक एनएमआर टयूबिंग में स्थानांतरण 19F एनएमआर विश्लेषण ।
    नोट: प्रारंभिक सामग्री (bromopentafluorobenzene) और 2 उत्पादों (2, 3, 4, 5, 6-Pentafluorostyrene और pentafluorobenzene) के 19एफ एनएमआर स्पेक्ट्रम प्रत्येक रसायन के लिए एक महत्वपूर्ण चोटी खोजने के लिए विश्लेषण किया गया । क्रूड 19F एनएमआर स्पेक्ट्रम का गठन उत्पाद के अनुपात का निर्धारण करने के क्रम में इन 3 महत्वपूर्ण चोटियों के अभिंन की तुलना करने के लिए प्रयोग किया जाता है । उत्पाद रूपांतरण और उत्पाद अनुपात की गणना के बारे में अधिक जानकारी के लिए रेफरी .2 का संदर्भ लें ।
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    Representative Results

    इस अध्ययन में, SFMT गैसीय रिएजेंट (तालिका 1), प्रकाश मध्यस्थता प्रतिक्रियाओं (तालिका 2), और प्रतिक्रियाओं कि दोनों गैसीय रिएजेंट और फोटो-catalysis (तालिका 3) शामिल है कि रूपांतरणों को पूरा करने के लिए उपयोग किया जाता है ।

    चित्रा 1 गैस सिलेंडर से जुड़ा होने के लिए एक ठेठ सेट-अप प्रदर्शित करता है ताकि गैस के दबाव को विनियमित करने के लिए SFMT प्रणाली में पंप किया जा रहा है ।

    चित्रा 2 के सेट का प्रतिनिधित्व करता है कि कैसे रिएजेंट के लिए SFMT प्रणाली में पंप किया जा रहा है एजेंट के लिए जोड़ा जा रहा है । टयूबिंग की लंबाई की प्रतिक्रिया में इस्तेमाल किया कुल मात्रा पर निर्भर करता है, और वे केबल टाई द्वारा सुरक्षित किया जा सकता है के रूप में चित्रा 2a या में दिखाया रबर बैंड और टेस्ट ट्यूब द्वारा सुरक्षित चित्रा b.

    नोट: प्रवाह प्रणाली में विभिंन उपकरणों की कनेक्टिविटी के बारे में अधिक जानकारी के लिए, कृपया इस पत्र को देखें, 8 रेफरी ।

    चित्रा 3 कैसे बेहतर चित्रण के लिए 2d में एक SFMT प्रणाली की योजनाबद्ध योजना दिखाता है ।

    चित्रा 4 degassing रसायनों के लिए एक ठेठ सेट अप से पता चलता है. एक गुब्बारे आमतौर पर एक डिस्पोजेबल सिरिंज से जुड़ा हुआ है और एक रबर बैंड के साथ सुरक्षित है । गुब्बारा आर्गन गैस के साथ भरने से पहले कम से कम तीन बार आर्गन गैस के साथ पर्ज है, और यह एक लंबी सुई से जुड़ा हुआ है और पूरी तरह से नीचे तक जलमग्न, जैसा कि नीचे दिखाया गया है । एक दुकान भी प्रक्रिया के दौरान दिखाई बुलबुले के साथ, गैस से बचने के लिए अनुमति देने के लिए डाला जाता है ।

    नोट: degassing प्रक्रिया के बारे में अधिक जानकारी के लिए, कृपया इस वेबसाइट, रेफरी 9 को देखें ।

    चित्रा 5में, प्रवाह प्रणाली के विभिन्न भागों में दिखाया गया है । आमतौर पर, furrule और अखरोट हिस्सा टयूबिंग (चित्रा 5) के अंत से जुड़ा महत्वपूर्ण हिस्सा है । इस टयूबिंग एक सिरिंज कनेक्टर (चित्रा 5b) या एक सुई कनेक्टर (चित्रा 5c) के माध्यम से एक सिरिंज के लिए संलग्न होने की अनुमति है. कुछ मामलों में, दो ट्यूबों एक साथ कनेक्ट करने के लिए, एक संघ शरीर तिरछी नज़र इस्तेमाल किया जा सकता है, के रूप में चित्रा 5में दिखाया गया ।

    चित्रा 5d एक सुई वाल्व (बाएं), जो गैस या तरल प्रणाली में प्रवेश करने के प्रवाह की दर को विनियमित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, और एक BPR (सही) है, जो प्रणाली के भीतर दबाव को विनियमित करने में एड्स से पता चलता है ।

