(H2N2)-Một hệ thống thiết bị phản ứng cỡ vi mô, có khả năng xác định nhanh chóng những điều kiện lý tưởng đối với các phản ứng hữu cơ phức tạp, có thể sẽ tác động quan trọng đến phương thức và tốc độ nghiên cứu cũng như sự phát triển các quy trình phản ứng trong hóa học hữu cơ.
Nhóm nghiên cứu liên kết thuộc Viện Công nghệ Massachusssets (Mỹ) và Viện Công nghệ Thụy Sĩ đã nghiên cứu và chế tạo một thiết bị phản ứng vi lỏng với dòng chảy liên tục, được sứ dụng để tối ưu hóa hiệu suất và tính chọn lọc của nhiều phản ứng bằng cách sử dụng những lượng nguyên liệu cỡ miligam. Các nhà nghiên cứu đã trình diễn khả năng thử nghiệm hiệu suất, tính chọn lọc và tốc độ phản ứng khi các biến số phản ứng (ví dụ thành phần, tốc độ dòng chảy, nhiệt độ) thay đổi, nhất là ở những phản ứng chuyển hóa hữu cơ phức tạp nhạy cảm với độ ẩm.
Thiết bị do các nhà nghiên cứu phát triển có thể được sử dụng để nghiên cứu một cách hệ thống và xác định điều kiện phản ứng tối ưu đối với các phản ứng glycosyl hóa. Thông thường, ở những phản ứng glycosyl hóa này người ta rất khó dự báo tính chọn lọc và hiệu suất phản ứng. Hệ thống mới cho phép thực hiện nhiều phản ứng glycosyl hóa trong một thời gian ngắn và với lượng nguyên liệu nhỏ, từ đó có thể xác định các điều kiện của phản ứng tối ưu.
Một trong những phản ứng glycosyl hóa đã được thử nghiệm là phản ứng tổng hợp đisacarit được hình thành bằng phản ứng của các galactoza với mannosyl tricloaxetamidat. Các nhà nghiên cứu đã thực hiện 44 phản ứng ở các nhiệt độ khác nhau, sử dụng chỉ 2 mg hợp chất mannosyl cho mỗi phản ứng. Thời gian lưu trong thiết bị phản ứng là từ 25 đến 215 giây. Trong cùng thời gian, nếu sử dụng các kỹ thuật thí nghiệm thông thường thì chỉ có thể tiến hành 2 hoặc 3 thí nghiệm như vậy, đồng thời cũng phải sử dụng nhiều hóa chất hơn.
Việc khảo sát nhanh các điều kiện phản ứng không chỉ mở ra cơ hội cho việc tối ưu hóa hiệu suất và tính chọn lọc của phản ứng, mà còn cung cấp nhiều dữ liệu để nghiên cứu các hưởng phản ứng và động học của phản ứng.
Các nhà nghiên cứu trên đã chứng minh những ích lợi của việc sử dụng thiết bị phản ứng cỡ vi mô cho phản ứng flo hóa trực tiếp, phản ứng tổng hợp phosgen, phản ứng pho- gen hóa, điazo hóa, hyđro hóa, oxy hóa và các phản ứng hữu cơ khác. Thiết bị này cũng có thể được kết hợp với các thiết bị quan sát phản ứng như quang phổ khối, sắc ký khí,… Trong tương lai, những thiết bị phản ứng cỡ vi mô như trên có thể thay thế cho các bình phản ứng thông thường trong các phòng thí nghiệm hiện nay.
HOÀNG VÂN
Nguồn Chemical & Engineering News
