الكيمياء الخضراء ، أو الكيمياء المستدامة ، هي الدافع الاستراتيجي نحو الممارسات الخضراء والمستدامة في الصناعة الكيميائية التي تهدف إلى تحقيق هدف مزدوج يتمثل في زيادة الكفاءة وتقليل النفايات.
اطلع على قائمتنا الكاملة لموارد الكيمياء الخضراء والمستدامة بما في ذلك دراسات الحالة وأمثلة الصناعة. يوضح هذا المستند التعريفي التمهيدي كيف تدعم البيانات في الوقت الفعلي التي توفرها التكنولوجيا المتقدمة من METTLER TOLEDO الكيمياء الخضراء والمستدامة في البحث والتطوير وإنتاج جزيئات ومنتجات الأدوية والكيميائية والبوليمر.
تم تطوير المبادئ ال 12 للكيمياء الخضراء في أواخر التسعينيات من قبل الكيميائيين الذين أرادوا جعل العمليات الكيميائية أكثر أمانا واستدامة. يمكن أن يساعدك اتباع هذه الإرشادات في مختبرك في تقليل بصمتك البيئية. إن الشيء العظيم في هذه المبادئ هو أنه يمكن تنفيذها في أي مكان من المختبرات الصغيرة إلى العمليات الصناعية الكبيرة.
منع النفايات: صمم توليفات كيميائية لمنع النفايات ، حيث من الأفضل الوقاية منها بدلا من المعالجة أو التنظيف. هذا مبدأ أساسي للكيمياء المستدامة.
تعظيم اقتصاد الذرة: تعظيم نسبة المواد الأولية التي يتم دمجها في المنتج النهائي. هذا يقلل من النفايات من خلال ضمان إهدار عدد قليل من الذرات أو عدم إهدارها.
تصميم توليفات كيميائية أقل خطورة: استخدم وأنتج مواد ذات سمية قليلة أو معدومة للإنسان أو البيئة. هذا يقلل من المخاطر في المصدر.
تصميم مواد كيميائية ومنتجات أكثر أمانا: تطوير منتجات كيميائية فعالة تماما وتؤدي وظيفتها المرغوبة مع الحد الأدنى من السمية.
استخدم مذيبات أكثر أمانا وظروف التفاعل: تجنب استخدام المواد المساعدة مثل المذيبات ، أو استخدم بدائل أكثر أمانا. كما أن تشغيل التفاعلات في درجة حرارة الغرفة والضغط يزيد أيضا من كفاءة الطاقة.
زيادة كفاءة الطاقة: تقليل متطلبات الطاقة للعمليات الكيميائية لتقليل التأثير البيئي والاقتصادي. استخدم درجة الحرارة والضغط المحيط عندما يكون ذلك ممكنا.
استخدم المواد الأولية المتجددة: استخدم المواد الخام المتجددة بدلا من النضوب. غالبا ما تكون المنتجات الزراعية وتيارات النفايات مصادر للمواد الأولية المتجددة.
تجنب المشتقات الكيميائية: قلل من استخدام التعديلات المؤقتة مثل حظر المجموعات أو حمايتها. تتطلب هذه الخطوات كواشف إضافية وتولد نفايات غير ضرورية.
استخدم المحفزات وليس الكواشف المتكافئة: استخدم الكواشف الحفازة الانتقائية والفعالة بكميات صغيرة ، لأنها متفوقة على الكواشف المتكافئة ، والتي تستخدم بشكل زائد وتنتج المزيد من النفايات.
تصميم المواد الكيميائية والمنتجات لتتحلل بعد الاستخدام: إنشاء منتجات كيميائية تتحلل إلى مواد غير ضارة في نهاية وظيفتها ، مما يمنعها من الاستمرار في البيئة.
التحليل في الوقت الحقيقي لمنع التلوث: تطوير منهجيات تحليلية للمراقبة والتحكم في الوقت الفعلي أثناء عمليات التوليف لمنع تكوين المنتجات الثانوية الخطرة. حلول التكنولوجيا التحليلية للعمليات (PAT) هي مفتاح هذا المبدأ.