    चित्रा 5e एक टी कनेक्टर (बाएँ), जो दो एजेंट मिश्रण करने के लिए उपयोग किया जाता है (या गैस) एक साथ प्रणाली में प्रवेश करने के लिए दिखाता है । बीच में और चित्रा 5e के अधिकार पर अपनी खुली और बंद की स्थिति में, क्रमशः बंद वाल्व प्रदर्शित करता है । ओपन स्टेट में रिएजेंट सिस्टम में प्रवेश कर सकते हैं जबकि बंद की स्थिति केमिकल को सिस्टम में प्रवेश करने या बाहर निकलने से रोकती है ।

    चित्रा 6 प्लग जो प्रणाली में प्रवेश गैस की राशि के लिए सुई वाल्व के साथ तदनुसार समायोजित किया जा सकता है में 1:1 अनुपात से पता चलता है । एक संतुलन को बनाए रखने सुनिश्चित करने के लिए कि प्रतिक्रिया के लिए आगे बढ़ने के लिए टयूबिंग में पर्याप्त एसिटिलीन गैस है महत्वपूर्ण है ।

    तालिका 1 एसिटिलीन गैस के साथ युग्मन Sonogashira के लिए अनुकूलन डेटा दिखाता है । विलायक, पैलेडियम उत्प्रेरक और तापमान के रूप में विभिंन स्थितियों एसिटिलीन गैस और SFMT में 4-iodoanisole के साथ परीक्षण कर रहे हैं । SFMT में इष्टतम स्थिति प्रविष्टि 10 में दिखाया गया है । प्रतिक्रिया एक बैच रिएक्टर में दोहराया गया था, के रूप में 11 प्रविष्टि में दिखाया गया है, तथापि, दोनों रूपांतरण और selectivity SFMT रिएक्टरों में है कि तुलना में काफी कम थे । इन प्रतिक्रियाओं की उपज GC विश्लेषण द्वारा निर्धारित किया गया 1, 3, 5-trimethoxybenzene आंतरिक मानक के रूप में का उपयोग कर ।

    तालिका 2 एक कार्बनिक उत्प्रेरक के फोटो मध्यस्थता सक्रियण के माध्यम से tetramethylethylene (2a) और benzylidenemalonitrile (बी 1) के alkylation से पता चलता है. प्रतिक्रिया अनुकूलन के दौरान दोनों बैच और SFMT रिएक्टरों में किया गया था, और उपज समान हैं । हालांकि, SFMT रिएक्टर्स में एक कम समय की आवश्यकता है । इन प्रतिक्रियाओं की पैदावार को आंतरिक मानक के रूप में 1, 3, 5-trimethoxybenzene के साथ 1H एनएमआर विश्लेषण द्वारा निर्धारित किया गया था ।

    तालिका 3 fluorinated styrene यौगिकों उत्पन्न करने के लिए एक टाक के रूप में एसिटिलीन का उपयोग करता है एक तस्वीर मध्यस्थता गैस प्रतिक्रिया को दर्शाता है. तुलना दोनों बैच और SFMT रिएक्टरों में प्रदर्शन किया गया था, जहां एसिटिलीन गैस विलायक में पूर्व में एक गुब्बारे का उपयोग कर bubbled था । उत्पाद की उपज और selectivity के द्वारा निर्धारित किया गया था 19एफ-एनएमआर विश्लेषण के कच्चे तेल की प्रतिक्रिया मिश्रण ।

    Figure 1
    चित्र 1 : गैस सिलेंडर के साथ-साथ गॅस रेगुलेटर सेट अप । गैस सिलेंडर से जुड़ी एक गैस रेगुलेटर SFMT रिएक्टर के अंदर होने के कारण उसे गॅस प्रेशर पम्प को विनियमित करना होता है । उच्च दबाव गेज (ग्रीन बॉक्स) दक्षिणावर्त या विरोधी दक्षिणावर्त मोड़ द्वारा भाग (ब्लैक बॉक्स) के लिए एक रिंच संलग्न द्वारा समायोजित किया जाता है । कम दबाव नापने का यंत्र (नीला डिब्बा) का दोहन वाल्व (पीला बॉक्स) द्वारा विनियमित है । गिरफ्तारी (नारंगी) सुरक्षा के प्रयोजनों के लिए गैस सिलेंडर में प्रवेश करने से किसी भी लौ को रोकने के लिए जुड़ा हुआ है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

