Financial support provided by National Science Foundation (CAREER award CHE-0847262. We thank Vapourtec Ltd and Enwave Optronics for equipment support, and Daniel Daleb of the University of Connecticut for his assistance in construction of the flow cell apparatus.

1. Finden Sie geeignete Signale für Reaction Monitoring <ol><li> Erhalten Ramanspektren für alle Ausgangsmaterialien und dem Produkt. </li><li> Overlay-Spektren und eine intensive Bande, die spezifisch für das Produkt zu identifizieren. </li><li> Verwenden Sie diese Raman-Bande, um den Fortschritt der Reaktion zu überwachen. Eine Bande bei 1608 cm -1 wurde in diesem Fall ausgewählt. </li></ol> 2. Richten Sie die Durchflusszelle Set <ol><li> Besorgen Sie sich eine geeignete Durchflusszelle. Hier verwenden eine mit den Abmessungen: Breite 6,5 mm, Höhe 20 mm und einer Schichtdicke von 5 mm (Abbildung 2A). </li><li> Setzen Sie die Durchflusszelle in einem Behälter, die eine Umgebung frei von Umgebungslicht bietet. </li><li> Schlauch mit dem Einlass und dem Auslass der Durchflusszelle zu verbinden (in diesem Fall 1 mm ID PFA-Schlauch). </li></ol> 3. Interface Das Raman-Spektrometer mit der Durchflusszelle <ol><li> Besorgen Sie sich eine geeignete Raman-Spektrometer mit einem flexiblen optischen Anordnung, die in C platziert werden könnenverlieren die Nähe zu der Durchflusszelle. </li><li> Legen Sie das optische Anordnung durch eine ausreichend große Öffnung in der Box mit dem Durchflußzellenanordnung (2B). </li><li> Schieben Sie das optische Baugruppe, bis sie die Durchflusszelle berührt und ziehen Sie sie dann wieder, wobei ein Spalt von ca. 2 mm. </li><li> Füllen Sie die Durchflusszelle mit 100% Aceton. </li><li> Schalten Sie das Raman-Spektrometer und erwerben Spektren im Dauer-Scan-Modus. </li><li> Fokus des Lasers durch leichtes Bewegen des Lichtleiters einen Bruchteil zu einer Zeit. In Bewegung bleiben die Lichtleitung, bis das Signal am größten Intensität und die Spitzen sind scharf und gut definiert. </li></ol><img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/52393/52393fig2.jpg" /> Abbildung 2. (A) Durchflusszelle und (B) verwendet Raman-Schnittstelle. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52393/52393fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere ve</a>rsion dieser Figur. 4. Bereiten Reagenz und Lösungsmittel-Lösungen <ol><li> Hinzufügen Salicylaldehyd (6,106 g, 50 mmol, 1 Äquivalent) und Ethylacetoacetat (6,507 g, 50 mmol, 1 Äquivalent) in einen 50 ml-Meßkolben. </li><li> In Ethylacetat auf ein Gesamtvolumen von 50 ml und dann den Inhalt gründlich mischen. </li><li> Übertragen einer 10 ml-Aliquot der Stammlösung in einen 20 ml-Glasgefäß, das ein Magnetrührstab. Beschriften Sie diese Fläschchen &quot;Reagenz&quot;. </li><li> In einem 100-ml-Flasche statt 90 ml Essigester. Beschriften Sie diese Flasche &quot;Lösungsmittel&quot;. In einem 100-ml-Flasche statt 90 ml Aceton. Beschriften Sie diese Flasche &quot;Lösungsmittel abfangen&quot;. </li></ol> 5. Bereiten Sie die Durchlaufvorrichtung <ol><li> Stellen Sie sicher, dass die Durchflusseinheit zumindest zwei Pumpen und beschriften &quot;P1&quot; und &quot;P2&quot;. Identifizieren Lösungsmittel und Reagenz Einlassleitungen für jede Pumpe. Legen Sie die Ausfahrt Leitungen von den &quot;sammeln&quot; und Linien &quot;Abfall&quot; in zwei iNDIVIDUELLE 100 ml-Flaschen mit der Bezeichnung &quot;Produkt&quot; und &quot;Abfälle&quot; bezeichnet. </li><li> Als Reaktor, mit einem 10-ml-PFA Spule geeignet ist, erhitzt. </li><li> Verbinden des Rohres austretende P1 auf den Einlass des PFA Reaktanzspule. </li><li> Installieren Sie ein Drei-Port-Polyetheretherketon (PEEK) tee-Mischer nach dem Reaktorspule. </li><li> Schließen Sie den Schlauch austretende P2 an den Abschlag-Mixer, um 180 ° aus der Reaktorspule Austrittsrohr. Schließen Sie einen Schlauch an den dritten Anschluss des T-Mixer. Am anderen Ende dieses Rohres legen einen Gegendruckregler. </li><li> Verbinden einer Leitung von dem Ausgang der Gegendruckregler an den Eingang des Durchflusszelle. Schließen Sie eine Linie vom Ausgang der Durchflusszelle an den &quot;Abfall / sammeln&quot; Schalter. </li><li> Ansaugen