الدفع والتدفق متحدون حتى نهاية المطاف

بإمكان مفاعل آلي بشكل كامل أن ينفّذ تفاعل متعدد الخطوات باستخدام كيمياء الدفع والتدفق معاً.

طوّر باحثون بريطانيون مفاعل آلي يوحّد النظامين المتنافسين – كيمياء الدفع وكيمياء التدفق، فبالنسبة لعمليات الدفع فإنّها تنفذ بواسطة أوعية مفردة.

تفاعلات الدفع في المركبات متعددة الخطوات تتطلب عمل يدوي كبير من الباحث كما أنّه يجب معالجة نواتج التفاعل في كل خطوة بشكل منفصل، على الجانب الاخر (في عمليات التدفق) فإنّ الباحث يقوم بإعداد سلسة التفاعلات أثناء تدفق التيار ويسمح لها بالجريان بصورة مستمرة تحت ظروف مسيطر عليها، اذ يمكن لهذه الطريقة أن تقلل من النفايات وتدخر الوقت والمال، على اية حال فليست جميع التفاعلات قابلة للتطبيق في كيمياء التدفق كما أن العديد من المركبات العضوية متعددة الخطوات تتطلب بعض الدفع وبعض خطوات التدفق .

الآن فقد طور دانيل فيتزبارتيك (Daniel Fitzpatrick) و ستيف لي (Steve Ley) نظاماً الياً يستطيع تنفيذ توليفات متعددة الخطوات بما في ذلك تجهيز ما بعد التفاعل واستخدام تقنيتي الدفع والتدفق معاً. ولاختبار نظامهم قام الفريق بتحضير (5-methyl-4-propylthiophene-2-carboxylic acid) من الهكسانون-2  (2-hexanone) بخطوات عمل معقدة مع خطوات أساسية وتبديل المذيبات، كما علّق ستيف لي قائلاً “تم تصميم هذا النظام لتوفير فهم أكثر شمولية من ممارسة التوليف، لذلك سيتم التقليل من هذا التحول عبر الحدود و الانتقال من الاكتشاف إلى عمليات على نطاق أوسع” . نظام لي والذي يستند على وحدات مفاعل كيمياء التدفق المتوفرة تجارياً، يسمح للباحثين أن يختاروا بين طرق الدفع والتدفق في أي خطوة بدون الحاجة لتغيير العمليات قبل أو بعد التفاعل، مرة واحدة يتم تعيين تسلسل التفاعل حتى يعمل التوليف كاملاً في مرحلة واحدة مستمرة، تدار من قبل باحث واحد فقط، ويعمل النظام في درجات حرارة تتراوح بين (-70 الى +150) وحتى تحت ضغط عالي .

اندرياس كيرشنينج (Andreas Kirschning) وهو خبير في تقنية (microreactor) في جامعة ليبينز في هانوفر في المانيا , صنّف هذا البحث بدرجة عالية، حيث قال اندرياس “ما يعتبر عادة لتمثيل اثنين من الفلسفات الاصطناعية المتميزة، قد انقلب هنا رأساً على عقب”، كما قال أيضاً “ومن الملاحظ دائماً أن نرى كيف ستيف لي وجماعته قد دفعوا حدود التقنيات الاصطناعية إلى الأمام ومحاولة ما لا يمكن تصوره بطريقة اصلية وإبداعية للغاية ” .

ويضيف توماس ويرث، وهو خبير في تكنولوجيا (microreactor) في جامعة كارديف، المملكة المتحدة ” بالتأكيد أن تؤخذ في السيطرة على الجمع بين سلاسل متعددة الخطوات تدفق / دفع من منصة آلية من قبل باحثين آخرين لتمكين روايته، وتوليف الهدف بطريقة متقدمة” .

مع هذا المفاعل الآلي، سيحتاج المختصون بالكيمياء العضوية الى تنفيذ عدد أقل من المهام في المختبر والتي تحتاج وقتا طويلاً، كما أن “لي” لديه آمال جيدة حول مستقبل هذه التقنية، حيث يلخصها بقوله ” كما هو الحال مع كل الأشياء الجديدة، فإنّ النظام يجب أن يتطور إلى زيادة التنوع والاستقلالية، وهذا ما سيحدث مع توافر رقائق جديدة لمراقبة المعالج وروح الإبداع للكيميائي”.

المصدر:

FISHER, LAURA.| October 14/2016.| Batch and Flow: united at last.| Chemistry World.| Retrieved (30/11/2016).| From:

https://www.chemistryworld.com/news/batch-and-flow-united-at-last/1017554.article