    Figure 2
    चित्र 2 : SFMT रिएक्टर के लिए सेट अप । [2a] तरल रिएजेंट आमतौर पर सिरिंज पंप के माध्यम से प्रणाली में पंप कर रहे हैं । BPR आमतौर पर अंत में संलग्न है और एक गिलास एसीटोन से भरा शीशी में डाला को सुनिश्चित करने के लिए कि गैस के दबाव टयूबिंग (पीले बॉक्स) में पर्याप्त है । इस सेट अप में प्लग है निरीक्षण करने के लिए कि तरल और गैस गैस सिलेंडर (ब्लैक बॉक्स) से जुड़े सुई वाल्व को विनियमित द्वारा 1:1 या 1:2 अनुपात (ब्लू बॉक्स) में है । [बी] ट्यूबिंग एक परीक्षण ट्यूब या बोतल कि बंद वाल्व बंद करने के लिए जुड़ा हुआ है करने के लिए सुरक्षित है ।कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

    नोट: चित्रा 2a में अंत में आम तौर पर एक गैस नियामक द्वारा विनियमित एक गैस सिलेंडर से जुड़ा हुआ है ।

    Figure 3
    चित्र 3 : एक SFMT सेट अप की कनेक्टिविटी के लिए योजनाबद्ध योजना. एक बुनियादी SFMT सेट अप आमतौर पर दो बंद वाल्व, प्रतिक्रिया टयूबिंग, एक BPR और एक सिरिंज पंप के होते हैं । रेफरी .2 से अनुमति के साथ अनुकूलित । कॉपीराइट (२०१७) रसायन विज्ञान के रॉयल सोसायटी । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

    Figure 4
    चित्र 4 : Degas सेट अप । एक गुब्बारे degassing के लिए विलायक बुलबुला करने के लिए एक लंबी सुई के साथ जुड़ा हुआ है । टिप को छू जाने तक इस लंबी सुई को शीशी में डालकर नीचे की ओर डाला जाता है. एक छोटी सुई headspace में डाला जाता है, और टिप विलायक स्पर्श नहीं करता है । यह गैस से बचने के लिए एक आउटलेट के रूप में कार्य करता है ।

    Figure 5
    चित्र 5 : SFMT प्रणाली के लिए आवश्यक विभिन्न भागों. [5 ए] Furrule और नट भाग (बाएं) और संघ शरीर तिरछी नज़र (दाएं), [5b] सिरिंज कनेक्टर, [5c] सुई कनेक्टर, [5d] सुई वाल्व (बाएँ), वापस दबाव नियामक (BPR) (दाएँ), [5e] टी कनेक्टर (बाएँ), बंद वाल्व खुली स्थिति में (मध्य) और बंद में वाल्व बंद स्थिति (दाएं) ।

    Figure 6
    चित्र 6 : 1:1 तरल का अनुपात: टयूबिंग प्लग में गैस । पीले बॉक्स में, एक उदाहरण के लिए कैसे तरल को समायोजित करने के लिए दिखाया गया है: शट-ऑफ वाल्व के साथ 1:1 के लिए गैस अनुपात ।

    Image 1
    प्रविष्टि[i] पीडी-कैट विलायक T [° c] 1b [%][ii] की उपज 1c [%][ii] की उपज
    1 पीडी (पीपीएच3)2सीएल2 dmso १०० ७३ 3
    2 पीडी (पीपीएच3)2सीएल2 dmf १०० 20 & #60; 1
    3 पीडी (पीपीएच3)2सीएल2 एनएमपी १०० & #60; 1 & #60; 1
    4 पीडी (पीपीएच3)4 dmso १०० ७३ 3
    5 पीडी (dppf) सीएल2 dmso १०० ५६ 2
    6[iii] पीडी (पीपीएच3)2सीएल2 dmso १०० 24 & #60; 1
    7 पीडी (पीपीएच3)2सीएल2 dmso ६० ८० 4
    8 पीडी (पीपीएच3)2सीएल2 dmso ४० ८७ 2
    9 पीडी (पीपीएच3)2सीएल2 dmso ७८ 3
    10[iv] पीडी (पीपीएच3)2सीएल2 dmso ९६ 4
    11[v] पीडी (पीपीएच3)2सीएल2 dmso ४५ 14