der Lösungsmittelleitungen für beide P1 und P2 sowie die Reagenzienleitung P1 mit Lösemittel. Bewegen Sie den Reagenzienlinie für P1 aus der Lösungsmittelflasche auf die Reagenzflasche. </li><li> Verwendung P1, passieren Ethylacetat durch den ReaktorSpule bei 2 ml / min, bis sie gefüllt ist. Geben Aceton durch P2 bei einer Fließgeschwindigkeit von 2 ml / min für 2 min. </li><li> Einstellen der Lösungsmittelströmungsrate sowohl P1 und P2 bis 1 ml / min. Stellen Sie den Gegendruckregler zu einem Druck von 7 bar. Gesetzt den Reaktor Spulentemperatur auf die gewünschte Temperatur. </li><li> Überprüfen Sie das Gerät so konfiguriert ist, wie in der schematischen Darstellung in Abbildung 3 dargestellt. </li><li> Sobald das System bei konstanter Temperatur und Druck erreicht, auf Dichtheit prüfen und führen Sie dann die Reaktion. </li></ol><img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/52393/52393fig3.jpg" /> Abbildung 3. Schematische Darstellung der Anlagenkonfiguration für die Reaktionsüberwachung Experimente verwendet. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52393/52393fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> 6. Überwachen Sie die Reaktion <ol><li> Takea Hintergrund Scan des Ethylacetat / Aceton-Lösungsmittelsystem, wie es durch die Flusszelle geleitet. Dies wird automatisch von allen nachfolgenden Abtastungen subtrahiert werden. </li><li> Konfigurieren Sie das Spektrometer zu Scans alle 15 Sekunden dauern (in diesem Fall das Raman-Spektrometer wurde auf eine 10 sec Integrationszeit eingestellt, Boxcar = 3 und mittel = 1). </li><li> Injizieren Piperidin (0,05 ml, 0,05 mmol, 0,1 Äquivalente) auf einmal in das Glasfläschchen &quot;Reagenz&quot; bezeichnet. </li><li> Nach gründlichem Mischen Schalter P1 von &quot;Lösemittel&quot; auf &quot;Reagenz&quot;. Stellen Sie den Ausgangsstrom zu &quot;sammeln&quot;. </li><li> Wenn alle Material vollständig, Schalter P1 von &quot;Reagenz&quot; zurück zu &quot;Lösungsmittels.&quot; Geladen Weiter fließenden Lösungsmittels durch die Drosselspule für weitere 30 min. Sobald diese Zeit abgelaufen ist, schalten Sie die Heizung. </li><li> Wiederum die Pumpen P1 und P2 ausgeschaltet, wenn die Reaktanzspule Temperatur auf unter 50 ° C abgekühlt. </li></ol> 7. Analysieren Sie die Daten <ol&gt; <li> Exportieren Sie die Raman-Spektrometer-Daten in eine Tabellenkalkulation und Plot-Raman-Intensität bei 1608 cm -1 vs. Zeit. </li><li> Um Bedingungen zu optimieren, führen Sie die Reaktion auf eine Reihe von Durchflussraten und Reaktortemperaturen iterativ. </li><li> Overlay Grund Raman-Intensität bei 1608 cm -1 vs. Zeit. Hinweis: Höhere Raman Intensität korreliert mit höheren Produktumwandlung. </li></ol> 8. Führen Sie die Reaktion unter Verwendung von optimierten Bedingungen <ol><li> Mit abgeschirmten verschiedene Bedingungen (sich verändernden Mengenströmen / Reaktortemperaturen), führen Sie die Reaktion unter Verwendung der optimierten Bedingungen, um die höchste Produktumwandlung leisten. </li></ol> 9. Trennen Sie das Produkt <ol><li> Nehmen die Inhalte des Produktkolbens abgemessen und in ein Becherglas mit 100 ml Eis und 20 ml 2 M HCl. </li><li> Produkt Kolben mit einer minimalen Menge Ethylacetat (2 ml) werden in das Becherglas zu spülen. </li><li> Rühren Sie die eisige Mischungbis das gesamte Eis vollständig geschmolzen ist. </li><li> Einrichtung eines Filtersystems mit einem Hirsch-Trichter, Seitenarm Kolben, Gummimanschette und einer Länge von Vakuumschlauch Kautschuk. </li><li> Filtern Sie das anfallende Niederschlag unter Vakuum gründlich mit kaltem Diethylether (10 ml) und lassen Sie ihn unter einer Wärmelampe (2-3 h) oder trockenem O / N im Vakuum zu trocknen. </li><li> Bestätigen die Identität des Produkts durch 1 H-Kernresonanzspektroskopie (NMR) unter Verwendung von CDCl 3 als Lösungsmittel. Für einen 500 MHz-NMR-Spektrometer ist das 1 H-NMR-Daten von 3-acetylcoumarin wie folgt: δ = 2.73 (s, 3H) 7,31-7,40 (m, 2H) 7,65 (ddd, J = 7,53, 4,37, 2,60 Hz , 2 H) 8,51 (s, 1H) ppm, 13 C-NMR-Daten: δ = 30,84 (CH 3) 117,00 (CH) 118,56 (C) 124,86 (CH) 125,27 (CH) 130,51 (CH) 134,68 (C) 147,74 (CH) 155,64 (C) 159.52 (C), 195,77 (C) ppm. </li></ol>

