Archives de catégorie : Chimie

From synthesis to Purification

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Refroidir un milieu réactionnel : problématiques et solutions


Les solutions actuelles pour refroidir un milieu réactionnel :

Certaines réactions chimiques ont besoin d’être réalisées à basses températures sur de longues périodes.
Pour répondre à ces besoins, plusieurs solutions sont actuellement envisageables telles que :

L’utilisation d’un mélange glace – sel

Températures minimales auxquels peuvent descendre les mélanges glace -sel :

  • T ~ 0°C : bain de glace
  • T ~ -10°C : bain de glace (70 %) + chlorure de calcium (30 %)
  • T ~ – 15 °C : bain de glace (80 %) + chlorure d’ammonium (20 %)
  • T ~ – 20°C : bain glace (75 %) + chlorure de sodium (25 %)

Les pourcentages sont donnés en masse

 

L’utilisation d’un mélange solvant organique – carboglace

On peut obtenir aussi des mélanges en réalisant un mélange entre dioxyde de carbone en paillettes (carboglace ou neige carbonique) avec des solvants organiques :

  • T ~ – 23°C : tétrachlorure de carbone/ carboglace
  • T ~ – 60°C : chloroforme/ carboglace
  • T ~ – 78°C : acétone/ carboglace
  • T ~ – 95°C : toluène/ carboglace
  • T ~ – 100°C : éther/ carboglace

 

L’utilisation d’air ou de l’azote liquide ou solvant organique / azote liquide.

  • T ~ – 170 – 180°C

 

Les précautions à prendre et contraintes rencontrées :

Des précautions devront également être considérées pour le maintien de ces basses températures telles que :

  • Isoler thermiquement le système de synthèse utilisé, soit en le recouvrant d’un isolant.
  • Utiliser un Dewar ou un Cool-It.

Malgré toutes ces solutions et précautions, la stabilité de la température du milieu réactionnel ne pourra pas être garantie ce qui peut être gênant pour la réalisation de certains composés comme les acides boroniques.
Les acides boroniques peuvent être obtenus selon une réaction qui consiste à former un magnésien ou un lithien puis à l’additionner sur un ester d’acide borique (Schéma 1) et enfin à hydrolyser l’ester arylboronique obtenu pour récupérer l’acide boronique

Schéma 1 - Addition d’un arylmétallique sur un trialkylborate

Les acides boroniques obtenus à partir d’organolithiens présentent l’avantage de préparer les aryllithiens par ortholithiation, en s’affranchissant du précurseur halogéné.

Il a été aussi été montré que, dans certains cas d’organolithiens peu stables, il est possible de réaliser un piégeage in situ, en ajoutant la base lithiée sur un mélange d’arène et de borate (Schéma 2).

Schéma 2 - Borylation par ortholithiation et piégeage in situ.

Une des limites, pour l’ortholithiation, est que cette réaction doit toujours être réalisée à très basse température (de -78°C à -40°C)  à laquelle risque de s’ajouter les limites liées aux outils actuels, proposés pour travailler à basse température.

Pour des réactions se faisant sur de longues durées et toujours à très basse température, la nécessité d’une surveillance à cause du rechargement fréquents en mélange carboglace /solvant ou azote liquide /solvant par les utilisateurs peut vite devenir contraignant et fastidieux.

 

Repousser les limites avec des solutions efficaces :


Pour repousser ces limites et arriver à réaliser des applications selon des conditions spécifiques à basses températures et sur de longues durées, Interchim propose des solutions efficaces.

Par exemple, pour les applications où la stabilité de la température, l’efficacité de l’agitation sont exigées sur des temps de réactions illimités Interchim propose :

Pour des réactions réalisées dans un ballon de volume compris entre 10ml et 2L :

• L’utilisation du réservoir Cool-It Radleys et du cryoplongeur Huber TC100E

Reservoir incassable Cool-itLe réservoir incassable Cool-it,
en HDPE, s’adapte directement
sur le plateau d’un agitateur
magnétique pour des ballons
à fond rond des volumes allant de 10ml à 250ml.
Cryoplongeur TC100ELe cryoplongeur TC100E
permet le refroidissement rapide
et contrôlé du liquide contenu
dans le réservoir Cool-It et
le maintien de sa température
(T°C max : -100°C) avec une précision de +/- 0,5k.
La combinaison de ces deux systèmes garantie la stabilité de la température du milieu du milieu et une agitation magnétique efficace sur un temps de réaction illimité.

 

Pour des réactions réalisées avec des systèmes de synthèses en parallèles :

• L’ utilisation de réservoirs dédiés aux systèmes de synthèse parallèle Radleys et du cryoplongeur Huber TC 100E

Reservoir incassable Cool CarouselLes réservoirs incassables
Cool Carousel, en HDPE,
s’adapte directement sur le plateau
d’un agitateur magnétique
pour des systèmes de synthèse parallèles 6, 12 et 24 positions.
Cryoplongeur TC100E avec Cool CarouselLe cryoplongeur TC100E
permet le refroidissement rapide
et contrôlé du liquide contenu
dans le réservoir du système
de synthèse parallèle et le maintien
de sa température (T°C max : -100°C)
avec une précision de +/- 0,5k.
La combinaison de ces systèmes garantie la stabilité de la température du milieu du milieu et une agitation magnétique efficace sur un temps de réaction illimité.

 

En savoir plus :

N’hesitez pas à nous contacter afin que nous puissions vous aider à repousser les limites de vos synthèses via la proposition de solutions adaptées.

En collaboration avec son vaste réseau de collaborateurs, Interchim® vous aidera à trouver les outils capables de répondre aux besoins de vos applications pour que votre activité soit encore plus performante et productive.