تقليل احتمالية وقوع حوادث: اختر المواد الكيميائية وأشكالها الفيزيائية لتقليل مخاطر الحوادث الكيميائية ، بما في ذلك الانفجارات والحرائق والانطلاقات البيئية.
"الكيمياء الخضراء هي تصميم المنتجات والعمليات الكيميائية التي تقلل أو تقضي على استخدام أو توليد المواد الخطرة. تنطبق الكيمياء الخضراء عبر دورة حياة المنتج الكيميائي ، بما في ذلك تصميمه وتصنيعه واستخدامه والتخلص النهائي منه.
Environmental Protection Agency (EPA)
يتطلب تطوير منتجات وعمليات فعالة ومستدامة وجديدة في كثير من الأحيان معرفة متعمقة وتحكم دقيق. من نواح كثيرة ، فإن تحقيق الهدف المزدوج للكيمياء الخضراء المتمثل في الكفاءة وتقليل النفايات يعني أداء كيمياء أكثر ذكاء. يتطلب الوصول إلى بيانات الدورة الزمنية التفصيلية والتحكم الدقيق في المعلمات الأدوات المناسبة.
أحد أكثر الاتجاهات نشاطا في إنتاج المواد الكيميائية الخضراء هو الجودة حسب التصميم (QbD) ، وأحد المبادئ الرئيسية ل QbD هو الحاجة إلى بناء تفاعل موسع وفهم للعملية من خلال التكنولوجيا التحليلية للعملية عبر الإنترنت في الوقت الفعلي (PAT). وبالتالي ، فإن QbD هو محرك لتطوير تكنولوجيا تحليل التفاعل في الوقت الفعلي. علاوة على ذلك ، فإن المعلومات وفهم العملية التي يمكن استخلاصها من البيانات الشاملة التي يوفرها تحليل التفاعل في الوقت الفعلي يتم تعزيزها بشكل كبير من خلال تطبيق طرق النمذجة وتحليل البيانات التي تستفيد بشكل كامل من التجارب الغنية بالبيانات (DRE).
هناك اتجاه آخر في الكيمياء الخضراء وهو التطور السريع لتوليفات جديدة (وتحويل الكيمياء القديمة) باستخدام طرق التدفق المستمر ، والتي توفر العديد من المزايا من حيث الإنتاجية والاستدامة. يتم تقديم أفضل خدمة لكيمياء التدفق من خلال تقنية تحليل التفاعل التي توفر قياسات مستمرة دون انقطاع. تستخدم تقنية التحليل في الوقت الفعلي بما في ذلك FTIR عبر الإنترنت و Raman و Ultraviolet-visible (UV / Vis) و NIR و NMR و HPLC و MS بشكل روتيني لتحليل كيمياء التدفق ولضمان استقرار وأداء أنظمة التدفق. أيضا ، يتيح التحليل في الوقت الفعلي تطوير أنظمة التحسين الذاتي لردود الفعل والعمليات.
"الكيمياء المستدامة هي مفهوم علمي يسعى إلى تحسين الكفاءة التي يتم بها استخدام الموارد الطبيعية لتلبية الاحتياجات البشرية من المنتجات والخدمات الكيميائية. تشمل الكيمياء المستدامة تصميم وتصنيع واستخدام منتجات وعمليات كيميائية فعالة وفعالة وآمنة وأكثر حميدة بيئيا ".
OECD, 2022 (Organisation for Economic Co-operation and Development)
كانت تقنية تحليل العمليات (PAT) ، مثل FTIR و FBRM في الموقع ، محركا رئيسيا لأبحاث الكيمياء الخضراء ، مما يسمح للعلماء والمهندسين بمراقبة التفاعلات والعمليات والتحكم فيها في الوقت الفعلي. توفر البيانات التحليلية الغنية التي تم الحصول عليها نظرة ثاقبة حول حركية التفاعل ، والتحولات الفيزيائية ، وتأثير المتغيرات على الأداء ، مما يمكن العلماء والمهندسين من اتخاذ قرارات مدعومة بالبيانات تدعم مبادئ الكيمياء الخضراء.