<ol>
	<li>Wiles, C., Watts, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Micro Reaction Technology in Organic Synthesis. , (2011).</li><li>van den Broek, S. A. M. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+Flow+Production+of+Thermally+Unstable+Intermediates+in+a+Microreactor+with+Inline+IR-Analysis:+Controlled+Vilsmeier&#8211;Haack+Formylation+of+Electron-Rich+Arenes.">Continuous Flow Production of Thermally Unstable Intermediates in a Microreactor with Inline IR-Analysis: Controlled Vilsmeier&#8211;Haack Formylation of Electron-Rich Arenes.</a> Org. Process Res. Dev. 16 (5), 934-938 (2012).</li><li>Baxendale, I. 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Technol. 30 (3), 370-378 (2007).</li><li>Benito-Lopez, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+fiber-based+on-line+UV/Vis+spectroscopic+monitoring+of+chemical+reaction+kinetics+under+high+pressure+in+a+capillary+microreactor.">Optical fiber-based on-line UV/Vis spectroscopic monitoring of chemical reaction kinetics under high pressure in a capillary microreactor.</a> Chem. Commun. (22), 2857-2859 (2005).</li><li>Gökay, O., Albert, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+single+to+multiple+microcoil+flow+probe+NMR+and+related+capillary+techniques:+a+review.">From single to multiple microcoil flow probe NMR and related capillary techniques: a review.</a> Anal. Bioanal. Chem. 402 (2), 647-669 (2012).</li><li>Jones, C. J., Larive, C. 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M., Mansfield, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+evaluation+of+a+Raman+flow+cell+for+monitoring+continuous+flow+reactions.">Development and evaluation of a Raman flow cell for monitoring continuous flow reactions.</a> Aust. J. Chem. 66 (2), 208-212 (2013).</li><li>Browne, D. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+flow+reaction+monitoring+using+an+on-line+miniature+mass+spectrometer.">Continuous flow reaction monitoring using an on-line miniature mass spectrometer.</a> Rapid Comm. Mass. Spectrosc. 26 (17), (1999).</li><li>Koster, S., Verpoorte, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+decade+of+microfluidic+analysis+coupled+with+electrospray+mass+spectrometry:+An+overview.">A decade of microfluidic analysis coupled with electrospray mass spectrometry: An overview.</a> Lab Chip. 7 (11), 1394-1412 (2007).</li><li>Leadbeater, N. E., Schmink, J. R., Hamlin, T. A., de la Hoz, A., Loupy, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tools+for+Monitoring+Reactions+Performed+Using+Microwave+Heating.">Tools for Monitoring Reactions Performed Using Microwave Heating.</a> Microwaves in Organic Synthesis. 1, 327-376 (2012).</li><li>Leadbeater, N. E., Schmink, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+Raman+spectroscopy+as+a+tool+for+in+situ.+monitoring+of+microwave-promoted+reactions.">Use of Raman spectroscopy as a tool for in situ. monitoring of microwave-promoted reactions.</a> Nature Protoc. 3 (1), 1-7 (2008).</li><li>Schmink, J. R., Holcomb, J. L., Leadbeater, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+Raman+spectroscopy+as+an+In+Situ.+Tool+to+Obtain+Kinetic+Data+for+Organic+Transformations.">Use of Raman spectroscopy as an In Situ. Tool to Obtain Kinetic Data for Organic Transformations.</a> Chem. Eur. J. 14 (32), 9943-9950 (2008).</li><li>Hamlin, T. A., Leadbeater, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+spectroscopy+as+a+tool+for+monitoring+mesoscale+continuous-flow+organic+synthesis:+Equipment+interface+and+assessment+in+four+medicinally-relevant+reactions.">Raman spectroscopy as a tool for monitoring mesoscale continuous-flow organic synthesis: Equipment interface and assessment in four medicinally-relevant reactions.</a> Beilstein J. Org. Chem. 9, 1843-1852 (2013).</li><li>Kelly, C. B., Lee, C., Leadbeater, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+approach+for+continuous-flow+processing+of+reactions+that+involve+the+in+situ.+formation+of+organic+products.">An approach for continuous-flow processing of reactions that involve the in situ. formation of organic products.</a> Tetrahedron Lett. 52 (2), 263-265 (2011).</li><li>Wren, S. N., Donaldson, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glancing-angle+Raman+spectroscopic+probe+for+reaction+kinetics+at+water+surfaces.">Glancing-angle Raman spectroscopic probe for reaction kinetics at water surfaces.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 12, 2648-2654 (2010).</li><li>Leadbeater, N. E., Smith, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-Time+Monitoring+of+Microwave-Promoted+Suzuki+Coupling+Reactions+Using+in+Situ.+Raman+Spectroscopy.">Real-Time Monitoring of Microwave-Promoted Suzuki Coupling Reactions Using in Situ. Raman Spectroscopy.</a> Org. Lett. 8 (20), 4589-4591 (2006).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Die Leichtigkeit, in der das Raman-Spektrometer kann mit dem Strom-Einheit angeschlossen werden macht diese Inline-Technik wertvoll für die Reaktionsüberwachung. Eine Reihe von Reaktionsvariablen können in einem beschleunigten Weise untersucht werden, so dass der Benutzer bei optimierten Reaktionsbedingungen schneller als bei der Verwendung von Offline-Methoden zu gelangen. Anwendung der hier beschriebene Techniken ermöglicht die Überwachung der Bildung von Nebenprodukten, vorausgesetzt, ein geeignetes Band gefunde...

