Self-deoxygenating glass er et pust av frisk luft for oksygen-sensitive reaksjoner

0
8

Lab-ampuller belagt med glukose oksidase konvertere oppløst oksygen i en katalysator for REDNINGSFLÅTE polymerisation

Kilde: © Greg Qiao/University of Melbourne

Immobilising glukose oksidase til et glass overflaten fører til resirkulerbare glass som kan enzymatically deoxygenate vandige løsninger

En ny serie av glass fjerner oksygen fra løsning. Den kolber, pipetter og måling sylindere er aktivert ved å legge til bare en klype sukker, og kjemikere kan bruke dem til å gjøre air-sensitive polymer-forming reaksjoner uten en pumpe, en Schlenk linje eller til og med et lokk på sin reaksjon på fartøyet.

Alle vanlige løsemidler som inneholder noen oppløst oksygen. Mange reaksjoner er følsomme for oksygen, spesielt polymerisations, som det kan slukke prosessen, eller du kan generere uønsket side-produkter. Kjemikere vanligvis fjerne oksygen ved boblende inert nitrogen eller argon gjennom løsningen, men de bruker også vakuum pumper, Schlenk linjer og hanske bokser. Disse teknikkene er vanskelig, tidkrevende og dyrt, men med den nye glass, vil de være i stand til å gjøre oksygen-sensitive reaksjoner lettere.

Greg Qiao, fra University of Melbourne, Australia, og hans team gjorde glass av belegg på innsiden av standard lab hetteglass med et aldehyd, før du legger glukose oksidase løsning. Den aldehyd raskt reagerer med glukose oksidase er amin grupper, bøye det til glasset. Det fungerer med alle typer glass.

‘Vi jobbet på FLÅTEN polymerisation reaksjoner, som er air sensitive, og en dag vi trodde det ville være kult å lage glass som kan faktisk fjerne oksygen i seg selv,’ Qiao sier. “The glass fungerer fordi en redoks-reaksjon finner sted – tilsatt sukker blir oksidert til en syre, og oksygen i løsningen blir redusert til hydrogen peroxide, som danner hydroksyl-radikaler,’, fortsetter han. FLÅTEN polymerisations innebære en reaksjon mellom frie radikaler og en dithioester REDNINGSFLÅTE agent. Den hydroksyl-radikaler angrep FLÅTEN agent, sparker av reaksjonen.

“Det er akkurat som å gjøre klesvask. Du kan legge til sukker som du legg til din vaskemiddel, og det fungerer å fjerne skitt fra klær – eller, i dette tilfellet, for å fjerne oksygen fra løsningen, forklarer Qiao. Han sier at kjemikere kan bruke glass for alle reaksjon der sukker ikke forårsake et problem, og at den kan selges kommersielt lenger ned linjen.

Kilde: © Greg Qiao/University of Melbourne

Teamet functionalised et utvalg av glass

Polymer kjemiker Tamaki Nakano, fra Universitetet i Hokkaido, Japan, beskriver prosessen som en fantastisk oppfinnelse. ‘Det umiddelbart minner meg om Marty McFly’ s self-drying jakke og selv-snøring sko fra Back to the Future Part II – det sparer deg bryet med å fjerne oksygen fra din reaksjon systemer for evig.’

Du kan til og med gjenbruk og resirkulering av glass. “Det viser effekt av glukose oksidase ennå igjen, sier Robert Chapman, et enzym og polymer som er forsker ved University of New South Wales, Australia. “Ikke gjør det bare er fortsatt aktive etter at man på glasset, fungerer i opp til 50% metanol etter mer enn ni sykluser, eller etter lagring ved romtemperatur i 45 dager.’ Nakano sier også at reusability er god, men legger til at glass behov for ytterligere stabilitet forbedringer for å se utbredt bruk.

Qiao sier deres neste trinn er å komme opp med nye måter å blande sukker og enzym sammen. ‘Vi arbeider på immobilising sukker på glasset, så vel. Eller vi kunne pels både på overflaten av små glassperler og dyppe dem i løsningen i en porøs bag – akkurat som en te-pose.’

Referanser

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

 

Thomas Foley