بالطبع ، لا شيء من هذا ممكن بدون رقابة دقيقة. استخدم الباحثون محطات عمل التوليف الآلي للتحكم بدقة في جميع المهام الرئيسية التي يتم إجراؤها حول المفاعل (درجة الحرارة والتحريك والجرعات وأخذ العينات) دون أي تدخل يدوي. يوفر إجراء التفاعلات في السيليكو طريقة أخرى للوصول إلى أهداف الاستدامة ، مما يسمح للعلماء بفحص المذيبات وتحديد الظروف المثلى واختبار الأفكار الجديدة باستخدام الذكاء الاصطناعي والإحصاءات.
لأكثر من ثلاثة عقود، طورت METTLER TOLEDO أدوات قوية لتحليل التفاعلات وتحليل التفاعلات لدعم البحث والتطوير وتوسيع نطاق التوليفات الكيميائية الخضراء والعمليات القوية. أحدثت القدرة على مراقبة التفاعلات وأخذ عينات منها والتحكم فيها تلقائيا في الوقت الفعلي على مدار الساعة وتحويل البيانات التجريبية بسرعة إلى معلومات قابلة للتنفيذ ثورة في البحث العلمي. تتطلب الحاجة الملحة لبذل المزيد من الجهد بمواردنا الحالية وتقليل النفايات الآن الاستفادة من هذه الأدوات نفسها لدفع البحث والتطوير والإنتاج الأخضر والمستدام عبر الصناعة الكيميائية.
فهم في الوقت الفعلي لحركية التفاعل ، والتحولات متعددة الأشكال ، وآليات تحسين متغيرات العملية.
فهم في الوقت الحقيقي لحركية التفاعل والآليات والمسار لتحسين متغيرات التفاعل.
التقط صورا عالية الدقة للجسيمات في الموقع للحصول على فهم عميق للعملية للأنظمة المعقدة.
يتم إدخاله مباشرة في مفاعلات المختبر لتتبع حجم الجسيمات المتغير وعددها في الوقت الفعلي بتركيزات العملية الكاملة.
قم بزيادة الإنتاجية في مختبرك باستخدام مفاعلات التوليف الأخضر التي تتميز بأدوات التشغيل الآلي المضمنة.
حل أخذ العينات الآلي وغير المراقب الذي يوفر عينات عالية الجودة ليلا ونهارا للتحليل القياسي دون اتصال بالإنترنت ، مثل HPLC.
تقدير المعلمات الحركية ، في نمذجة السيليكو ، تطوير ظروف التفاعل المثلى.
يدعم النهج الموحد التطبيقات من المختبر إلى المصنع للتحليل الطيفي وتوصيف نظام الجسيمات والتحكم الدقيق في المفاعل وقياس المسعرات.
التحدي: التحقيق في وتطوير عملية أكثر اخضرارا لتكوين الجسيمات الكروية وتحبيب إيثيل الفانيلين.
تستخدم النكهة الاصطناعية إيثيل الفانيلين على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من المنتجات الاستهلاكية ، لكن التحديات العملية المتعلقة بالتخزين والتكتل تعيق تطبيقه على نطاق واسع. يمكن أن يؤدي تكوين الجسيمات الكروية بشكل تفضيلي إلى التخفيف من هذه المشكلات ، مما يجعل المعالجة النهائية أكثر كفاءة وتؤدي إلى تحسين جودة المنتج. ومع ذلك ، غالبا ما تتضمن الطرق القياسية للتبلور الكروي مذيبات عضوية خطيرة ومكلفة. يصف هذا العمل تطوير تقنية التكتل الكروي التي تقضي على الحاجة إلى المذيبات العضوية ، مما يوفر عملية أكثر اخضرارا وفعالية من حيث التكلفة. استخدم الباحثون تقنيات تحليل العمليات للتحقيق في ظاهرة تزييت إيثيل الفانيلين في محلول مائي. مكنت البصيرة الميكانيكية المكتسبة من مراقبة تركيز المذاب المتغير عبر FTIR (ReactIR) ، بالإضافة إلى عدد الجسيمات والتشكل عبر EasyViewer و ParticleTrack G400 (مسبار قائم على FBRM) التكوين التفضيلي للجزيئات الكروية في محلول مائي من كلوريد الصوديوم باستخدام عملية تسخين وتبريد مباشرة. يتميز المنتج الكروي الإيثيلي الفانيلين الناتج بخصائص مسحوق ممتازة وقابلية عالية للتدفق وإنتاجية عالية ، مما يجعله ليس فقط أكثر صداقة للبيئة في الإنتاج ، ولكن أيضا منتجا عالي الجودة.