Caroussel_6_Plus_interchim_blog1218Huber_Temperature_Control_interchim_blog1218

+ d’infos

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Pour tout renseignement complémentaire, vous pouvez contacter notre support technique au 04 70 03 73 01 ou par email à interfine@interchim.com.





Comment diversifier vos « lead » et obtenir des analogues avec les kits Hepatochem


Lead Diversification tool box

Illustration_interchim_blog0618

HepatoChem a développé plusieurs kits pour la diversification du « lead » en utilisant la fonctionnalisation C-H. Cette chimie offre de nombreuses transformations telles que l’hydroxylation, l’acetoxylation, la methoxylation et l’halogenation, entre autres. Mais cette chimie peut être parfois complexe.
Les kits HepatoChem vous offrent une solution rapide, pratique et peu coûteuse pour obtenir des analogues. Ils permettent le criblage en parallèle d’un ensemble de conditions catalytiques sélectionnées et permettant de générer une certaine diversité d’analogues avec une approche totalement orthogonale et complémentaire des méthodes synthétiques conventionnelles.

HepatoChem propose différents kits:

  • Alkoxylation and Acetoxylation kits
  • Fluorination kit
  • Biomimetic Oxidation kit
  • Sulfinate Alkylation reagent kit
  • Photocatalytic alkylation diversification kit

 

Alkoxylation et Acetoxylation Kits

Kit de Diversité : 4 fonctionnalisations différentes

L’alkoxylation C-H est une des fonctionnalisation C-H les plus décrite dans la littérature. Le kit HepatoChem est conçu pour permettre facilement le criblage des conditions réactionnelles de l’alkoxylation et l’acetoxylation. Ce kit utilise PdOAc2 comme catalyseur avec plusieurs oxydants et additifs.

Kit HCK1007-01-001 (article 9H4350)
Inclut 2 sets de réactifs ; catalyseur et oxydant sont mélangés dans le même flacon.
La solution de substrat est préparée dans le DMF (pour faciliter le criblage de solvants) puis additionnée aux quatre solvants. Cribler les quatre solvants (méthanol, éthanol, isopropanol et acide acétique) avec trois conditions réactionnelles différents (différents sels). 10mol% Pd(OAc)2, 1 equiv PhI(OAc)2.

TableauKitHCK1007-01-001_interchim_blog0618

Effet des sels sur la fonctionnalisation C-H

Kit d’optimisation : cinq sels différents

Il a été reporté que le sel peut influencer la fonctionnalisation C-H. Le kit HepatoChem est conçu pour le criblage de plusieurs sels simultanément. Ce kit contient cinq sels différents CuOAC2, Ag2CO3, K2CO3, Cs2CO3 et MgSO4.

Kit HCK1007-01-002 (article 9H4360)
Cribler un solvant avec 12 conditions réactionnelles. 10 mol% PdOAc2, 1 ou 2 équivalents de PhIOAc2 avec cinq sels différents. Préparer une solution dans le solvant ou une mixture dans le DMF si problème de solubilité.
Tableau Kit HCK1007-01-002

Fluorination Kit

La fluorination est une des fonctionnalisation C-H les plus intéressantes décrite dans la littérature. Le kit HepatoChem est conçu pour cribler les conditions réactionnelles de fluorination en utilisant PdOAc2  comme catalyseur en présence des sources de fluor les plus communes : Fluorure d’argent AgF, 1-fluoro-2,4,6-trimethyl-pyridinium triflate (TMPyF), SelectFluor®, N-fluorobenzenesulfonimide (NFSI) and Bis(tert-butylcarbonyloxy iodobenzene (PhIOPiv).

Kit HCK1008-01-001 (article APQ9X0)
Ce kit inclut 2 sets of réactifs ; catalyseur et oxydant sont mélangés dans le même flacon

12 conditions avec AgF, TMPyF, Selectfluor and NFSI

Kit HCK1008-01-001

 

Biomimetic Oxidation Kits

HepatoChem a développé une manière révolutionnaire pour cribler, optimiser et produire des métabolites directement à partir des  candidats médicaments. Le kit BMO exploite un panel optimisé de conditions réactionnelles de chimie catalytique avec des catalyseurs organo-métalliques. Cet outil imite la suite des enzymes du cytochrome P450 (CYP) présent dans les hépatocytes humains.
Les kits HepatoChem BMO permettent, en trois étapes simples, la synthèse de métabolites directement à partir du médicament parent.

Biomimetic Oxidation Kits

BMO Screening kit : HCK1001-01-001 (article 9H4040)

Réaliser le criblage primaire. Sélectionner les puits des métabolites désirés. Commander le kit d’optimisation correspondant.
Le kit complet contient tous les solvants et réactifs pour 2×25 conditions réactionnelles de screening (2 plaques incluses).

BMO Optimization kit : HCK1001-02-XXX (article 9H4050)
Utiliser le kit d’optimisation. Identifier les meilleures conditions de production. Commander le kit de production correspondant.
Le kit complet contient les solvants et réactifs pour l’optimisation des conditions réactionnelles de screening sélectionnées (1 plaque incluse).

BMO Production kits : HCK1001-03-XXX-02 (article 9H4060)
and HCK1001-03-XXX-10 (article 9H4070)

Vous pouvez augmenter en quantité et produire votre métabolite.
Le kit complet inclut tous les solvants et réactifs pour votre métabolite à une échelle de 12.5µmol ou plus.

 

Sulfinate Alkylation Reagent Kit

La réaction de sulfinate alkylation décrite par le Prof. Baran est un puissant outil de « late stage functionalization ». Le kit HepatoChem permet la production d’analogues du composé « lead » à l’échelle de plusieurs mg en utilisant six différents réactifs d’alkylation. Chaque flacon réactionnel contient 100µmol de réactif de sulfinate alkylation et un barreau aimanté pour réagir avec 50µmol de substrat. La fonctionnalisation C-H se produit majoritairement sur les hétéroarènes électro-déficients sur une ou plusieurs positions.

