Själv deoxygenating glas är en frisk fläkt för syre-känsliga reaktioner

0
28

Lab flaskor belagd med glukos oxidas konvertera löst syre i en katalysator för en RAD polymerisering

Källa: © Greg Qiao/University of Melbourne

Kvarhållande av glukos oxidas till ett glas yta leder till återvinningsbart glas som kan enzymatiskt deoxygenate vattenlösningar

Ett nytt sortiment av glas som tar bort syre från lösningen. Den flaskor, pipetter och mätglas är aktiverad genom att tillsätta en nypa socker, och kemister kan använda dem för att göra air-känsliga polymer bildar reaktioner utan en pump, en Schlenk eller ett lock på deras reaktion fartyg.

Alla vanliga lösningsmedel som innehåller några av upplöst syre. Många reaktioner är känsligt för syre, särskilt polymerisations, eftersom det kan släcka process eller generera oönskade biverkningar produkter. Kemister normalt ta bort syre genom bubblande inert kväve eller argon genom lösningen, men de använder också vakuumpumpar, Schlenk linjer och handskboxar. Dessa tekniker är svårt, tidskrävande och dyrt, men med nya glas, de kommer att kunna göra syre-känsliga reaktioner lättare.

Greg Qiao, från University of Melbourne, Australien, och hans team gjort av glas med beläggning på insidan av standard lab flaskor med en aldehyd, innan du lägger glukosoxidas lösning. Den aldehyd snabbt reagerar med glukos oxidas s amin grupper, binda det till glasytan. Det fungerar med alla typer av glas.

“Vi arbetade på FLOTTEN polymerisering reaktioner, som är luft känslig, och en dag tänkte vi att det skulle vara riktigt coolt att göra glas som faktiskt kan ta bort syre sig själv,’ Qiao säger. “Det glas fungerar eftersom en redox-reaktion sker – den tillsats av socker blir oxiderade till en syra, och syre i lösningen får minskas till väteperoxid, som utgör hydroxyl radikaler”, fortsätter han. FLOTTEN polymerisations innebära en reaktion mellan fria radikaler och en dithioester FLOTTE agent. Hydroxyl radikaler angriper FLOTTE agent, sparkar igång reaktionen.

“Det är precis som att göra tvättservice. Du lägger till socker som du vill lägga till ditt tvättmedel, och det fungerar för att ta bort smuts från dina kläder – eller i detta fall, för att ta bort syre från lösningen”, förklarar Qiao. Han säger att kemister kan använda glas för varje reaktion där socker orsakar inte ett problem, och det kan säljas kommersiellt längre ner på linjen.

Källa: © Greg Qiao/University of Melbourne

Laget functionalised en mängd olika glas

Polymer kemist Tamaki Nakano, från University of Hokkaido, Japan, beskriver processen som en fantastisk uppfinning. “Det omedelbart påminner mig om Marty McFly’ s self-torkning jacka och själv-snörning skor från Tillbaka till Framtiden Del II – det sparar dig besväret med att ta bort syre från din reaktion system för evigt.’

Du kan även återanvända och återvinna glas. “Det visar kraften av glukos oxidas ännu en gång”, säger Robert Chapman, ett enzym och polymer forskare vid University of New South Wales, Australien. ‘Det ska inte bara vara aktiva efter att de fastnar på glaset, det fungerar i upp till 50% metanol efter mer än nio cykler, eller efter lagring vid rumstemperatur i 45 dagar.” Nakano säger också att återanvändning är bra, men tillägger att glas är i behov av ytterligare förbättringar av stabilitet för att se utbredd användning.

Qiao säger att deras nästa steg är att komma på nya sätt att blanda socker och enzym tillsammans. “Det är vi som arbetar på kvarhållande av socker på glas också. Eller vi skulle kunna päls både på ytan av små glaspärlor och doppa dem i lösning i en porös väska – precis som en tepåse.’

Referenser

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

 

Thomas Foley