Durch Dauerstrom-Verarbeitung werden Chemiker finden, dass sie eine Reihe von chemischen Reaktionen, sicher, effektiv und mit Leichtigkeit 1,2 ausführen kann. Als Ergebnis wird Strömungschemie Geräte zu einem festen Instrument für die laufende Reaktionen sowohl im industriellen Umfeld als auch Forschungslabors in akademischen Institutionen. Eine Vielzahl von Synthesechemie Transformationen wurden in Durchflußreaktoren 3,4 durchgeführt. In ausgewählten Fällen Wirkungen, die nicht in Stapel funktionieren wurde gezeigt, glatt unter kontinuierlichen Flussbedingungen 5 fortzufahren. Für beide Reaktionsoptimierung und Qualitätskontrolle, Einbau von In-Line-Reaktionsüberwachung mit Flow-Verarbeitung bietet signifikante Vorteile. In-line-Überwachung bietet kontinuierliche Analyse mit Echtzeit-Reaktion auf tatsächliche Probenbedingungen. Dies ist schneller, und in einigen Fällen viel zuverlässiger als vergleichbare off-line Verfahren. Eine Reihe von in-line analytische Techniken wurden mit f angeschlossen wordenNieder Reaktoren 7. Beispiele umfassen 8,9-Infrarot, UV-VIS 10,11 NMR 12,13, 14,15 Raman-Spektroskopie und Massenspektrometrie 16,17. Unsere Arbeitsgruppe hat ein Raman-Spektrometer mit einem wissenschaftlichen Mikrowelleneinheit 18 angeschlossen. Mit diesem, haben eine Reihe von Reaktionen, sowohl aus qualitativen und quantitativen 20 19 Standpunkt überwacht. Aufbauend auf diesem Erfolg haben wir vor kurzem eine Schnittstelle unserer Raman-Spektrometer mit einem unserer Durchlaufeinheiten und verwendet es für die Inline-Reaktionsüberwachung einer Reihe von Schlüssel medizinisch-relevanten organischen Transformationen. 21 In jedem Fall kann der Monitor Reaktionen und auch bei einem Beispiel mit Hilfe einer Eichkurve, könnten wir die Produktumwandlung von Raman-Spektraldaten zu bestimmen. In Hier beschreiben wir, wie Sie das Gerät und es verwenden, um Reaktionen zu überwachen. Wir verwenden den Piperidin-katalysierte Synthese von 3-acetylcoumarin (1) von Salicylaldehyd mit Ethylacetoacetat (Abbildung 1) als Modellreaktion hier. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/52393/52393fig1.jpg" /> Abbildung 1 Basis katalysierten Kondensationsreaktion zwischen Salicylaldehyd und Ethylacetoacetat, um 3-acetylcoumarin ergeben (1). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52393/52393fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