Kit HCK1013-01-001 (article AYHDQ0)
Le kit contient : deux flacons réactionnels de chaque réactifs (100µmol), 12 flacons réactionnels au total

Sulfinate Alkylation Reagent Kit


Tableau Sulfinate Alkylation Reagent Kit

 

Photocatalytic Alkylation Diversification Kit

Un kit photoredox est également disponible pour la fonctionnalisation C-H.

La réaction trifluoroborate alkylation (Minisci reaction) décrite par le Prof. Molander est également un important outil par la « late stage functionalization ». Le kit HepatoChem kit permet de produire en une étape huit analogues différents d’un composé « lead » en quantité de l’ordre du mg. La fonctionnalisation C-H se produit majoritairement sur les hétéroarènes électro-déficients sur une ou plusieurs positions.

Kit HCK1016-01-001 (article AYQRA0)
Ce kit contient 2 flacons réactionnels de chaque réactif BF3K (75µmol) et K2S2O8 (100µmol), 2 flacons de photocatalyseurs et 2 flacons de TFA, 16 flacons réactionnels au total

KitHCK1016-01-001_interchim_blog0618

Tableau KitHCK1016-01-001





Purification de peptides : Gradient linaire ou gradient par palier ?


Lors d’une purification, faire varier le pourcentage de solvant fort permet une élution plus rapide des produits, mais cela peut aussi desservir en créant une co-élution des composés si la proportion de solvant organique varie trop rapidement. On peut alors tester différents types de gradients parmi les trois modes existant en chromatographie :

  • Isocratique
  • Linaire
  • Par palier

Lequel choisir ? Lequel permettra la meilleure séparation des produits ?

Nous avons réalisé la purification de 5 différents peptides selon 2 protocoles, le premier en gradient linéaire, et le second par palier afin de déterminer lequel est le plus adapté.

Le mélange de composés est le suivant :
1 – GLY-TYR (MW 238)
2 – VAL-TYR-VAL (MW 380)
3 – Met-Enkephalin (MW 574)
4 – Angiotensin (MW ~1 000)
5 – Cytochrome C from bovine heart (MW 11 749)

 

1) Méthode : Gradient linéaire

Colonne : PT-15C18N-F0025
Solvant A : Eau + 0.1%TFA
Solvant B : ACN + 0.1%TFA
Elution

Tps%A%B
0955
45 : 006040

Débit : 15 mL/min
Quantité injectée : 150 µL (soit 1.8 mg de chaque peptide)

Le résultat est le suivant :
Résultats pour la méthode : Gradient linéaire

En mode phase inverse, les peptides (MW>3000Da) restent sur le support C18 tant qu’un certain pourcentage de solvant organique n’est pas atteint. Nous nous servirons donc du résultat de la première méthode pour définir le pourcentage de solvant pour purifier chaque composé un à un. Ainsi, nous voyons donc facilement que les produits sortent respectivement aux conditions suivantes :
90/10
84/16
80/20
75/25
65/35

Nous mettons donc en œuvre une seconde méthode par palier cette fois.

 

2) Méthode : Gradient par palier (step gradient)

Colonne : PT-15C18N-F0025
Solvant A : Eau + 0.1%TFA
Solvant B : ACN + 0.1%TFA
Elution

Tps%A%B
09010
5 : 579010
6 : 008416
14 : 578416
15 : 008020
23 : 578020
24 : 007525
30 : 577525
31 : 006535
40 : 006535

Débit : 15 mL/min
Quantité injecté : 150 µL (soit 1.8 mg de chaque peptide)

Le résultat est le suivant :

Résultats pour la méthode : Gradient par palier

Les différences sont rapidement visibles :
– temps de méthode plus court (bien qu’il soit encore possible de réduire)
– pics plus intenses.
– nous arrivons à séparer une impureté du Cytochrome C.
Par conséquent, avec un tel profil, il est même possible d’injecter plus de produit, et donc de gagner en productivité.

Etant donné que le dernier composé est élué avec une proportion assez grande de solvant organique, il ne parait pas utile de tenter une méthode isocratique qui se soldera par une co-élution de tous les composés.

Conclusion

Les deux méthodes fonctionnent. Il s’agit de trouver le bon compromis en fonction de l’objectif de l’utilisateur :
– moins de temps de recherche pour le mode linéaire
– moins de temps de run et meilleure séparation pour le mode par palier
En conclusion, dans un souci d’optimisation on peut développer la méthode en effectuant en premier lieu un léger gradient linéaire (augmenter de 1%/min) afin de trouver les proportions de solvant fort éluant les produits, puis passer en mode step en adaptant le temps de chaque étape. De cette manière, il est alors possible d’augmenter la charge de produit tout en diminuant le temps de méthode et la consommation de solvant.





La photochimie, une contribution au développement de la chimie verte


La photochimie s’est considérablement développée ces dernières années et une multitude de réactions photochimiques sont, désormais, utilisées comme étapes-clés pour simplifier la synthèse organique et contribuer au développement de la chimie verte.
Contrairement à une activation thermique où l’énergie provient du chauffage, une activation photochimique se fait à température ambiante sous irradiation d’une onde électromagnétique. Il s’agit généralement d’un rayonnement U.V. ou même de la lumière visible, dépendamment du composé en solution.

Une réaction photochimique se résume à cette équation :  
Equation d'une réaction photochimique

 

 

Avant de procéder à une réaction photochimique, il est indispensable de connaître le spectre d’absorption électronique des substances à irradier.
Spectre d'absorption électronique

Les réactions photochimiques permettent, entre autre, la formation d’une ou plusieurs liaisons C-C, cycliques ou non, tout en évitant, dans de nombreux cas, la mise en place de groupes activants ou protecteurs et la formation de sous-produits. Elles sont le plus souvent régio et stéréospécifiques et tolèrent la présence de nombreux groupes fonctionnels.
Ces divers avantages se traduisent par une diminution du nombre d’étapes par rapport aux stratégies de l’état fondamental.

