Новости химической науки > быстрый поиск оптимальных условий органических реакций

Жидкостной микрореактор поможет подобрать оптимальные условия даже для сложных органических реакций

По словам разработчиков жидкостного микрореактора, такая система в состоянии в сжатые сроки определить наиболее оптимальные условия для проведения сложных органических реакций, и оказать таким образом существенное влияние на направление и скорость развития органической химии.

Аспирант Швейцарского федерального Технологического института (ETH) Кристиан Ноти (Christian Noti) настраивает изготовленный в MIT микрореактор для изучения органической реакции

Группа под руководством профессора Дженсена (Klavs F. Jensen) из Массачусетского Технологического института (MIT) и профессора Сибергера (Peter H. Seeberger) из Швейцарского федерального Технологического института (ETH), расположенного в Цюрихе, показала, что непрерывно-поточный кремниевый микрореактор может быть успешно использован для оптимизации выхода и селективности целого ряда реакций с милиграммовыми количествами исходных веществ.

"Для наиболее чувствительных органических реакций мы продемонстрировали способность сканировать реакционное пространство - выход, селективность и скорости реакций - как функции реакционных переменных, таких как состав, скорости потоков и температура", - сообщил профессор Дженсен.

Команда исследователей из MIT-ETH, в частности, продемонстрировала, что разработанный в MIT микрореактор может использоваться для изучения и определения оптимальных условий реакции для реакций гликолиза (Chem.Commun., 2005, 578).

"Как печально известно, селективность и выход рекакций гликолиза достаточно трудно предсказать", - говорит профессор Сибергер. - "Наша же система позволяет проводить большое число реакций гликолиза в течение короткого времени и с использованием малых количеств веществ. Микрореакторы до этого еще не были использованы для скриннинга и оптимизации столь сложных реакций".

Одна из реакций гликолиза, изучавшаяся учеными, - синтез дисахарида, образующегося при манносилировании диизопропилидена галактозы трихлороацетимидатом манносила. Ученые провели 44 реакции, варьируя при этом температуру , с использованием всего лишь 2 мг соединения манносила в каждой из реакций. Время реакции в микрореакторе составило от 25 до 215 секунд.

"В обычной лаборатории с использованием обычных методов было бы возможно провести одновременно только два из трех выполненных нами экспериментов, и при этом потребовалось бы намного большее количество вещества", - говроит профессор Дженсен. - "Способность быстро изучать условия протекания реакции дает не только возможности для оптимизации выхода и селективности, но и предоставляет достаточное количество данных для исследования маршрутов реакции и химической кинетики".

Дженсен, Сибергер и их коллеги также продемонстрировали преимущества использования микрореакторов в реакциях прямого фторирования, синтеза фосгена и реакций с его использованием, в реакциях диазотирования, гидрирования, окисления и многих других. Они также показали, что микрореактор может быть модифицирован для всестороннего изучения реакций методами масс-спектрометрии, газовой хроматографии, ИК-спектроскопии с преобразованем Фурье, а также других наиболее широко используемых физико-химических методов исследования.

"Микрореакторы станут круглодонными колбами 21-го века", - говорит профессор Сибергер. - "Теперь мы используем эти устройства для изучения других, еще более интересных химических реакций".

Источник: C&EN News