Geleneksel olarak zahmetli ancak yaygın olarak kullanılan Birch redüksiyon işlemi, optimize edilmiş bir mekanokimyasal yaklaşım kullanılarak havada sadece bir dakika içinde gerçekleştirilebilir hale geldi.
Birch redüksiyon işlemi, ilaçlar ve biyoaktif bileşikler yapmak için yaygın olarak kullanılan bir reaksiyondur ancak çoğunlukla kimyagerlerin sıvı amonyakla çalışmalarını, kriyojenik sıcaklıkları kullanmalarını ve zaman alıcı adımları uygulamalarını gerektiren zahmetli bir süreçtir.
Hokkaido Üniversitesi Kimyasal Reaksiyon Tasarımı ve Keşfi Enstitüsü’ndeki (WPI-ICReDD) araştırmacılar; amonyak kullanımını önleyen, oda sıcaklığında ve ortam havasında yapılabilecek, geleneksel yöntemlere göre 20-150 kat daha hızlı olan Birch redüksiyon işlemini gerçekleştirmek için basitleştirilmiş bir yöntem geliştirdiler. Bulguları Angewandte Chemie International Edition dergisinde yayınlandı.
Birçok çözeltide Birch redüksiyon işlemi için lityum bazlı yöntemler daha önce geliştirilmiş olsa da, lityumun hem havayla hem de suyla tepkimesi nedeniyle, bu işlemler halen inert bir atmosfer veya dehidre koşullarla karmaşık reaksiyon düzenekleri gerektirdi.
Bu çalışmadaki araştırmacılar, reaktifleri bir metal top ile birlikte hızla sarsılarak katı reaktiflerin bir araya getirilmesini sağlayan bir küçük metal kavanozda titreştiği çözelti tabanlı bir yöntemden çözücüsüz bir yönteme geçerek, bu sorunlardan kaçınmak için bir fırsat gördüler. Bu çözücüsüz yöntemde reaktifler, bir bilyalı değirmende kullanılarak işlem görür.
Ortak yazar Doçent Koji Kubota, “Daha önceki çalışmalarda, magnezyum ve kalsiyum gibi metallerin organik bileşiklerle reaksiyonlarında bir bilyalı değirmenn kullanmanın reaksiyon hızını artırdığını ve süreci büyük ölçüde basitleştirdiğini bulduk,” dedi. “Buna dayanarak, bir bilyalı değirmen kullanarak lityum metalinin aromatik bileşiklerle reaksiyonlarını gerçekleştirerek daha doğrudan bir Birch redüksiyonu işlemi geliştirebileceğimizi merak ettik.”
Bu stratejinin anahtarı, topun mekanik etkisinin, havayla reaksiyona giren lityumun yüzey tabakasını kırarak, diğer reaktiflerle tepkimeye girebilecek saf lityumu açığa çıkarması ve Birch indirgeme işleminin gerçekleşmesini mümkün kılmasıdır. Bu yaklaşım, ortam havasında ve oda sıcaklığında gerçekleştirilebilir, bu da işlemi çok daha kolay hale getirir.
Araştırmacılar, farmasötik ara maddeleri ve diğer biyoaktif moleküller de dahil olmak üzere geniş bir organik bileşik yelpazesinde işlemin çok yönlülüğünü göstererek, başarılı bir şekilde test ettiler. Birch redüksiyonu çoğu durumda şaşırtıcı derecede hızlı şekilde bir dakikada tamamlandı.
İşlem daha büyük gram ölçekli partilere başarıyla ölçeklendirildi ve ekip, bu teknik sayesinde çeşitli moleküllerin basitleştirilmiş sentezine imkan sağlayabileceğine inanıyor. Ayrıca bu teknik, mekanokimyada önemli bir ilerleme olarak da kabul ediliyor. [1]Birch reduction simplified to a one-minute mechanochemical process
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | Birch reduction simplified to a one-minute mechanochemical process |
|---|