Réarrangement de diénones:
Réarrangement de diénones

Réaction de Wender:
Réaction de Wender

Pour réaliser ces réactions photochimiques,  de nombreux réacteurs commerciaux mettent en œuvre des lampes plongeantes, munies de filtres en verre ou en quartz, et permettent le passage d’un fluide de refroidissement, ainsi qu’un dégazage par barbotement de gaz inerte (azote, argon).

Réacteur photochimique à puits d'immersion

 

 

 

Réacteur photochimique à puits d’immersion
(750 ml) avec lampe à vapeur de mercure.

 

 


Tube de Schlenk

 

Tube de Schlenk contenant une suspension de cristaux oranges de Fe2(CO)9 en acide acétique après sa synthèse photochimique à partir de Fe(CO)5. La lampe de mercure est à gauche, branchée aux cordons d’alimentation blancs et refroidie par l’eau.

 

 

Ces réacteurs photochimiques discontinus présentent un certain nombre d’avantages mais ont aussi des limites.

Pour améliorer cela, les procédés en flux continu commencent à être utilisés avec succès. Ils permettent  de réduire les coûts, les temps de réactions, les dangers intrinsèques liés aux effets d’échelle, pour améliorer la sélectivité  des produits, réduire les quantités de catalyseurs nécessaires et pour suivre en temps réel le déroulement  des réactions.

Interchim® propose deux systèmes performants et innovants pour la photochimie en continu, le  PhotoSyn TM d’UniQsis et le Lab Photo Reactor TM de Corning.

PhotoSynTM  UniQsis :

PhotoSyn UniQsisLongueur d’onde lumière bleue, de 400 à  500 nm, 720  W
Système de refroidissement à eau intégral, inclus
Contrôle indépendant de la température du réacteur et des lampes
Module  compatible avec :
Le Polar BearTM Plus pour une gamme de température allant de  -40°C à  +150°C
Le Cold CoilTM + un thermorégulateur approprié pour une gamme de température allant de  -70°C à +150°C
Les réacteurs type bobine en PFA 2,5 ml, 5 ml, 14 ml, 20 ml et 52 ml
Les micro réacteurs en verre 0,27 ml, 2 ml, 2 or 3 ways
Le spectrophotomètre Flow-UVTM

 

Lab Photo ReactorTM Corning :

Lab Photo Reactor Corning1 chemin fluidique éclairé des deux côtés par 2 rangées de LED
Mélange et échange thermique optimals grâce au mélangeur statique Heart breveté
Volume interne faible : 2,5 ml
Régulateur de pression intégré
Mesure de la T° allant de -10°C à + 150°C
Système complet sans métal, prêt pour utilisation
Lampes LED réglables avec 6 longueurs d’ondes différentes
Contrôle sans fil de la sélection de la longueur d’onde et de l’intensité
Système polyvalent, approprié pour la réalisation de synthèses liquides et liquide-gaz

En conclusion, la photochimie en continu apporte de nombreux avantages. En plus de repousser les limites des techniques conventionnelles, elle permet de :

  • Réduire les déchets et les coûts.
  • Mettre en évidence certains intermédiaires.
  • Donner accès à des structures cycliques complexes et parfois même exotiques, inatteignables par les voies classiques de la chimie organique.
  • Raccourcir et simplifier les synthèses multi étapes des composés complexes.
  • Accéder à de nombreuses familles de composés.
  • Enrichir la chimie rédox des composés organiques.
  • Influencer favorablement les différentes formes de catalyse.
  • Ne pas utiliser, dans certains cas, aucun réactif chimique (acide, base, métal,…) ou un groupement activant.
  • Monter en échelle plus facilement.

En savoir plus :

 





PhotoRedOx : Mettez votre Chimie en lumière grâce à la PhotoRedOx Box


PhotoRedOx

L’intérêt pour la photochimie a augmenté de manière exponentielle ces dernières années. De nombreuses nouvelles applications utilisant la catalyse photoredox en lumière visible ont été découvertes. Ces systèmes de catalyse permettent la formation de plusieurs types de liaisons, ceci en utilisant différents substrats qui sont de précieux nouveaux outils pour les chimistes de synthèse.
Cependant, la mise en place de la chimie PhotoRedOx nécessite l’utilisation d’une source lumineuse (lumière bleue) et l’utilisation d’appareils pour l’instant non standards dans un laboratoire de chimie organique. Beaucoup de chimistes ont fabriqué leur propre système et ont essayé de reproduire la chimie décrite dans la littérature avec plus ou moins de succès. Par conséquent, la mise en œuvre de la chimie PhotoRedOx est lente et les chimistes organiciens sont toujours hésitants à utiliser ces nouveaux produits. C’est pourquoi, la nécessité d’avoir un appareil simple et robuste pour pratiquer la catalyse photoredox en lumière visible est devenue primordiale.

PhotoRedOx Box EvoluChem

La PhotoRedOx Box EvoluChem a été conçue avec un but principal : permettre à tous les chimistes de réaliser facilement plusieurs réactions de photoredox dans un environnement reproductible. Cet appareil de photochimie procure une distribution homogène de la lumière à tous les échantillons réactionnels, permettant des réactions uniformes et reproductibles. Un ventilateur  permet la distribution homogène de la température et maintient l’enceinte proche de la température ambiante pendant la durée de la réaction. L’appareil s’adapte facilement sur les plaques agitatrices standards, permettant une agitation uniforme. Les portoirs pour échantillons sont compatibles avec des flacons allant de 0.3ml à 20ml.

