Одним из перспективных направлений современной химии является автоматизация химических процессов и миниатюризация лабораторного оборудования. 3D-печать позволяет создавать уникальную и эффективную аппаратуру для проведения исследований в области катализа, органической и медицинской химии, а также разрабатывать устройства с улучшенной безопасностью для проведения химических реакций. Особенно привлекательным является использование недорогих экструзионных 3D-принтеров и доступных термопластичных материалов, позволяющих создавать новые химические реакторы в обычных исследовательских лабораториях по всему миру.

Сотрудники Лаборатории металлокомплексных и наноразмерных катализаторов Института органической химии (ИОХ) РАН разработали инновационный картридж для генерирования ацетилена, позволяющий избежать сложностей при работе с газом (необходимость дополнительного оборудования для работы под давлением и соблюдение строгих правил техники безопасности). Картридж заранее заполняется прекурсором ацетилена – карбидом кальция, после чего запечатывается. Реактор герметичен, что позволяет карбиду внутри храниться продолжительное время. Помимо самого генерирования ацетилена, наличие встроенных каплеуловительных каналов и отсека с осушителем делает возможным получение сухого газа. Размер картриджа составляет около 5 см², а для начала высвобождения ацетилена требуется всего 1 минута. Таким образом, разработанное устройство полезно, когда необходимо быстро запустить генерацию ацетилена и задействовать для этого минимальное пространство.

Картридж был успешно протестирован в клик-реакции, а также в процессах присоединения диарилдисульфидов к ацетилену с образованием бис(арилтио)замещенных этенов и бутадиенов. В рамках данной работы была также подобрана каталитическая система для эффективного присоединения диалкилдисульфидов к ацетилену. С использованием разработанного реактора и методики был получен ряд 1,2-бис(алкилтио)этенов с высокой Z-селективностью.

Публикация: Kirill S. Erokhin and Valentine P. Ananikov Densely Packed Chemical Synthesis Equipment by 3D Spatial Design and Additive Manufacturing: Acetylene Generation Cartridge // Org. Process Res. Dev. 2023, 27, 1144–1153. DOI: 10.1021/acs.oprd.3c00112.

Источник: ИОХ РАН.