"في ضوء المشاكل الحالية لمعدل إطلاق الرائحة السريع جدا وخصائص المسحوق الضعيفة لإيثيل الفانيلين ، يبحث هذا العمل بشكل منهجي في ظاهرة التزييت وآلية تكوين الجزيئات الكروية من إيثيل الفانيلين في محلول مائي. بمساعدة التقنيات التحليلية للعملية (ATR-FTIR و FBRM و EasyViewer) ، تم العثور على نوعين من ظواهر تزييت إيثيل الفانيلين في الماء يحدثان مع التغيرات في درجات الحرارة. علاوة على ذلك ، أظهرت نتائج أطياف الأشعة تحت الحمراء أن السبب الجوهري لظهور ظاهرتين من التزييت من إيثيل فانيلين في الماء هو تبديل أنواع مختلفة من الروابط الهيدروجينية بين الجزيئات الناتجة عن الذوبان ... يتم تحضير جزيئات كروية من إيثيل فانيلين بنجاح في محلول مائي لكلوريد الصوديوم بواسطة تقنية التكتل الكروي التي يتم تزييتها. تقضي هذه التكنولوجيا الخضراء على استخدام المذيبات الخطرة وتجمع بين عمليتي الوحدتين المتمثلين في التبلور والتحبيب ، وهو مناسب بشكل خاص لصناعة الأغذية ".
ليو ، واي ، وانغ ، إس ، لي ، جيه ، قوه ، إس ، يان ، إتش ، لي ، ك. ، تونغ ، إل ، جاو ، واي ، لي ، تي ، تشين ، إم ، جاو ، ز. وغونغ ، ج. (2023). تحضير جزيئات كروية إيثيل فانيلين مع وظائف الإطلاق المستمر ومكافحة التكتل من خلال عملية عضوية خالية من المذيبات. كيمياء الغذاء ، 402 ، 134518. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.134518
التحدي: تطوير تفاعل أكسدة كيتون أكثر كفاءة وأمانا باستخدام الأكسجين - كاشف أخضر منخفض التكلفة.
يعد استخدام الأكسجين كمؤكسد أمرا جذابا بيئيا ، ولكنه يشكل مخاطر على السلامة عند إجراؤه دفعة واحدة بسبب الاحتراق المحتمل لأبخرة المذيبات في مساحة رأس المفاعل. مدمس وآخرون. تصور وتطوير نهج التدفق المستمر للأكسدة الهوائية لوسيط الكيتون في تخليق واجهة برمجة التطبيقات المضادة للورم ، AZD4635 ، مما يخفف بشكل فعال من هذا الخطر. تم تعزيز أكسدة الكيتون بواسطة محفز أسيتات النحاس في مذيب DMSO ، وتم التحقيق في تأثير درجة حرارة المفاعل وتحميل المحفز ومعدل تدفق الغاز. قدمت البيانات التي تم الحصول عليها عبر ReactIR نظرة ثاقبة رئيسية للعلاقة بين درجة الحرارة والتحويل ، مما يتيح سهولة تحسين درجة حرارة التفاعل. أدى تنفيذ التدفق المستمر المحسن إلى تقليل التوليف الكلي لواجهة برمجة التطبيقات إلى ثلاث خطوات (مقابل خمس دفعات) ، مما أدى إلى عملية أكثر أمانا وخضرة واقتصادا.