Design unique

Schema PhotoRedOxLa PhotoRedOx Box utilise une géométrie unique de miroirs afin d’irradier plusieurs échantillons simultanément (système de chimie en parallèle) tout en limitant l’effet thermique de la source lumineuse. Le design qui en résulte est un appareil de photoredox efficace et compact  qui peut facilement s’adapter sur toutes les plaques agitatrices standard.

 

L’adaptateur de lampe  permet aisément de remplacer la lampe stansard Kessil bleue 34W LED par de nombreuses autres sources de lumière.

Adaptation de plusieurs formats de flacons

PhotoRedOx_Box_interchim_blog0218Les chimistes organiciens ont besoin de pouvoir utiliser différentes tailles de flacons réactionnels, ceci dépendant de l’échelle et du nombre de réactions à réaliser. La PhotoRedOx Box peut virtuellement s’adapter à tout type de flacons incluant les flacons à sertir 0.3ml (6 x 32mm), les flacons HPLC 2ml (12 x 32mm), 1DRAM (15 x 45mm), les flacons micro-ondes 2-5mL (17 x 83mm), 2DRAM (17 x 60mm) et les flacons à scintillation 20ml (28 x 61mm).

Cette caractéristique permet le scale-up rapide et cohérent depuis les réactions de screening jusqu’à une plus grande échelle, ceci grâce au pré-positionnement des échantillons afin d’éviter les incertitudes au niveau des distances de placement par rapport à la source de lumière. Avec les flacons 0.3ml, 32 réactions peuvent être réalisées en parallèle dans l’appareil de photochimie. Pour les 20ml, deux réactions peuvent être mises en place en parallèle.

Portoirs disponibles

PhotoPortoirsRedOx_Box_HCK1006-01-017_interchim_blog0218PhotoPortoirsRedOx_Box_HCK1006-01-018_interchim_blog0218PhotoPortoirsRedOx_Box_HCK1006-01-019_interchim_blog0218PhotoPortoirsRedOx_Box_HCK1006-01-020_interchim_blog0218PhotoPortoirsRedOx_Box_HCK1006-01-021_interchim_blog0218

Reproductibilité

Avec le kit de photométhylation EvoluChem, HepatoChem a démontré la reproductibilité à la fois du kit de photométhylation, et de l’appareil. Exemple : photométhylation de la Buspirone comme réaction test. 16 flacons répartis sur le portoir de flacons 0.3ml ont été utilisés pour l’essai #1. On obtient comme résultat 53% (+/-2%) de conversion. Pour un second essai avec 16 flacons réactionnels, on observe une conversion moyenne de 56% (+/-2%) pour un produit mono-méthylé.

Test rection (Methylation)

Pourcentage de produit de mono-méthylation par position des flacons réactionnels

Conditions réactionnelles :

Chaque flacon réactionnel contient Ir(dF-CF3-ppy)2(dtbpy)[PF6] (0.1 µmol), tert-butylperacetate  en solution (12.5µmol) et un barreau aimanté, il est scellé sous atmosphère inerte. A chaque flacon a été ajouté 50µl de solution de Buspirone 0.05M dans 1 :1 acide trifluoroacétique / acétonitrile  dégazé avec un courant d’azote. Le mélange réactionnel est irradié par la LED bleue 34W Kessil pendant 18h en utilisant l’appareil de photochimie.

Le Flow Reactor PhotoRedOx

PhotoFlowReactorRedOx_Box_interchim_blog0218La limitation commune au scale-up pour la chimie PhotoRedOx est due à la faible pénétration de la lumière dans le mélange réactionnel (quelques mm), ce qui empêche l’utilisation de grands flacons réactionnels. La surface irradiée est la clé pour diminuer le temps de réaction. Il est possible d’augmenter de manière significative la surface irradiée en réalisant la réaction en continu.

Ceci diminuera le temps de réaction et permettra d’être en mode continu pour le scale-up.
Pour permettre ceci, HepatoChem a développé un Flow Reactor qui peut être utilisé dans la PhotoRedOx Box. Ce Flow Reactor contient un tubing en PFA, et a un volume de 2ml. En comparant les réactions en flow et celles en batch, on observe une diminution significative du temps de réaction.

SchemaPhotoRedOx-FR-3_interchim_blog0218

Protocole réactionnel

Dans un flacon 4 ml équipé d’un septum en Teflon, ont été pesés NiCl2-dme (1.1mg, 5µmol, 0.05 mol%) et dtbbpy (1.3mg, 5µmol, 0.05 mol %). 1ml de méthanol dry  a été ajouté. Le flacon a été agité sur un agitateur orbitalaire jusqu’à dissolution complète. La solution a été évaporée jusqu’à être sèche à température ambiante. Puis, Ir(dF-CF3-ppy)2(dtbpy) (1.1mg, 1µmol, 0.05 mol %) et le 4-bromoacetophenone (9.95mg, 100µmol, 1 équivalent) ont été ajoutés. 1ml d’acétonitrile dry a été ajouté suivi par Et3N (21µmol, 300 µmol, 3 équiv.) et de l’aniline (4.65mg, 100µmol, 1 equiv.). La solution a été dégazée avec de l’azote via une aiguille submergée pendant 5 minutes.
Plusieurs lots de 100µl de la solution ont été injectés avec succès dans le Flow Reactor placé dans la PhotoRedOx Box EvoluChem avec la lampe bleue Kessil en utilisant un module d’injection. Les échantillons ont circulé grâce à une pompe HPLC à différents débits pour permettre des temps de résidence de 5, 10, 15, 20 et 30 min. La fin de la réaction a été suivie par LC-MS en contrôlant le ratio Bromoacetophenone / produit.