    तालिका 1: एसिटिलीन गैस के साथ 4-iodoanisole का अनुकूलन । [i] प्रतिक्रियाओं को 1a के साथ 0.1 m पर किया गया । [ii] प्रतिक्रियाओं की पैदावार GC विश्लेषण में आंतरिक मानक के रूप में 1, 3, 5-trimethoxybenzene का उपयोग कर निर्धारित किया गया था । [iii] प्रतिक्रिया 1 मॉल% पीडी (पीपीएच3)2सीएल2के साथ किया गया था । [iv] शमन करने से पहले 2 घंटे के लिए प्रतिक्रिया का आयोजन किया गया । [v] प्रतिक्रिया एक बैच रिएक्टर में किया गया था जिससे गैस bubbling एसिटिलीन गैस द्वारा शुरू की गई थी । रेफरी .2 से अनुमति के साथ अनुकूलित । कॉपीराइट (२०१७) रसायन विज्ञान के रॉयल सोसायटी ।

    Image 2
    प्रविष्टि रिएक्टर T [h] 2c [%][i] की उपज
    1 बैच 18 ९१
    2 SFMT 5 ९०

    तालिका 2: फ़ोटो-मध्यस्थ शर्तों के अंतर्गत tetramethylethylene (2a) और benzylidenemalonitrile (b) का रूपांतरण. [i] पैदावार 1, 3, 5-trimethoxybenzene में आंतरिक मानक के रूप में का उपयोग कर निर्धारित किया गया था 1H एनएमआर स्पेक्ट्रा विश्लेषण । रेफरी .5 से अनुमति के साथ अनुकूलित । कॉपीराइट (२०१७) रसायन विज्ञान के रॉयल सोसायटी ।

    Image 3
    प्रविष्टि रिएक्टर कनवर्ज़न [%][i] बी 3 सी
    1 बैच & #60; 5 -
    2[ii] SFMT ९७ ३.६:1

    तालिका 3: एसिटिलीन गैस का उपयोग के रूप में टाक for फोटो-redox catalysis. [i] उत्पाद की उपज और selectivity द्वारा निर्धारित किए गए थे 19F-एनएमआर विश्लेषण के कच्चे तेल की प्रतिक्रिया मिश्रण ।[ii] प्रतिक्रिया 20 साई वापस दबाव rRegulator (BPR) के साथ किया गया था । रेफरी .2 से अनुमति के साथ अनुकूलित । कॉपीराइट (२०१७) रसायन विज्ञान के रॉयल सोसायटी ।

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    Discussion

    नव विकसित SFMT रिएक्टर सूक्ष्म-टयूबिंग2के लिए बंद वाल्वों को जोड़ने के द्वारा सतत प्रवाह प्रणाली के एक संशोधन है । इस प्रणाली में, रिएजेंट के एक वांछित मात्रा के प्रवाह की दर पर रोक किया जा सकता है, एक बैच रिएक्टर अनुकरण कर सकते हैं, लेकिन माइक्रो-टयूबिंग में2,10,11. HPFA या स्टेनलेस स्टील टयूबिंग में रिएजेंट के वांछित राशि के फँसाने में ये वाल्व सहायता, जबकि दबाव को बनाए रखने के भीतर, एक उच्च दबाव पोत के समान । यह सुविधाजनक प्रणाली सतत प्रवाह प्रणाली की तुलना में समय की जरूरत को कम करते हुए समानांतर में कई SFMTs की स्थापना करके कई प्रतिक्रिया शर्तों को परखने में सक्षम है ।

    जेट और 4-iodoanisole के selectivity दोनों बैच और SFMT रिएक्टर (तालिका 1) में जांच की गई । टर्मिनल और सममित आंतरिक alkynes के बीच कम selectivity पारंपरिक बैच रिएक्टरों में मनाया गया । इस तरल मिश्रण और एसिटिलीन गैस के बीच गरीब चेहरे की बातचीत के कारण होने की संभावना थी । सतत प्रवाह रिएक्टरों भी स्क्रीनिंग अनुकूलन के लिए अक्षम है क्योंकि वे 2 घंटे की एक अपेक्षाकृत लंबी प्रतिक्रिया समय की आवश्यकता है । दूसरी ओर, SFMT रिएक्टरों से कम 3 घंटे, जो प्रिंसिपल में एक सतत प्रवाह रिएक्टर में 20 से अधिक घंटे लग सकता है में 10 विभिंन स्थितियों के तहत प्रस्तावित प्रतिक्रियाओं स्क्रीनिंग के लिए एक महान मंच प्रदान की है । इसलिए, SFMT गैस शामिल परिवर्तन बैच और सतत प्रवाह रिएक्टरों की तुलना में स्क्रीनिंग के लिए एक तार्किक विकल्प है । SFMT में, रिएक्टर गैसीय और तरल चरण के बीच उच्च चेहरे की सतह क्षेत्र प्रदान करता है, प्रतिक्रियाओं बैच रिएक्टरों से बेहतर selectivity और जेट के साथ आगे बढ़ने के लिए अनुमति देता है, के रूप में प्रविष्टि 10 में दिखाया गया है और 11 में तालिका 1.