"بعد تغيير التركيز ، قمنا بإعادة تحسين درجة حرارة التفاعل. للحصول على بيانات تحليلية في الوقت الفعلي ، قمنا بتنفيذ أداة Mettler Toledo ReactIR 15 المجهزة بخلية تدفق تم دمجها عند مخرج إعداد التدفق المستمر. لتقليل ضوضاء الخلفية بسبب فقاعات الأكسجين في الخلية ، تم إدخال فاصل غشاء بين مخرج المفاعل وخلية التدفق. أظهرت أطياف الأشعة تحت الحمراء ل 3 [كيتون] و 4 [منتج مؤكسد] نطاقات امتصاص مختلفة عند 1689 سم −1 و 1675 ، 1693 سم −1 ، على التوالي. وبالتالي يمكن مراقبة التحويل النسبي في الوقت الفعلي ، ومن خلال تغيير درجة الحرارة ، وجدنا أن الأكسدة استمرت بتحويل ممتاز عند 120 درجة مئوية ، بينما أدت درجات الحرارة المنخفضة إلى تحويل غير مكتمل ".
فافا ، إي ، كارلسون ، إس ، وجونز ، إم دي (2022). استخدام الأكسجين كمؤكسد أساسي في عملية مستمرة: التطبيق لتطوير طريق فعال لبحث وتطوير العمليات العضوية AZD4635 ، 26 (4) ، 1048-1053. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.1c00279
التحدي: تطوير طريقة كيميائية أكثر استدامة لتصنيع المركبات المفلورة باستخدام مجمعات الروديوم والإيريديوم كمحفزات. قياس أوقات التفاعل وتحديد آثار استبدال الأريل على معدلات الفلورة.
زادت صناعة الأدوية من الاهتمام الاستراتيجي بتطوير منهجيات حفازة نظيفة لتصنيع المركبات المفلورة. في عام 2020 ، احتوت 37٪ من جميع المستحضرات الصيدلانية ذات الجزيئات الصغيرة المعتمدة من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على جزء واحد على الأقل من الفلور - بزيادة ملحوظة عن 26٪ بين عامي 2011 و 2020. ومع ذلك ، غالبا ما تتطلب الطرق التركيبية الشائعة الموجودة استخدام الكواشف المفلورة عالية التفاعل. قام الباحثون بتقييم نشاط المجمعات العضوية المعدنية المكتشفة حديثا نحو الفلورة التحفيزية وطوروا بروتوكولا فعالا لاستخدام [(η 5 ،κ 2C-C5Me4CH2C6F5CH2NC3H2NMe) -RhCl] لتحفيز فلورة مجموعة من كلوريدات الأسيل ، كمتبرع بالفلورايد. نتج عن البروتوكول المطور إنتاجية ممتازة (94٪) في ساعة واحدة أقل من ذلك ومكن من استعادة المحفز ، مما زاد من الاقتصاد الذري للتخليق. تحققت قياسات FTIR في الموقع (ReactIR) من التحويل النظيف للركائز إلى منتجات ، بالإضافة إلى توفير بيانات المسار الزمني الغنية اللازمة للتحقيق الحسابي مما يؤدي إلى آلية مقترحة تتضمن تكوين رابطة Rh-F جديدة.
مورغان ، بي جيه ، سوندرز ، جي سي ، ماكجريجور ، إس إيه ، مار ، إيه سي & الترخيص ، ب. (2022). الفلورة المحبة للنواة محفزة بواسطة مركب الروديوم الدائري المعدني. المعادن العضوية ، 41 ، 883-891. https://doi.org/10.1021/acs.organomet.2c00052
التحدي: تطوير مسار اصطناعي أكثر اخضرارا لجزيء مضاد المواد الأفيونية باستخدام تخليق قائم على الكهروكيميائية. اكتساب نظرة ثاقبة لآلية أكسدة مجموعة N-CH3 إلى إيمينيوم.