<table border="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Salicylaldehyde</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S356</td>
			<td>Reagent Grade, 98%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl acetoacetate</td>
			<td>Acros Organics</td>
			<td>117970010</td>
			<td>99%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Piperidine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>104094</td>
			<td>Reagent Plus, 99%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>320331</td>
			<td>ACS Reagent, 37%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl acetate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>34858</td>
			<td>CHROMASOLV, for HPLC, &#62;99.7%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>650501</td>
			<td>CHROMASOLV, for HPLC, &#62;99.9%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flow cell</td>
			<td>Starna Cells</td>
			<td></td>
			<td>583.65.65-Q-5/Z20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flow unit</td>
			<td>Vapourtec</td>
			<td></td>
			<td>E-series system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Raman spectrometer</td>
			<td>Enwave Optronics Inc</td>
			<td></td>
			<td>Model EZRaman-L</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

real-time monitoring of reactions performed using continuous-flow processing: the preparation of 3-acetylcoumarin as an example

Mithilfe Inline-Überwachung, ist es möglich, Reaktionen unter Verwendung von Durchlaufverarbeitung in einer einfachen und schnellen Art und Weise zu optimieren. Es ist auch möglich, eine konstante Produktqualität über die Zeit sicherzustellen, mit dieser Technik. Wir hier zeigen, wie man einen handelsüblichen Durchflusseinheit mit einem Raman-Spektrometer-Schnittstelle. Die Raman Durchflußzelle nach der Gegendruckregler angebracht, was bedeutet, dass es bei Atmosphärendruck betrieben werden. Darüber hinaus ist die Tatsache, dass der Produktstrom durch eine Rohrlänge vor dem Eintritt in die Durchflusszelle durchläuft, dass das Material bei Raumtemperatur ist. Es ist wichtig, dass die Spektren werden unter isothermen Bedingungen erworben da Raman-Signalintensität ist temperaturabhängig. Nachdem die Vorrichtung zusammengebaut, dann zeigen wir, wie man eine chemische Reaktion zu überwachen, wobei das Piperidin-katalysierte Synthese von 3-acetylcoumarin aus Salicylaldehyd und Acetessigsäureethylester als Beispiel verwendet. Die Reaktion kann über einen Bereich durchgeführt werden, von Durchflussmengen eind Temperaturen, die in situ-Monitoring-Tool verwendet werden, um Bedingungen einfach und leicht zu optimieren.

Des Durchlauf Herstellung von 3-acetylcoumarin als repräsentatives Reaktion zur in-line-Überwachung ausgewählt. Im Batch verläuft die Reaktion auch bei Verwendung von Essigsäureethylester als Lösungsmittel verwendet. Das Produkt (1) ist jedoch nicht bei RT vollständig löslich. Um mögliche Verstopfung des Gegendruckreglers zu verhindern, ebenso wie eine Verringerung des Risikos von mit festen Teilchen in der Strömungszelle, die Signalerfassung zu stören würden, haben wir eine Technik, die wir...

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Real-time Monitoring of Reactions Performed Using Continuous-flow Processing: The Preparation of 3-Acetylcoumarin as an Example

Echtzeit-Überwachung ermöglicht eine schnelle Optimierung der Reaktionen unter Verwendung von Durchlaufverarbeitung. Hier wird die Herstellung von 3-acetylcoumarin wird als Beispiel verwendet. Die Vorrichtung zur Durchführung in situ Raman Überwachung beschrieben, da die erforderlich ist, um die Reaktion zu optimieren Schritte sind.

Echtzeit-Überwachung von Reaktionen durchgeführt mit Continuous-Flow-Verarbeitung: Die Herstellung von 3-Acetylcoumarin als Beispiel

By using inline monitoring, it is possible to optimize reactions performed using continuous-flow processing in a simple and rapid way. It is also possible ...

real-time-monitoring-reactions-performed-using-continuous-flow

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Chemistry

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Serie: Real-time Monitoring of Reactions Performed Using Continuous-flow Processing: The Preparation of 3-Acetylcoumarin as an Example

Rapid High-throughput Species Identification of Botanical Material Using Direct Analysis in Real Time High Resolution Mass Spectrometry

We demonstrate that direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry can be used to produce mass spectral profiles of botanical material, and that these chemical fingerprints can be used for plant species identification. The mass spectral data can be acquired rapidly and in a high throughput manner without the need for sample extraction, derivatization or pH adjustment steps. The use of this technique bypasses challenges presented by more conventional techniques including lengthy chromatography analysis times and resource intensive methods. The high throughput capabilities of the direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry protocol, coupled with multivariate statistical analysis processing of the data, provide not only class characterization of plants, but also yield species and varietal information. Here, the technique is demonstrated with two psychoactive plant products, Mitragyna speciosa (Kratom) and Datura (Jimsonweed), which were subjected to direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry followed by statistical analysis processing of the mass spectral data. The application of these tools in tandem enabled the plant materials to be rapidly identified at the level of variety and species.