SchemaPhotoRedOx-FR-4_interchim_blog0218

SchemaPhotoRedOx-FR-5_interchim_blog0218

Protocole réactionnel

Dans un flacon 4-ml équipé d’un septum en Teflon ont été pesés NiCl2-dme (1.1mg, 5µmol, 0.1 mol%) et dtbbpy (1.3mg, 5µmol, 0.1 mol %). 1ml de méthanol dry  a été ajouté. Le flacon a été agité sur un agitateur orbitalaire jusqu’à dissolution complète. La solution a été évaporée jusqu’à être sèche à température ambiante. Puis, Ir(dF-CF3-ppy)2(dtbpy) (1.1mg, 1µmol, 0.1 mol %) et le 4- bromoacetophenone (4.98mg, 50µmol, 1 équivalent) ont été ajoutés. 1ml d’acétonitrile dry a été ajouté suivi par 2,6-lutidine (17.5µmol, 150 µmol, 3 équiv.) et du benzyltrifluoroborate de potassium (9.90mg, 50µmol, 1 equiv.). La solution a été dégazée avec de l’azote via une aiguille submergée pendant 5 minutes.
Plusieurs lots de 100µl de la solution ont été injectés avec succès dans le Flow Reactor placé dans la PhotoRedOx Box EvoluChem avec la lampe bleue Kessil en utilisant un module d’injection. Les échantillons ont circulé grâce à une pompe HPLC à différents débits pour permettre un temps de résidence de 30 min. La fin de la réaction a été suivie par LC-MS en contrôlant le ratio Bromoacetophenone / produit.

 

En savoir plus :

Retrouvez nos produits dédiés à la photoRedox directement sur notre site





Chimie photoredox : kits combinant Iridium et Nickel d’Hepatochem


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Depuis quelques années, la chimie photoredox est devenue un outil important pour la synthèse chimique. Beaucoup de conditions réactionnelles publiées dans la littérature utilisent une large gamme de catalyseurs et de réactifs.
Cependant, ces réactions sont souvent hautement spécifiques du substrat, du solvant et de la base. Pour faciliter le criblage des réactions de photochimie les plus communes, HepatoChem a mis au point une série de kits combinant Iridium et Nickel, combinaisons de ligand et base pour réussir les réactions de cross-coupling.

Adaptabilité de la catalyse Ir/Ni

En fonction du ligand, de la base et du solvant, les systèmes catalytiques Ir/Ni peuvent permettre différents types de réaction de cross-coupling.

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4 kits photoredox Ir/Ni disponibles

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Protocole standard :

5µmol de substrats dans 100µL de solvant avec le catalyseur Ir (2 mol %), NiCl2●dme (10 mol %), ligand (10 mol %), et 3 équivalents de base.

Caractéristiques

  • Flacon capsulé 0.3mL avec son agitateur magnétique
  • Spécifiquement conçu pour l’appareil de photochimie
  • Réactifs et catalyseurs pré-pesés
  • Température maintenue à température ambiante
  • Matrices déjà développées ou à façon disponibles
  • Réactifs conditionnés sous atmosphère inerte

En savoir plus sur les kits photoredox Hepatochem





Expression CMS : Analyse de compléments alimentaires avec une source ASAP / APCI


Bien que les compléments alimentaires soient soumis à des normes très strictes, il existe cependant sur le marché des produits contenant des substances interdites.

L’application ci-dessous présente l’utilisation du spectromètre de masse expression CMS Advion avec une source ASAP / APCI (source permettant une introduction directe de solide ou de liquide) pour identifier la présence de DMBA dans deux compléments alimentaires A et B. Le DMBA est une substance commercialisée aux USA et en GB sous le statut de complément alimentaire, dans des produits revendiquant des effets sur la performance sportive, la perte de poids et la stimulation cérébrale, mais qui n’a jamais été testée sur l’être humain.

Cette substance fait partie la famille du DMAA, une molécule responsable de nombreux contrôles positifs chez les sportifs et de nombreux accidents de santé.

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La technique ci-dessous démontre la capacité du spectromètre de masse expression CMS à tester rapidement la présence de DMBA ainsi que d’autres composés tels que la caféine et la vitamine B3 à partir d’une poudre, en moins de 30s par échantillon.

Un capillaire en verre est mis en contact avec la substance à analyser, il est ensuite directement introduit au niveau de la source ASAP / APCI du spectromètre de masse expression CMS pour analyse.

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Détermination du poids moléculaire à partir de standard DMBA et DMAA :

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Analyses des compléments alimentaires A et B :

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La présence de DMBA est détectée dans les deux échantillons (m/z 102.2) ainsi que de la caféine (m/z 195.2), alors que la vitamine B3 (m/z 124) est seulement présente dans l’échantillon A.

source_ASAP_APCI_mass9_interchim_blog_0417La superposition des spectres de masses indique une présence de DMBA deux fois supérieure dans le composé B que dans le composé A.

Conclusion

L’utilisation du spectromètre de masse expression CMS équipé d’une source ASAP / APCI a permis de détecter la présence de DMBA à partir d’un complément alimentaire sous forme de poudre, sans préparation d’échantillon.

En savoir plus :





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Vous attendez noël avec impatience ?
Saviez-vous qu’avez un puriFlash vous pourriez retrouver cette magie particulière chaque jour de l’année ?

Il est encore temps de choisir le ou les votre & d’allier plaisir et travail tous les jours !

N’hésitez pas à nous contacter ou à vous rapprocher de nos distributeurs.

 





EvoluChem™: Système de réactifs pour criblage


Qu’est ce que les kits EvoluChem™ ?

Les kits EvoluChem™ sont des kits de criblage chimique. Ils sont les outils idéaux pour la recherche des conditions de réactions chimiques. Ces kits vous permettent de tester facilement plusieurs conditions réactionnelles simultanément en utilisant des catalyseurs et réactifs pré-pesés. La majeure partie de nos kits contiennent tous les réactifs nécessaires pour optimiser les conditions réactionnelles.

