Self-deoxygenating glaswerk is een adem van verse lucht met zuurstof-gevoelige reacties

0
16

Lab libellen gecoat met glucose-oxidase zetten opgeloste zuurstof naar een catalyst voor VLOT polymerisatie

Bron: © Greg Qiao/Universiteit van Melbourne

Het immobiliseren van glucose-oxidase om een glazen oppervlak leidt tot recyclebaar glaswerk dat kan enzymatisch deoxygenate waterige oplossingen

Een nieuwe reeks van glaswerk verwijdert zuurstof in de oplossing. De kolven, pipetten en maatcilinders worden geactiveerd door het toevoegen van slechts een snuifje suiker, en chemici kan ze gebruiken voor het doen van airconditioning gevoelige polymeer-vormende reacties zonder pomp, een Schlenk line of zelfs een deksel op hun reactie schip.

Alle gebruikelijke oplosmiddelen bevatten sommige opgeloste zuurstof. Vele reacties zijn gevoelig voor zuurstof, in het bijzonder polymerisations, als het kan uitdoven van het proces of het genereren van ongewenste nevenproducten. Chemici meestal verwijder zuurstof door borrelende inert stikstof of argon via de oplossing, maar ze maken ook gebruik van vacuüm pompen, Schlenk lijnen en handschoenkasten. Deze technieken zijn lastig, tijdrovend en duur, maar met de nieuwe mokka, zullen ze in staat zijn om te doen zuurstof-gevoelige reacties meer gemakkelijk.

Greg Qiao, van de Universiteit van Melbourne, Australië, en zijn team maakte het glaswerk door het coaten van de binnenzijde van de standaard lab-flesjes met een aldehyde, voor het toevoegen van glucose-oxidase oplossing. De aldehyde snel reageert met glucose-oxidase s amine groepen, samenhangend aan het glasoppervlak. Het werkt met alle soorten glaswerk.

‘We werkten VLOT polymerisatie reacties, die zijn voorzien van een gevoelige, en op een dag vonden we het echt cool om te maken glaswerk dat kan daadwerkelijk verwijderen van de zuurstof zelf,’ Qiao zegt. ‘Het glaswerk werkt omdat een redox-reactie plaats – de toegevoegde suiker wordt geoxideerd tot een zuur, en de zuurstof in de oplossing wordt verminderd tot waterstof peroxide, welke vormen hydroxyl radicalen,’ gaat hij verder. VLOT polymerisations sprake van een reactie tussen vrije radicalen en een dithioester VLOT agent. De hydroxyl radicalen vallen het VLOT agent, kick-off van de reactie.

‘Het is net als het doen van de was. U voeg de suiker toe als u het toevoegen van uw wasmiddel, en het werkt om het vuil te verwijderen van je kleding – of in dit geval, verwijder de zuurstof van de oplossing”, legt Qiao. Hij zegt dat de chemici kunnen gebruik maken van het glaswerk voor een reactie waar suiker niet leiden tot een probleem, en het kan verkocht worden in de handel verder naar beneden de lijn.

Bron: © Greg Qiao/Universiteit van Melbourne

Het team functionalised een verscheidenheid van glaswerk

Polymeer chemicus Tamaki Nakano, van de Universiteit van Hokkaido, Japan, beschrijft het proces als een geweldige uitvinding. ‘Het onmiddellijk doet me denken aan Marty McFly self-drogen jas en zelf veters schoenen uit Back to the Future Part II – het bespaart u de moeite van het verwijderen van zuurstof van uw reactie systemen voor eeuwig.’

U kunt ook het hergebruik en de recycling van het glaswerk. ‘Het toont de kracht van glucose-oxidase nog maar eens,’ zegt Robert Chapman, een enzym en polymeer wetenschapper aan de Universiteit van New South Wales, Australië. ‘Niet alleen actief blijven nadat ze geïmmobiliseerd op het glas, het werkt in 50% methanol na meer dan negen cycli, of na opslag bij kamertemperatuur voor 45 dagen.’ Nakano zegt ook dat de herbruikbaarheid is goed, maar voegt daaraan toe dat het glaswerk moet verdere verbeteringen in de stabiliteit om te zien wijdverbreide gebruik.

Qiao zegt dat hun volgende stap is om te komen met nieuwe manieren om te meng de suiker en het enzym samen. ‘We werken aan het immobiliseren van de suiker op het glas. Of we kunnen laag op het oppervlak van kleine glazen kralen en dompel ze in de oplossing in een poreuze zak – net als een theezakje.’

Referenties

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

 

Thomas Foley