Selbst deoxygenating Glaswaren ist ein Hauch frischer Luft für Sauerstoff-sensible Reaktionen

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Labor-Fläschchen beschichtet mit glucose-oxidase konvertieren von gelöstem Sauerstoff in einem Katalysator für die RAFT-polymerisation

Quelle: © Greg Qiao/Universität Melbourne

Die Stilllegung von glucose-oxidase auf die Glasfläche führt zu recyclebare Gläser können enzymatisch deoxygenate wässrigen Lösungen

Eine neue Palette von Glaswaren entfernt Sauerstoff aus der Lösung. Die meßkolben, Pipetten und Messzylinder werden aktiviert durch die Zugabe von nur einer Prise Zucker, und die Chemiker können Sie tun, um air-sensitive polymer-bildenden Reaktionen, ohne eine Pumpe, eine Schlenk-Linie oder sogar einen Deckel auf Ihre Reaktion Schiffes.

Alle regulären Lösungsmittel enthalten gelösten Sauerstoff. Viele Reaktionen sind empfindlich gegenüber Sauerstoff, insbesondere polymerisations -, als es stillen kann, den Prozess oder erzeugen unerwünschte Nebenprodukte. Chemiker in der Regel entfernen Sie Sauerstoff durch sprudelnden inertem Stickstoff oder argon durch die Lösung, aber Sie verwenden auch Vakuum Pumpen, Schlenk-lines und Handschuh-Boxen. Diese Techniken sind schwierig, zeitaufwändig und teuer, aber mit den neuen Gläsern, werden Sie in der Lage zu tun, Sauerstoff-empfindliche Reaktionen leichter.

Greg Qiao von der University of Melbourne, Australien, und sein team vorgenommen die Gläser durch die Beschichtung der inneren Oberfläche von standard-Labor-Flaschen mit einem aldehyd, bevor die Zugabe von glucose-oxidase-Lösung. Der aldehyd reagiert schnell mit glucose-oxidase ist, die Amin-Gruppen, conjugating es auf die Glasoberfläche. Es arbeitet mit jeder Art von Glaswaren.

“Wir arbeiteten an der RAFT-polymerisation Reaktionen, die Luft-und Kleinschreibung und eines Tages dachten wir, es wäre wirklich cool, um Glaswaren, die können tatsächlich entfernen Sie den Sauerstoff selbst’, sagt Qiao. “Die Glaswaren funktioniert, weil eine redox-Reaktion stattfindet – der Zucker wird oxidiert, um eine Säure, und der Sauerstoff in der Lösung reduziert wird, um Wasserstoff-peroxide, welche Formen hydroxyl-Radikale,’ fährt er Fort. RAFT-polymerisations beinhalten eine Reaktion zwischen freien radikalen und ein dithioester-RAFT-Agens. Die hydroxyl-Radikale greifen die RAFT-Agens, zum Auftakt der Reaktion.

‘Es ist einfach wie Wäsche waschen. Fügen Sie den Zucker, wie Sie Ihre Waschmittel, und es funktioniert zum entfernen von Schmutz aus Ihrer Kleidung – oder in diesem Fall, entfernen Sie den Sauerstoff aus der Lösung”, erklärt Qiao. Er sagt, dass die Chemiker können die Gläser für jede Reaktion, bei der Zucker nicht zu einem problem führen, und es könnte sein, kommerziell verkauft werden weiter unten auf die Linie.

Quelle: © Greg Qiao/Universität Melbourne

Das team funktionalisierten eine Vielzahl von Glaswaren

Polymer-Chemiker Tamaki Nakano von der Universität Hokkaido, Japan, beschreibt den Prozess als eine erstaunliche Erfindung. “Es erinnert mich sofort an Marty mcflys selbsttrocknende Jacke und selbst-Schnürung Schuhe aus Zurück in die Zukunft Teil II – es spart Ihnen die Mühe, das entfernen von Sauerstoff aus der Reaktion von Systemen auf ewig.’

Sie können sogar wiederverwenden und recyceln die Gläser. “Es zeigt die macht der Glukose-oxidase noch mal wieder”, sagt Robert Chapman, ein Enzym und polymer scientist an der University of New South Wales, Australien. ‘Nicht nur, dass es aktiv bleibt, nachdem er ruhiggestellt auf dem Glas, funktioniert es in bis zu 50% methanol nach mehr als neun Zyklen, oder nach einer Lagerung bei Raumtemperatur für 45 Tage.’ Nakano sagt auch, dass die Wiederverwendbarkeit ist gut, fügt aber hinzu, dass die Gläser braucht weitere Verbesserungen der Stabilität, um zu sehen, weit verbreitet.

Qiao sagt Ihr Nächster Schritt ist zu kommen mit neuen Möglichkeiten, mischen Sie den Zucker und Enzym zusammen. “Wir arbeiten auf die Stilllegung der Zucker auf das Glas als gut. Oder könnten wir beschichten sowohl auf der Oberfläche kleine Glasperlen und Tauchen Sie in die Lösung in einer porösen Tasche – einfach wie ein Teebeutel.’

Referenzen

M D Nothling et al, Chem. Commun., 2019, DOI: 10.1039/c9cc03477c

 

Thomas Foley