Name: real-time monitoring of reactions performed using continuous-flow processing: the preparation of 3-acetylcoumarin as an example
Uploaded: 2015-11-18T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Real-time Monitoring of Reactions Performed Using Continuous-flow Processing: The Preparation of 3-Acetylcoumarin as an Example at JoVE.com

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. Найти соответствующие сигналы для мониторинга реакций <ol><li> Получение спектров комбинационного рассеяния для всех исходных материалов и продукта. </li><li> Перекрытие спектров и определить интенсивную полосу, что является уникальным для продукта. </li><li> Используйте этот комбинационно?...

<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. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+integration+of+flow+reactors+into+synthetic+organic+chemistry.">The integration of flow reactors into synthetic organic chemistry.</a> J. Chem. Technol. Biotechnol. 88 (4), 519-552 (2013).</li><li>Malet-Sanz, L., Susanne, F. <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+Synthesis.">Continuous Flow Synthesis.</a> A Pharma Perspective J. Med. Chem. 55 (9), 4062-4098 (2012).</li><li>Hartwig, J., Metternich, J. B., Nikzad, N., Kirschning, A., Ley, S. V. <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+chemistry:+a+discovery+tool+for+new+chemical+reactivity+patterns.">Continuous flow chemistry: a discovery tool for new chemical reactivity patterns.</a> Org. Biomol. Chem. 12 (22), 3611-3615 (2014).</li><li>De Beer, T., 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=Near+infrared+and+Raman+spectroscopy+for+the+in-process+monitoring+of+pharmaceutical+production+processes.">Near infrared and Raman spectroscopy for the in-process monitoring of pharmaceutical production processes.</a> Int. J. Pharm. 417, 32-47 (2001).</li><li>McMullen, J. P., Jensen, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrated+microreactors+for+reaction+automation:+New+approaches+to+reaction+development.">Integrated microreactors for reaction automation: New approaches to reaction development.</a> Annu. Rev. Anal. Chem. 3, 19-42 (2010).</li><li>Moore, J. S., Jensen, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+multitrajectory+method+for+reaction+optimization+in+a+microfluidic+system+using+online+IR+analysis.">Automated multitrajectory method for reaction optimization in a microfluidic system using online IR analysis.</a> Org. Process Res. Dev. 16 (8), 1409-1415 (2012).</li><li>Carter, C. 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=ReactIR+Flow+Cell:+A+New+Analytical+Tool+for+Continuous+Flow+Chemical+Processing.">ReactIR Flow Cell: A New Analytical Tool for Continuous Flow Chemical Processing.</a> Org. Process Res. Dev. 14 (2), 393-404 (2010).</li><li>Ferstl, 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=Inline+Analysis+in+Microreaction+Technology:+A+Suitable+Tool+for+Process+Screening+and+Optimization.">Inline Analysis in Microreaction Technology: A Suitable Tool for Process Screening and Optimization.</a> Chem. Eng. 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. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Could+smaller+really+be+better?+Current+and+future+trends+in+high-resolution+microcoil+NMR+spectroscopy.">Could smaller really be better? Current and future trends in high-resolution microcoil NMR spectroscopy.</a> Anal. Bioanal. Chem. 402 (1), 61-68 (2012).</li><li>Mozharov, S., 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=Improved+Method+for+Kinetic+Studies+in+Microreactors+Using+Flow+Manipulation+and+Noninvasive+Raman+Spectrometry.">Improved Method for Kinetic Studies in Microreactors Using Flow Manipulation and Noninvasive Raman Spectrometry.</a> J. Am. Chem. Soc. 133 (10), 3601-3608 (2011).</li><li>Chaplain, G., Haswell, S. J., Fletcher, P. D. I., Kelly, S. 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>

Легкость, в которой спектрометр комбинационного может сопрягаться с блоком потока делает этот встроенный метод ценную для мониторинга реакции. Множество переменных реакции можно зондировать в ускоренном порядке, что позволяет пользователю достичь оптимальных условиях реакции быст?...

