نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

یک تراشه میکروسیالی برای انجام پیوسته واکنش تبادل برم ـ لیتیم و جداسازی فازهای واکنش

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان
علی پوراصغر محمدی
علی اصغر محمدی
داریوش باستانی
دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
چکیده
امروزه با توسعه فناوری میکرو در انجام واکنش‌های شیمیایی استفاده از سامانه­ های مناسب برای جداسازی و خالص‌سازی مواد شیمیایی سنتز شده، امری ضروری به نظر می‌رسد. در این پژوهش انجام پیوسته واکنش تبادل برم ـ لیتیم و جداسازی پیوسته فازهای آلی و آبی فراورده واکنش در یک تراشه میکروسیالی، ساخته شده به روش حکاکی لیزر و اتصال گرمایی، مورد بررسی قرار گرفت. سامانه میکرو شامل یک میکروراکتور و یک میکروجداساز موئین می باشد که پس از انجام واکنش بین پارا ـ برموآنیزول و بوتیل لیتیم، ماده واسط پارا ـ متوکسی فنیل لیتیم تولید شده و پس از تزریق آب در کانال اصلی میکروجداساز، پارا ـ متوکسی فنیل لیتیم با آب واکنش داده و ماده دلخواه متوکسی بنزن تولید می‌شود که در ادامه دو فاز آلی و آبی فراورده واکنش، به وسیله میکروجداساز از یک­ دیگر جدا شدند. انجام آزمایش در سامانه میکرو منجر به تبدیل بیش از 90% و بازده 73% شد ولی در یک سامانه ناپیوسته آزمایشگاهی تبدیل بیش از 90% و بازده 58% به­ دست­ آمد. نتیجه­ ها نشان می دهد که استفاده از سامانه میکرو موجب افزایش گزینش پذیری واکنش نسبت به سامانه ناپیوسته آزمایشگاهی شده است.
کلیدواژه‌ها
میکروراکتور
میکروجداساز موئین
سامانه پیوسته میکرو
واکنش تبادل برم ـ لیتیم
تراشه شیشه‌ای

موضوعات

[1] Geyer, K., Codee, J.D., Seeberger, P.H., Microreactors as Tools for Synthetic Chemists—The Chemists' Round‐Bottomed Flask of the 21st Century?, Chemistry ـ A European Journal, 12: 8434-8442, (2006).
[2] Hartman R.L., Jensen, K.F., Microchemical Systems for Continuous ـ Flow Synthesis, Lab. on a Chip, 9: 2495-2507, (2009).
[3] Mitchell, M. C., Spikmans, V., de Mello, A. J., Microchip ـ Based Synthesis and Analysis: Control of Multicomponent Reaction Products and Intermediates, Analyst, 126: 24-27, (2001).
[4] Chambers R., Spink, R. H., Microreactors for Elemental Fluorine, Chemical Communications, 883-884, (1999).
[5] Watts P., Haswell, S. J., The Application of Micro Reactors for Organic Synthesis, Chemical Society Reviews, 34: 235-246, (2005).
[6] Watts, P., Microreactors for Drug Discovery: The Importance of Integrating Chemical Synthesis with Real ـ Time Analytical Detection, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 382: 865-867, (2005).
[7] Wittig, G., Pockels, U., Dröge, H., Über Die Austauschbarkeit Von Aromatisch Gebundenem Wasserstoff Gegen Lithium Mittels Phenyl‐Lithiums, European Journal of Inorganic Chemistry, 71: 1903-1912, (1938).
[8] Gilman H., Bebb, R. L., Relative Reactivities of Organometallic Compounds. XX.* Metalation, Journal of the American Chemical Society, 61: 109-112, (1939).
[9] Nagaki, A., Tomida, Y., Usutani, H., Kim, H., Takabayashi, N., Nokami, T., Okamoto H., Yoshida, J.,  Integrated Micro Flow Synthesis Based on Sequential Br–Li Exchange Reactions of p‐, m‐, and o‐Dibromobenzenes, Chemistry–An Asian Journal, 2: 1513-1523, (2007).
[10] Usutani, H., Tomida, Y., Nagaki, A., Okamoto, H., Nokami, T., Yoshida, J. ـ i., Generation and Reactions of O ـ Bromophenyllithium Without Benzyne Formation Using a Microreactor, Journal of the American Chemical Society, 129: 3046-3047, (2007).
[11] Zeibi Shirejini S., Mohammadi, A., Halogen–Lithium Exchange Reaction Using an Integrated Glass Microfluidic Device: An Optimized Synthetic Approach, Organic Process Research & Development, 21: 292-303, (2017).
[12] پوراصغر محمدی، علی.، محمدی، علی اصغر.، باستانی، داریوش. جداسازی فاز های آبی و آلی به کمک فناوری میکروسیالی،  نشریه علوم و مهندسی جداسازی، (2)10: 41 تا50 (1392)