science >> Wetenschap >  >> Chemie

Een nieuwe manier om opeenvolgingen van chemische reacties te automatiseren

Meerstaps organische syntheses in concentrische vloeistofreactoren. Credit: Natuur (2020). DOI:10.1038/s41586-020-2768-9

Een team van onderzoekers van het Ulsan National Institute of Science and Technology in Korea en de Polish Academy of Sciences heeft een nieuwe manier ontwikkeld om opeenvolgingen van chemische reacties te automatiseren. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , de groep beschrijft hun nieuwe spinapparaat dat meerdere reacties en scheidingen uitvoert.

historisch, scheikunde is een zeer arbeidsintensieve bezigheid geweest, waarbij chemici chemicaliën stap voor stap mengen om tot bepaalde reacties en uiteindelijk eindproducten te komen. Dus, wetenschappers hebben gezocht naar manieren om het proces zoveel mogelijk te automatiseren. Het resultaat is de ontwikkeling van systemen zoals stroomreactoren. Helaas, deze systemen vereisen een hoge mate van technische bekwaamheid. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een nieuw apparaat ontwikkeld om dergelijke systemen te vervangen, waarmee sequenties van chemische reacties gedeeltelijk kunnen worden geautomatiseerd.

Het nieuwe systeem ziet eruit en gedraagt ​​zich als een centrifuge. Chemicaliën worden in het apparaat gedaan en gecentrifugeerd. De chemicaliën met de meeste dichtheid komen terecht aan de buitenranden; degenen die minder dicht zijn, komen op de binnenkern terecht. Wanneer meerdere chemicaliën worden toegevoegd, het apparaat produceert gradiëntlagen van chemicaliën. Het apparaat draait op 750 tot 5, 400 tpm, afhankelijk van de gebruikte chemicaliën.

Zodra alle chemische lagen zijn gevormd, de chemicus voegt reagentia toe, een keten van gebeurtenissen in gang zetten. Reacties in de binnenste ring resulteren in producten die reageren met de volgende ring, enzovoort, totdat de ketting de buitenste laag bereikt. Zodra die reactie is voltooid, het gewenste product blijft in de buitenste laag waar het kan worden opgevangen. Om het apparaat naar wens te laten werken, de rotatiesnelheid en de volgorde en timing van toevoegingen van chemicaliën en reagens moeten vooraf worden berekend en nauwkeurig worden uitgevoerd.

De onderzoekers testten hun apparaat door meerdere reacties en scheidingen uit te voeren om verschillende gewenste producten te creëren, inclusief de synthese van producten met kleine moleculen. Ze ontdekten dat het ook kon worden gebruikt om verbindingen tussen lagen te verplaatsen. Ze suggereren dat hun apparaat kan worden gebruikt om een ​​breed scala aan reactiesequenties te automatiseren.

© 2020 Wetenschap X Netwerk