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Chimie disponible
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  • Chimie de couplage croisé
  • Suzuki
  • Pd Précatalyseurs
  • Couplage amide
  • Oxydation Biomimétique
  • Glucuronidation
  • C-H Fonctionnalisation
  • Tubes à essai pré-remplis

Avantages

  • Facilite le criblage des conditions réactionnelles
  • Permet d’étudier jusqu’à 96 conditions réactionnelles simultanément
  • Sauvegarde de votre substrat en utilisant des conditions réactionnelles à faible échelle
  • Gagne du temps sur l’étape d’optimisation

Caractéristiques

  • Vials 0.3 ml sertis avec barreau aimanté
  • Bloc réactionnel spécifiquement conçu
  • Réactifs et catalyseurs pré-pesés
  • Gamme de  température de 0°C à 120°C
  • Disponibilité de matrices préconçues ou sur mesure
  • Réactifs conditionnés sous atmosphère inerte

Système de Kits et Bloc Réactionnel

  • Chaque kit est conçu pour réaliser 2 séries de conditions réactionnelles.
  • Pour l’utilisation d’un kit, nous proposons un kit de démarrage contenant un bloc réactionnel, une seringue et un dessertisseur. Ce bloc réactionnel est compatible avec tous les kits EvoluChemTM. (Brevet en Instance)
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Les Kits de couplage Suzuki-Miyaura :
Criblage rapide des catalyseurs, solvants et bases pour le couplage croisé

Aperçu du produit :

Les kits de couplage Suzuki-Miyaura sont les outils idéaux pour la recherche des conditions de réactions chimiques. Ces kits vous permettent de réaliser facilement le criblage de plusieurs réactions simultanément en utilisant des catalyseurs et réactifs prêts à l’emploi. Ce kit contient tous les réactifs constituants les conditions réactionnelles.

Protocole standard :

Solution de substrats concentrée à 0.15M avec catalyseur à 10%, 2 équivalents de base. Volume réactionnel : 100µL. Les autres conditions peuvent être investiguées en changeant la concentration de substrat, la quantité de base.

Kits disponibles :

HCK1003-01-001: Inclus 1 set de réactifs et de solvants avec 6 catalyseurs & 4 bases
HCK1003-01-002 : Inclus 1 set de réactifs et de solvants avec 8 catalyseurs & 4 bases
Le kit contient : 4 tubes à essai contenant chaque catalyseur, 4 bases en solution aqueuse à 1M et 4 solvants.
Catalyseurs disponibles : Pd(PPh3)4, Pd(dppf)2Cl2, PdOAc2/SPhos, PdOAc2/XPhos, Pd2(dba)3/SPhos, Pd2(dba)3/ XPhos, PdOAc2/CataCXium® A et Pd(Amphos)Cl2
Bases : solutions aqueuses 1M de Na2CO3, K2CO3, K3PO4 and Cs2CO3
Solvants : Dioxane, n-Butanol, DMF et acétonitrile (dégazés à l’Argon).

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Réaction Test :

La réaction test a été réalisée en utilisant 4-methoxyphenylboronic acid et 4-bromoacetophenone en tant que substrats.

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Protocole d’utilisation du kit HCK1003-01-001

Préparer le volume requis pour une solution à 0.15 mol/L de substrats combinés (de 4- methoxyphenylboronic acid  et 4-bromoacetophenone) dans le dioxane.
Utiliser une seringue propre et sèche, ajouter 100 µl de cette solution de substrats dans un des tubes à essai et mélanger avec les catalyseurs à l’aide de la seringue.
Ajouter 30 µl de la solution de base sélectionnée (2 équivalents).
Agiter les tubes à essai dans le bloc réactionnel à 80° C pendant 5 heures.
Enlever le couvercle avec le dessertisseur.
Préparer un échantillon analytique pour chaque condition réactionnelle avec 5 µl d’échantillon dilué dans 200 µl de DMSO.
Analyser les résultats des échantillons analytiques par LC/MS.





Le PressureSyn un système facile à utiliser pour effectuer des réactions sous pression en toute sécurité


Pourquoi utiliser des réacteurs sous pression ?

Pour la synthèse de nouvelles molécules, les scientifiques utilisent un large éventail de techniques et d’équipements. Les réactions qui se font à très basse température, sous atmosphère inerte, à faible concentration peuvent généralement être effectuées dans des ballons classiques, tandis que les réactions qui nécessitent une température et une pression élevées doivent plutôt être réalisées dans des réacteurs sous pression.

Un réacteur sous pression permet donc d’effectuer des réactions à  pression élevée, à des températures supérieures au point d’ébullition du solvant de réaction ou du solvant de mélange.
Ces paramètres :

  • conduisent à une augmentation significative de la vitesse de réaction pour produire le composé souhaité.
  • minimisent la décomposition des substrats et / ou des produits.
  • permettent d’avoir un profil de réaction plus propre.

Pourquoi est-il essentiel d’utiliser un réacteur sous pression approprié ?

Une réaction sous pression doit être réalisée dans un réacteur sous pression approprié et qui doit respecter des normes de sécurités exigeantes

  • gestion de la pression.
  • utilisation de matières ou des gaz potentiellement toxiques.

Les réacteurs sous pression actuellement proposés sur le marché n’ont pas toutes les mêmes caractéristiques. Ils peuvent être considérablement différents les uns des autres : qualité de la construction, caractéristiques de sécurité, facilité d’utilisation, entretien, polyvalence à gérer différents matériaux corrosifs et réactifs…

Pourquoi le PressureSyn a-t-il été développé?