A method for species identification of botanical material by direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry and multivariate statistical analysis is presented.

Schnelle Hochdurchsatz-Spezies Identifizierung von Pflanzen von Material mit Direktanalyse in Echtzeit hochauflösender Massenspektrometrie

We demonstrate that direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry can be used to produce mass spectral profiles of botanical material, ...

Forschung

Chemie

Capillary Electrophoresis to Monitor Peptide Grafting onto Chitosan Films in Real Time

Free-solution capillary electrophoresis (CE) separates analytes, generally charged compounds in solution through the application of an electric field. Compared to other analytical separation techniques, such as chromatography, CE is cheap, robust and effectively requires no sample preparation (for a number of complex natural matrices or polymeric samples). CE is fast and can be used to follow the evolution of mixtures in real time (e.g., chemical reaction kinetics), as the signals observed for the separated compounds are directly proportional to their quantity in solution.
Here, the efficiency of CE is demonstrated for monitoring the covalent grafting of peptides onto chitosan films for subsequent biomedical applications. Chitosan&#39;s antimicrobial and biocompatible properties make it an attractive material for biomedical applications such as cell growth substrates. Covalently grafting the peptide RGDS (arginine - glycine - aspartic acid - serine) onto the surface of chitosan films aims at improving cell attachment. Historically, chromatography and amino acid analysis have been used to provide a direct measurement of the amount of grafted peptide. However, the fast separation and absence of sample preparation provided by CE enables equally accurate yet real-time monitoring of the peptide grafting process. CE is able to separate and quantify the different components of the reaction mixture: the (non-grafted) peptide and the chemical coupling agents. In this way the use of CE results in improved films for downstream applications.
The chitosan films were characterized through solid-state NMR (nuclear magnetic resonance) spectroscopy. This technique is more time-consuming and cannot be applied in real time, but yields a direct measurement of the peptide and thus validates the CE technique.

Free solution capillary electrophoresis is a fast, cheap and robust analytical method that enables the quantitative monitoring of chemical reactions in real time. Its utility for rapid, convenient and precise analysis is demonstrated here through analysis of covalent peptide grafting onto chitosan films for improved cell adhesion.

Kapillarelektrophorese zum Monitor Peptid Verpflanzen auf Chitosanfilme in Echtzeit

Free-solution capillary electrophoresis (CE) separates analytes, generally charged compounds in solution through the application of an electric field. ...

A Protocol for Safe Lithiation Reactions Using Organolithium Reagents

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents warrants proper technique, thorough training, and proper personal protective equipment. To aid in the training of researchers using organolithium reagents, a thorough, step-by-step protocol for the safe and effective use of tert-butyllithium on an inert gas line or within a glovebox is described. As a model reaction, preparation of lithium tert-butyl amide by the reaction of tert-butyl amine with one equivalent of tert-butyl lithium is presented.

The safe and proper use of organolithium reagents is described.

Ein Protokoll für sichere Lithiierungen Mit Organolithiumreagentien

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents ...

Monitoring the Effects of Illumination on the Structure of Conjugated Polymer Gels Using Neutron Scattering

We demonstrate a protocol to effectively monitor the gelation process of a high concentration solution of conjugated polymer both in the presence and absence of white light exposure. By instituting a controlled temperature ramp, the gelation of these materials can be precisely monitored as they proceed through this structural evolution, which effectively mirrors the conditions experienced during the solution deposition phase of organic electronic device fabrication. Using small angle neutron scattering (SANS) and ultra-small angle neutron scattering (USANS) along with appropriate fitting protocols we quantify the evolution of select structural parameters throughout this process. Thorough analysis indicates that continued light exposure throughout the gelation process significantly alters the structure of the ultimately formed gel. Specifically, the aggregation process of poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) nano-scale aggregates is negatively affected by the presence of illumination, ultimately resulting in the retardation of growth in conjugated polymer microstructures and the formation of smaller scale macro-aggregate clusters.

A protocol for the analysis of gels formed from the optoelectronic conjugated polymer poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) using small and ultra-small angle neutron scattering in both the presence and absence of illumination is presented.