С помощью обработки непрерывного потока, химики обнаружили, что они могут выполнять ряд химических реакций безопасно, эффективно и с легкостью 1,2. В результате, химия потока оборудование становится неотъемлемым инструментом для работы как в реакции промышленных установок, а также научно-исследовательские лаборатории в академических учреждениях. Широкое разнообразие синтетических превращений химических были проведены в реакторах потока 3,4. В некоторых случаях, реакции, которые не работают в периодическом было показано, что гладко в условиях прямоточного 5. Для обоих оптимизации реакции и контроля качества, внедрение мониторинга реакции в линию с обработкой потока обеспечивает значительные преимущества. В он-лайн мониторинга обеспечивает непрерывный анализ в режиме реального времени ответ на реальных условиях выборок. Это быстрее и, в некоторых случаях, более надежны, чем аналогичные офф-лайн методов. Ряд в линию аналитических методов были сопряжены с Fнизкие реакторы 7. Примеры включают в себя инфракрасные 8,9, УФ-видимой 10,11, 12,13 ЯМР, спектроскопии комбинационного рассеяния света 14,15 и 16,17 масс-спектрометрии. Наша исследовательская группа сопряжена спектрометр комбинационного а с научной микроволновой блока 18. Используя это, диапазон реакций контролировались как с качественной и количественной 19 20 точки зрения. Основываясь на этом успехе, мы недавно сопряжена наш комбинационного спектрометра с одним из наших подразделений непрерывного потока и использовали ее для поточного мониторинга реакции ряда ключевых медицински значимых органических преобразований. 21 В каждом случае можно было следить за Реакции, а также в одном примере, с помощью калибровочной кривой, мы смогли определить преобразование продукта из спектральных данных комбинационного рассеяния. В Здесь мы опишем, как настроить аппарат и использовать его для контроля реакции. Мы используем пиперидин-катализированного синтеза 3-ACetylcoumarin (1) салицилальдегида с этилацетоацетатом (рис 1) в качестве модельной реакции здесь. <img alt="фигура 1" src="/files/ftp_upload/52393/52393fig1.jpg" /> Рисунок 1. Базовая катализируемой реакции конденсации между салицилальдегида и этилацетоацетатом с получением 3-acetylcoumarin (1). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52393/52393fig1large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</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

При использовании встроенного мониторинга, можно оптимизировать реакцию проводили с использованием обработки проточной простым и быстрым способом. Можно также для обеспечения высокого качества продукта с течением времени с помощью этой техники. Мы здесь, показывают, как взаимодействовать коммерчески доступный блок потока с помощью спектрометра комбинационного рассеяния. Проточную кювету комбинационного помещается после регулятора обратного давления, что означает, что он может работать при атмосферном давлении. Кроме того, тот факт, что поток продукта проходит через систему трубок перед входом в проточную кювету означает, что материал при комнатной температуре. Важно, что спектры приобретаются под изотермических условиях, так как интенсивность сигнала комбинационного зависит от температуры. Собрав аппарат, мы затем показать, как контролировать химическую реакцию, пиперидин-катализированного синтеза 3-acetylcoumarin из салицилового альдегида и этилацетоацетатом используется в качестве примера. Реакция может быть выполнена в диапазоне от дебитаD температуры, средство мониторинга на месте используется для оптимизации условий просто и легко.

Препарат проточный 3-acetylcoumarin был выбран в качестве репрезентативного реакции для мониторинга в режиме реального времени. В партии, реакция протекает хорошо при использовании этилацетата в качестве растворителя. Однако продукт (1), не полностью растворим при комнатной темпера?...

Watch this Scientific Journal Video about Real-time Monitoring of Reactions Performed Using Continuous-flow Processing: The Preparation of 3-Acetylcoumarin as an Example at JoVE.com

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

Мониторинг в режиме реального времени позволяет быстро оптимизации реакций, выполненных с использованием обработки непрерывного потока. Здесь Получение 3-acetylcoumarin используется в качестве примера. Устройство для выполнения на месте мониторинг комбинационного описано, как и шаги, необходимые для оптимизации реакции.

В режиме реального времени мониторинг реакций осуществляется с помощью обработки прямоточного: Получение 3-Acetylcoumarin как пример

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 ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Rapid Высокая пропускная способность Виды Идентификация ботанического материала с использованием прямого анализа в реальном времени с высоким разрешением масс-спектрометрии

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

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

Капиллярный электрофорез Контролировать Peptide прививкой на хитозана пленок в режиме реального времени

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

Протокол для безопасного литиирующего реакций с использованием Литийорганические Реагенты

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

Мониторинг эффекты освещения на структуре конъюгированные полимер гели с помощью нейтронного рассеяния

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

Измерения на большие расстояния электронной корреляции во время Фемтосекундный дифракции эксперименты, проведенные на нанокристаллов Бакминстерфуллерен

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

Анализ реального времени дыхание с помощью вторичных Nanoelectrospray ионизации в сочетании с масс-спектрометрии высокого разрешения

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 Chemistry: Reaction of Diphenyldiazomethane with p-Nitrobenzoic Acid

Непрерывный поток химия: Реакция Diphenyldiazomethane с p- Nitrobenzoic кислота

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

Непрерывный поток фотокаталитический реактор точно контролируемой осаждения металлических наночастиц

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

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

Технический аспект автоматизированного синтеза и кинетической оценки в реальном времениNo 11C'SNAP-7941

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