    2 तालिकासे, दृश्य प्रकाश पदोंनत alkylation की आवश्यक प्रतिक्रिया समय बहुत से 18 घंटे से कम 5 घंटे जब एक SFMT रिएक्टर5का उपयोग किया गया था । इस Bouguer-बियर-है Lambert कानून, जिससे प्रकाश की तीव्रता का उपयोग कर समझाया जा सकता है के कारण बिखरने या प्रकाश के अवशोषण के लिए समाधान में कणों द्वारा बैच रिएक्टर7के भीतर कम है । दूसरी ओर, SFMT सूक्ष्म टयूबिंग, जो अंततः प्रतिक्रिया के लिए समय की जरूरत को छोटा करने के भीतर रिएजेंट के लिए प्रकाश की एक बढ़ाया समरूप तितर बितर करने की अनुमति देता है । इसलिए, हमारे परिणामों पर जोर दिया है कि प्रकाश विकिरण बहुत SFMT रिएक्टरों में सुधार हुआ था, मंच प्रकाश की मध्यस्थता प्रतिक्रिया विकास के लिए उपयुक्त बना ।

    तालिका 3 में परिवर्तन आगे SFMT रिएक्टरों की उपयोगिता को दर्शाता है जब प्रतिक्रिया दोनों गैसीय एजेंट और एक तस्वीर मध्यस्थता उत्प्रेरक के होते हैं । एक एसिटिलीन भरे गुब्बारे के विपरीत, जो गरीब गैसीय और तरल चरणों के बीच मिश्रण चेहरे देता है, SFMT बहुत आंतरिक टयूबिंग दबाव के रूप में एसिटिलीन गैस के घुलनशीलता में सुधार BPR की सहायता के साथ बढ़ गया था,2 . vinyl प्रतिक्रिया में, एसिटिलीन बैच रिएक्टर है, जो इष्टतम हमारे SFMT रिएक्टरों में प्राप्त हालत है में ६०सी में acetonitrile में एक बहुत गरीब घुलनशीलता है । शायद यही कारण है कि & #60; 5% रूपांतरण मनाया गया । यह परिणाम गैस के लिए SFMT रिएक्टरों की दक्षता-शामिल प्रकाश-संवर्धित रूपांतरणों, जो पारंपरिक दुर्गम परिवर्तनों को सक्षम बनाता है पर प्रकाश डाला गया ।

    SFMT में कम मिश्रण दक्षता के बावजूद जब बैच रिएक्टरों में सरगर्मी की तुलना में, टेलर प्रवाह में परिपत्र प्रवाह पैटर्न कुशल गैस/तरल चेहरे का संपर्क है, जो प्रतिक्रियाशीलता को बढ़ाता है और काफी उपज2को बढ़ावा दिया, 12. इसके अलावा, SFMT एक समय कुशल तकनीक है कि प्रतिक्रियाओं के समानांतर स्क्रीनिंग की अनुमति देता है जिससे प्रत्येक रिएक्टर एक अलग दबाव के लिए सेट किया जा सकता है और/ SFMT का उपयोग करने में लचीलापन निश्चित रूप से एक आदर्श तरीका अनुकूलन या खोज के लिए नई प्रतिक्रियाओं का परीक्षण है । के रूप में SFMT निरंतर प्रवाह रिएक्टर प्रणाली का एक संशोधित संस्करण है, यह भी आसान प्रयोजनों के लिए सतत प्रवाह संश्लेषण में अनुवाद करने के लिए है ।