Une équipe, d’une école de chimie de l’Université de Nottingham (Royaume-Uni), dirigée par le professeur Steven Howdle, recherchait un réacteur sous pression pour développer des protocoles de synthèse.

Cette équipe utilisant des fluides supercritiques tels que le dioxyde de carbone, comme solvant «vert» pour la synthèse de polymères et le traitement de  matériaux et travaillant à températures et pression élevées, voulait un système sous pression facile à utiliser, à mettre en place, à entretenir, et répondant à une sécurité optimale. Pour cela, elle essaya et testa différents réacteurs sous pression du marché mais ne trouva  jamais le système répondant à ses exigences.

Poussé par le désir d’avoir ce réacteur sous pression, le professeur Howdle lança le projet de créer le PressureSyn, un réacteur sous pression sur mesure, avec ses collègues Martin Dellar, Peter Fields et Richard Wilsonb. La société Asynt Ltd s’associa à l’équipe pour la réalisation de ce projet.

Quelles sont les spécifications innovantes du PressureSyn. Pourquoi est-ce un produit unique ?

Le design du PressureSyn

L’accent majeur du design du PressureSyn a été mis sur le développement d’un système de fermeture sur mesure et spécifique du système.

Le PressureSyn est constitué :

  • d’un couvercle, équipé d’un manomètre et de plusieurs ports : soupape de sécurité, disque de rupture, thermocouple, vanne entrée de gaz, collecte d’échantillon, addition de réactifs
  • d’un réacteur de 125ml.

Une pince de serrage à  bride, permet de fermer, avec une étanchéité optimale, le couvercle et le réacteur.

C’est ce système de pince de serrage à bride qui a été choisi plutôt qu’un système type couvercle vissant car une accumulation de matériaux dans le filtage pourrait causer des inconvénients.

Le choix de la pince souleva le problème de  l’ouverture du système toujours sous pression. En effet, même si à la fin d’une réaction, la pression est évacuée grâce à une vanne appropriée, rien ne garantit que le conduit de cette dernière ne soit pas obstrué gardant ainsi,  dans le système, une certaine pression résiduelle. Dans un tel cas de figure,  le desserrage de la bride pourrait causer un grave accident en expulsant violemment  le couvercle en métal.

PressureSyn Asynt clé de sécurité

Fig 1. Clé de sécurité

Pour éviter cela, les ingénieurs de Nottingham ont donc conçu un nouveau design de vanne de sécurité pour qu’il n’y ait aucune pression résiduelle avant ouverture du système. A la fin de la réaction, après avoir libéré la  pression grâce à une vanne appropriée et que le manomètre affiche zéro, une seconde vanne est alors dévissée pour laisser un petit trou de quelques millimètres de diamètre, assurant ainsi la libération de la pression résiduelle. Une caractéristique de sécurité supplémentaire a aussi été ajoutée,  la tête de cette seconde vanne fonctionne comme une clé en possédant une emprunte unique permettant de desserrer la bride de  la pince de serrage

Dispositif de sécurité simple mais très efficace, inhérente à la conception du nouveau réacteur est représenté sur la figure 1.

Chaque clé de sécurité est unique et spécifique à un seul PressureSyn. Il est impossible d’ouvrir la bride d’une pince de serrage du réacteur avec une clé venant d’un autre système PressureSyn Afin de s’assurer que la pince de serrage n’applique pas de zones de contraintes dans le corps du réacteur, des mesures ont été faites sur un système complet. (cf la figure 2)

Mesure du stress sur le corps du réacteur PressureSyn

Fig 2. Mesure du stress sur le corps du réacteur PressureSyn

 

La flexibilité du design du PressureSyn

La flexibilité du design permet au réacteur du PressureSyn de pouvoir être utilisé :

  • pour une très large gamme d’application de réactions sous pression. 100barg @200°C.
  • pour plusieurs configurations : en remplaçant la soupape d’admission de gaz par une valve d’obturation, le PressureSyn peut être utilisé comme autoclave.

Matériau utilisé pour le réacteur PressureSyn

Le réacteur et le couvercle standard du PressureSyn sont en acier inoxydable SS316.

Pour répondre à différentes compatibilités chimiques, d’autres matériaux sont également proposés comme par exemple, l’Alloy,  l’Hastelloy…

Le réacteur équipé d’un barreau d’agitateur magnétique se place dans un insert spécifique qui s’emboite sur le plateau d’un agitateur magnétique chauffant (figure 3).

ystème PressureSyn et agitateur magnétique chauffant

Fig 3. Système PressureSyn et agitateur magnétique chauffant

 

Garantie de la fiabilité du PressureSyn

Les PressureSyn ont été intensivement testés et utilisés par divers groupes à l’école de chimie de  l’Université de Nottingham. Aucun incident de sécurité n’a été signalé.

Conclusions

Le PressureSyn est le système idéal pour faire des réactions homogènes ou hétérogènes sous pression et à température élevées 100 barg @200°C et en toute sécurité.

Grâce à un concept unique d’ouverture de la bride de la pince de serrage via  une clé de sécurité unique, ce système a permis de nouvelles approches plus sûres et plus efficaces dans plusieurs domaines tels que la recherche sur les matériaux appliqués, la production de matériaux polymères et le domaine de la santé.

En savoir plus :

Pour de plus amples informations sur le PressureSyn, consultez notre site  

Littérature, applications

Littérature :

Ref 1: Busby, A. J.; Zhang, J.; Naylor, A.; Roberts, C. J.; Davies, M. C.; Tendler, S. J. B.; Howdle, S. M. J. Mater. Chem. 2003, 13 (11), 2838-2844

Ref 2: Maria del Carmen Gimenez-Lopez, Alessandro La Torre, Michael W. Fay, Paul D. Brown, and Andrei N. Khlobystov, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 2051 –2054

Publication : Howdle et al (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 4772-4781)