Überwachung der Auswirkungen der Beleuchtung auf die Struktur des konjugierten Polymer-Gel mit Neutronenstreuung

We demonstrate a protocol to effectively monitor the gelation process of a high concentration solution of conjugated polymer both in the presence and ...

Measurements of Long-range Electronic Correlations During Femtosecond Diffraction Experiments Performed on Nanocrystals of Buckminsterfullerene

The precise details of the interaction of intense X-ray pulses with matter are a topic of intense interest to researchers attempting to interpret the results of femtosecond X-ray free electron laser (XFEL) experiments. An increasing number of experimental observations have shown that although nuclear motion can be negligible, given a short enough incident pulse duration, electronic motion cannot be ignored. The current and widely accepted models assume that although electrons undergo dynamics driven by interaction with the pulse, their motion could largely be considered &#39;random&#39;. This would then allow the supposedly incoherent contribution from the electronic motion to be treated as a continuous background signal and thus ignored. The original aim of our experiment was to precisely measure the change in intensity of individual Bragg peaks, due to X-ray induced electronic damage in a model system, crystalline C60. Contrary to this expectation, we observed that at the highest X-ray intensities, the electron dynamics in C60 were in fact highly correlated, and over sufficiently long distances that the positions of the Bragg reflections are significantly altered. This paper describes in detail the methods and protocols used for these experiments, which were conducted both at the Linac Coherent Light Source (LCLS) and the Australian Synchrotron (AS) as well as the crystallographic approaches used to analyse the data.

We describe an experiment designed to probe the electronic damage induced in nanocrystals of Buckminsterfullerene (C60) by intense, femtosecond pulses of X-rays. The experiment found that, surprisingly, rather than being stochastic, the X-ray induced electron dynamics in C60 are highly correlated, extending over hundreds of unit cells within the crystals1.

Messungen von Langstrecken elektronische Korrelationen während Femtosekunden Beugungsexperimente auf Nanokristallen Buckminsterfulleren durchgeführt

The precise details of the interaction of intense X-ray pulses with matter are a topic of intense interest to researchers attempting to interpret the ...

Real-time Breath Analysis by Using Secondary Nanoelectrospray Ionization Coupled to High Resolution Mass Spectrometry

Exhaled volatile organic compounds (VOCs) have aroused considerable interest, since they can serve as biomarkers for disease diagnosis and environmental exposure in a non-invasive manner. In this work, we present a protocol to characterize the exhaled VOCs in real time by using secondary nanoelectrospray ionization coupled to high resolution mass spectrometry (Sec-nanoESI-HRMS). The homemade Sec-nanoESI source was readily set up based on a commercial nanoESI source. Hundreds of peaks were observed in the background-subtracted mass spectra of exhaled breath, and the mass accuracy values are -4.0-13.5 ppm and -20.3-1.3 ppm in the positive and negative ion detection modes, respectively. The peaks were assigned with accurate elemental composition according to the accurate mass and isotopic pattern. Less than 30 s is used for one exhalation measurement, and it takes approximately 7 min for six replicated measurements.

A protocol for characterizing chemical composition of exhaled breath in real time by using secondary nanoelectrospray ionization coupled to high resolution mass spectrometry is demonstrated.

Echtzeit-Atem-Analyse mithilfe von sekundären Nanoelectrospray Ionisation mit hochauflösenden Massenspektrometrie gekoppelt

Exhaled volatile organic compounds (VOCs) have aroused considerable interest, since they can serve as biomarkers for disease diagnosis and environmental ...

Continuous Flow Chemistry: Reaction of Diphenyldiazomethane with p-Nitrobenzoic Acid

Continuous flow technology has been identified as instrumental for its environmental and economic advantages leveraging superior mixing, heat transfer and cost savings through the &#34;scaling out&#34; strategy as opposed to the traditional &#34;scaling up&#34;. Herein, we report the reaction of diphenyldiazomethane with p-nitrobenzoic acid in both batch and flow modes. To effectively transfer the reaction from batch to flow mode, it is essential to first conduct the reaction in batch. As a consequence, the reaction of diphenyldiazomethane was first studied in batch as a function of temperature, reaction time, and concentration to obtain kinetic information and process parameters. The glass flow reactor set-up is described and combines two types of reaction modules with &#34;mixing&#34; and &#34;linear&#34; microstructures. Finally, the reaction of diphenyldiazomethane with p-nitrobenzoic acid was successfully conducted in the flow reactor, with up to 95% conversion of the diphenyldiazomethane in 11 min. This proof of concept reaction aims to provide insight for scientists to consider flow technology&#39;s competitiveness, sustainability, and versatility in their research.