أدى الطلب المتزايد على الأدوية المنقذة للحياة التي يمكن أن تعكس الجرعة الزائدة من الأدوية الأفيونية إلى زيادة كبيرة في سعرها. ركزت الأبحاث الحديثة التي تهدف إلى تقليل تكاليف الإنتاج عبر طرق اصطناعية أكثر كفاءة على الخطوات الأكثر تحديا في إعداد العديد من مضادات المواد الأفيونية - إزالة الميثيل N الانتقائي لسلائف 14-هيدروكسي مورفينان. على نطاق واسع ، يتم إزالة الميثيل N بكميات متكافئة من المواد الكيميائية الخطرة مثل بروميد السيانوجين أو الكلوروفورمات. طور الباحثون طريقة كهروكيميائية خالية من المحفز والكاشف لخطوة إزالة الميثيل N بناء على أكسدة الأنوديك ثنائية الإلكترون للأمين الثالث ، وبالتالي توفير نهج أكثر استدامة وغير مكلفة. فحص حالة التفاعل الأولي باستخدام التحليل الكهربائي للأوكسيكودون في خلية غير مقسمة في درجة حرارة الغرفة كما تم إجراء النموذج. باستخدام أنود الجرافيت وكاثود الفولاذ المقاوم للصدأ في الأسيتونيتريل مع LiClO4 كإلكتروليت داعم حقق تحويل 29٪ إلى أوكسازوليدين مع انتقائية جيدة جدا. قدم FTIR في الموقع مراقبة في الوقت الفعلي لأيون الإيمينيوم ، مما أدى إلى آلية مقترحة للأوكسازوليدين الكهروكيميائي وإزالة الميثيل O ، N- نقل الأسيل للعديد من السلائف الأفيونية المهمة. تم نقل البروتوكول المطور إلى خلية التحليل الكهربائي للتدفق ، مما يتيح التوسع.
“… كما تمت محاولة المراقبة المباشرة لأيون الإيمينيوم عن طريق التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء ، مرة أخرى باستخدام منهجية "تجمع الكاتيون". في هذه الحالة ، تم غمر مسبار FTIR في الغرفة الأنودية للخلية المقسمة. تم استخدام مشتق الأوكسيكودون 6-أوكسيودول ، مع تقليل مجموعة الكيتون إلى كحول ، كركيزة للتخلص من تداخل إشارة الكربونيل من الأشعة تحت الحمراء. من دواعي السرور ، تحت التحليل الكهربائي ، ظهرت ذروة ضعيفة عند حوالي 1657 سم -1 يمكن أن تعزى إلى امتداد C═N للوسيط. دعمت الإشارة الضعيفة التي لوحظت فرضية أن كاتيون الإيمينيوم ليس مستقرا بدرجة كافية عند -45 درجة مئوية.
جلوتز ، جي ، كابي ، سي أو ، وكانتيلو ، د. (2020). إزالة الميثيل الكهروكيميائية من 14-هيدروكسي مورفينان: الوصول المستدام إلى مضادات المواد الأفيونية. رسائل عضوية ، 22 (17) ، 6891-6896. https://doi.org/10.1021/acs.orglett.0c02424
التحدي: تطوير عملية خضراء وقوية وعالية الكفاءة لتصنيع سداسي النقي متشابك.
تعتبر الهيدروكسيل -5-هيكسينوات (1) النقية متشابقة الديوان (3R) -3-هيدروكسيل-5-هيكسينوات (1) وسيطات لولبية مهمة في تخليق مجموعة متنوعة من المركبات الصيدلانية. الاستراتيجيات التركيبية للوصول إلى (1) بناء على الطرق الكيميائية لها عيوب كبيرة تتعلق بالإنتاجية والاستدامة. يوفر التحفيز الحيوي بديلا مستداما. يوفر نظام الإنزيم المزدوج المكون من KRED المتحور (أي KRED-06) ونازعة هيدروجين الكحول Lactobacillus kefir (LkADH) إلى جانب إعادة تدوير العامل المساعد في الموقع عائدا ممتازا وانتقائية متشابقة ل (1) ، ولكن لا تزال هناك مشكلات عملية للتطبيق الصناعي.
لمعالجة هذه المشكلات ، طور الباحثون عملية تدفق مستمر خضراء لإنتاج (1) عن طريق الشلل المشترك ل KRED / LkADH في حامل كحول متعدد الفينيل (PVA) عن طريق الانحباس وتحميله في مفاعل أنبوبي مع وحدات استخراج سائل سائل موائع دقيقة مضمنة ووحدات فصل الغشاء. كشف اختبار الناقلات المختلفة أن PVA أسفر عن أعلى نشاط تحفيزي بالإضافة إلى الاستقرار الميكانيكي والفيزيائي. استفاد التحسين السريع اللاحق من تحليل FTIR و GC-MS المضمن. تم استخدام ReactIR لإثبات أنه تم الوصول إلى الحالة المستقرة بعد خروج تيار التفاعل من مفاعل التدفق وأن تدفق السدادة المثالي قد تم تشكيله داخل مفاعل التدفق ، مما يؤكد أن محلول التفاعل كان موزعا جيدا أثناء التدفق عبر KRED / LkADH@PVA المعبأة.