    अंत में, SFMT एक नई तकनीक है कि प्रयोग के लिए सरल उपकरणों और सूक्ष्म टयूबिंग के साथ तापमान और दबाव अलग पर किया जा करने की अनुमति देता है । एसिटिलीन गैस और ईथीलीन गैस जैसे सस्ते और प्रतिक्रियाशील टाक को रसायन विज्ञान के क्षेत्र में प्रतिक्रिया परखने की संभावनाओं का विस्तार करते हुए SFMTs में भविष्य के संश्लेषण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । इसके अलावा, प्रतिक्रिया स्क्रीनिंग की दक्षता समानांतर में प्रतिक्रियाओं की स्क्रीनिंग की आसानी के साथ बढ़ावा है ।

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    Disclosures

    लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

    Acknowledgments

    हम सिंगापुर के राष्ट्रीय विश्वविद्यालय (आर-143-000-645-112, आर-143-000-665-114) और जीएसके-EDB (r-143-000-687-592) द्वारा प्रदान की गई वित्तीय सहायता के लिए आभारी हैं ।

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Acetylene Cylinder Chem Gas PTE LTD (Singapore)
    Logato 200 series Syringe pumps KD Scientific Inc 788200
    Blue LED Strips Inwares Pte Ltd (Singapore) 3528 FlexiGlow LED Strips
    PFA Tubing High Purity 1/16" OD x .030" ID x 50ft IDEX Health&Science 1632-L Depending on diameter of tubings needed
    KDS Stainless Steel Syringe KD Scientific Inc 780802
    Shut-Off Valve Tefzel (ETFE) with 1/16" Fittings IDEX Health&Science P-782
    BPR Assembly 20 psi IDEX Health&Science P-791
    Luer Adapter Female Luer - Female Union IDEX Health&Science P-628 Known as syringe connector in this paper
    1/4-28 Female to Male Luer Assy IDEX Health&Science P-675 Known as needle connector in this paper
    Union Body PEEK .020 thru hole, for 1/16" OD" IDEX Health&Science P-702-01
    Super Flangeless Ferrule w/SST Ring, 1/4-28 Flat-Bottom, for 1/16" OD IDEX Health&Science P-250X
    PEEK Low Pressure Tee Assembly 1/16" PEEK .020 thru hole IDEX Health&Science P-712 Known as T-connector in this paper
    Super Flangeless Nut PEEK 1/4-28 Flat-Bottom, for 1/16" & 1/32" OD IDEX Health&Science P-255X
    Micro Metering Valve Assembly, 1/4-28 Flat-Bottom, for 1/16" OD IDEX Health&Science P-445NF Known as Needle valve in this paper
    Shut Off Valve Assembly PEEK .020 IDEX Health&Science P-732
    Terumo Syringe without needle Terumo medical 1 mL and 3 mL depending on the volume needed
    Terumo needle Terumo medical 22G X 1½”
    (0.70 X 38 mm)
    Sterican needle B | Braun Sharing Enterprise 21G X 4¾”
    (0.80 X 120 mm)
    Bruker ACF300 (300 MHz) For 300 MHz NMR scanning
    AV-III400 (400 MHZ) For 400 MHz NMR scanning
    AMX500 (500 MHz) For 500 MHz NMR scanning
    Merck 60 (0.040-0.063 mm) mesh silica gel Merck
    4-Iodoanisole Sigma Aldrich I7608-100G
    412740 ALDRICH
    Bis(triphenylphosphine)
    palladium(II) dichloride
    ≥99% trace metals basis
    Sigma Aldrich 412740-5G
    Copper(I) iodide
    purum, ≥99.5%
    Sigma Aldrich 03140-100G
    N,N-Diisopropylethylamine Tokyo Chemical Industry Co., Ltd D1599
    1, 3, 5-trimethoxybenzene Tokyo Chemical Industry Co., Ltd P0250
    2,3-Dimethyl-2-butene
    ≥99%
    Sigma Aldrich 220159-25ML
    Bromopentafluorobenzene
    99%
    Sigma Aldrich B75158-10G
    TEMPO Green Alternative
    98%
    Sigma Aldrich 214000-25G
    Acetonitrile Sigma Aldrich 271004-1L
    Diethylether Sigma Aldrich 346136-1L
    Dimethyl sulfoxide VWR chemical 23500.322- 25L
    1,2-Dichloroethane Sigma Aldrich 284505-1L
    9-mesityl-10-methylacridinium perchlorate Refer to Ref. 8 for synthesis
    Ir(ppy)2(dtbbpy)PF6 Refer to Ref. 9 for synthesis

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

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