Continuous Flow Chemistry: Reaction of Diphenyldiazomethane with p-Nitrobenzoic Acid

Flow chemistry carries environmental and economic advantages by leveraging superior mixing, heat transfer and cost benefits. Herein, we provide a blueprint to transfer chemical processes from batch to flow mode. The reaction of diphenyldiazomethane (DDM) with p-nitrobenzoic acid, conducted in batch and flow, was chosen for proof of concept.

Kontinuierlicher Fluss Chemie: Reaktion des Diphenyldiazomethane mit p- Nitrobenzoic Säure

Continuous flow technology has been identified as instrumental for its environmental and economic advantages leveraging superior mixing, heat transfer and ...

A Continuous-flow Photocatalytic Reactor for the Precisely Controlled Deposition of Metallic Nanoparticles

In this work, a novel photocatalytic reactor for the pulsed and controlled excitation of the photocatalyst and the precise deposition of metallic nanoparticles is developed. Guidelines for the replication of the reactor and its operation are provided in detail. Three different composite systems (Pt/graphene, Pt/TiO2, and Au/TiO2) with monodisperse and uniformly distributed particles are produced by this reactor, and the photodeposition mechanism, as well as the synthesis optimization strategy, are discussed. The synthesis methods and their technical aspects are described comprehensively. The role of the ultraviolet (UV) dose (in each excitation pulse) on the photodeposition process is investigated and the optimum values for each composite system are provided.

For a continuous and scalable synthesis of noble-metal-based nanocomposites, a novel photocatalytic reactor is developed and its structure, operation principles, and product quality optimization strategies are described.

Einem kontinuierlichen Fluss photokatalytische Reaktor für die genau kontrollierten Abscheidung von metallischen Nanopartikeln

In this work, a novel photocatalytic reactor for the pulsed and controlled excitation of the photocatalyst and the precise deposition of metallic ...

Technical Aspect of the Automated Synthesis and Real-Time Kinetic Evaluation of [11C]SNAP-7941

Positron emission tomography (PET) is an essential molecular imaging technique providing insights into pathways and using specific targeted radioligands for in vivo investigations. Within this protocol, a robust and reliable remote-controlled radiosynthesis of [11C]SNAP-7941, an antagonist to the melanin-concentrating hormone receptor 1, is described. The radiosynthesis starts with cyclotron produced [11C]CO2 that is subsequently further reacted via a gas-phase transition to [11C]CH3OTf. Then, this reactive intermediate is introduced to the precursor solution and forms the respective radiotracer. Chemical as well as the radiochemical purity are determined by means of RP-HPLC, routinely implemented in the radiopharmaceutical quality control process. Additionally, the molar activity is calculated as it is a necessity for the following real-time kinetic investigations. Furthermore, [11C]SNAP-7941 is applied to MDCKII-WT and MDCKII-hMDR1 cells for evaluating the impact of P-glycoprotein (P-gp) expression on cell accumulation. For this reason, the P-gp expressing cell line (MDCKII-hMDR1) is either used without or with blocking prior to experiments by means of the P-gp substrate (&#177;)-verapamil and the results are compared to the ones observed for the wildtype cells. The overall experimental approach demonstrates the importance of a precise time-management that is essential for every preclinical and clinical study using PET tracers radiolabelled with short-lived nuclides, such as carbon-11 (half-life: 20 min).

Technical Aspect of the Automated Synthesis and Real-Time Kinetic Evaluation of [11C]SNAP-7941

Here, we represent a protocol for the fully automated radiolabelling of [11C]SNAP-7941 and the analysis of the real-time kinetics of this PET-tracer on P-gp expressing and non-expressing cells.

Technischer Aspekt der automatisierten Synthese und Echtzeit-Kinetik-Evaluierung von [11C]SNAP-7941

Positron emission tomography (PET) is an essential molecular imaging technique providing insights into pathways and using specific targeted radioligands ...

Optimization of Radiochemical Reactions using Droplet Arrays

Current automated radiosynthesizers are designed to produce large clinical batches of radiopharmaceuticals. They are not well suited for reaction optimization or novel radiopharmaceutical development since each data point involves significant reagent consumption, and contamination of the apparatus requires time for radioactive decay before the next use. To address these limitations, a platform for performing arrays of miniature droplet-based reactions in parallel, each confined within a surface-tension trap on a patterned polytetrafluoroethylene-coated silicon "chip", was developed. These chips enable rapid and convenient studies of reaction parameters including reagent concentrations, reaction solvent, reaction temperature and time. This platform permits the completion of hundreds of reactions in a few days with minimal reagent consumption, instead of taking months using a conventional radiosynthesizer.

This method describes the use of a novel high-throughput methodology, based on droplet chemical reactions, for the rapid and economical optimization of radiopharmaceuticals using nanomole amounts of reagents.