"تم إجراء تحسين تفاعل التدفق السريع من خلال استغلال مراقبة FTIR المضمنة وتحليل GC−MS. يمكن أن يوفر تخليق التدفق المستمر مع الركيزة النموذجية تكثيفا ملحوظا للعملية مقارنة بتفاعل الدفعات المقابل ... لا تؤكد نتائج هذا العمل على متانة وفائدة KRED / LkADH@PVA فحسب ، بل توفر أيضا عملية تدفق مستمر أكثر اخضرارا واستدامة لإنتاج عالي الكفاءة من الهيدروكسيل -5-سداسي النقي (3R) النقي المتماثل (3R) - هيدروكسيل -5-سداسي يمكن تحقيقه بسهولة على نطاق واسع.
هو ، سي ، هوانغ ، ز. ، جيانغ ، إم ، تاو ، واي ، لي ، ز. ، وو ، إكس ، تشنغ ، دي ، وتشين ، ف. (2021). التوليف غير المتماثل للتدفق المستمر ل (3R) -3-هيدروكسيل -5-هيكسينوات مع Ketoreductase المثبت المشترك و Lactobacillus kefir نازعة هيدروجيناز دمج مستخلصات السوائل الدقيقة المضمنة المضمنة الأكثر خضرة وفواصل الغشاء. الكيمياء والهندسة المستدامة ACS ، 9 (27) ، 8990-9000. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c01419
التحدي: للقضاء على ظروف التفاعل القاسية والكواشف العدوانية المستخدمة في مثيلة العضويات ، تم تطوير نهج جديد يستخدم ثلاثي ميثيل أورثوفورمات كمصدر للميثيل في تحفيز النيكل / الأكسدة الضوئية.
يمكن تنفيذ هذا النهج الجديد لمثيلة الأعضاء العضوية في ظل ظروف معتدلة نسبيا ، بدون مواد كيميائية عدوانية أو شديدة السمية ، باستخدام الكاشف العضوي الشائع ثلاثي ميثيل تقويم الشكل كمصدر لمجموعة الميثيل ويتوافق مع أهداف الكيمياء الخضراء. يدعم ReactIR و NMR آلية ß-scission للتفاعل.
بمجرد استكشاف نطاق التفاعل بدقة ، تم فحص آلية التفاعل عبر FTIR في الموقع. أشار تتبع التفاعل إلى أن كربونات ثنائي ميثيل و 4'-ميثيل سيتوفينون يتم إنشاؤهما بنسبة 1: 1 ، من مادة البداية 4'-كلورو أسيتوفينون. أظهر الرنين المغناطيسي النووي الكمي 13C أيضا أن تكوين المنتجات كان بنسبة 1: 1. اعتبرت تجارب الأشعة تحت الحمراء والرنين المغناطيسي النووي مؤشرا على حركية الدرجة غير الصفرية الشاملة. يتوافق تكوين الكميات المتكافئة من المنتج الثانوي لكربونات ثنائي ميثيل مع آلية ß-scission.
كاريوفيليس ، إس كيه ، شيلدز ، بي جيه ، تيكلي سميث ، إم إيه ، زاكوتو ، إم جيه ، ودويل ، إيه جي (2020). مثيلة النيكل / الأكسدة الضوئية المحفزة لكلوريدات الأريل (غير المتجانسة) باستخدام ثلاثي ميثيل أورثوفورمات كمصدر جذري للميثيل. مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية ، 142 (16) ، 7683-7689. https://doi.org/10.1021/jacs.0c02805
يستخدم التحليل في الوقت الفعلي تقنية حديثة قائمة على المسبار يمكن وضعها مباشرة في تدفقات العملية لتمكين التنميط التحليلي للمادة أثناء التفاعل. تتضمن بعض الأمثلة على تقنية التحليل في الوقت الفعلي ما يلي: