22.06.2025

Новый подход к синтезу: фильтровальная бумага как микрореактор

Итальянские исследователи (Антонелла Альфано, Валерия Байо и др. соавторы разработали нестандартную методику проведения органического синтеза, используя фильтровальную бумагу в качестве платформы для реакций.

Конструкция и принцип работы:

- Основа: Специальный держатель, изготовленный методом 3D-печати.

- Реакционная зона: В держатель помещается диск стандартной фильтровальной бумаги.

- Проведение реакции: На бумагу наносятся концентрированные растворы реагентов.

- Процесс: Часть растворителя быстро испаряется с большой поверхности бумаги. Оставшиеся реагенты вступают в реакцию непосредственно на поверхности бумажного диска. Время реакции составляет около 5 минут.

- Выделение продукта: После испарения растворителя твердый продукт, сформировавшийся на бумаге, легко отделяется. Метод позволяет получать до 200 мг вещества.

Метод успешно применен для синтеза ряда несимметричных амидов сквараиновой кислоты (квадратной кислоты). Выходы продуктов оказались значительно выше по сравнению с традиционными синтезами в колбе для данных соединений.

Повышенная эффективность бумажного реактора объясняется большой площадью поверхности, что обеспечивает интенсивное взаимодействие реагентов; капиллярным эффектом, способствующим быстрому и равномерному распределению и смешиванию растворов по всему объему бумаги, а также быстрому испарению растворителя: это интенсифицирует процесс и смещает равновесие реакций в сторону образования продукта, особенно для реакций, чувствительных к концентрации или равновесию.

Преимущества и перспективы:

- Простота и доступность: Используется стандартная фильтровальная бумага и напечатанный держатель.

- Экологичность: Метод соответствует принципам "зеленой химии" за счет минимизации объема растворителя и простоты выделения продукта.

- Потенциал для оптимизации: Предлагаются направления для дальнейшего развития технологии:

- Введение каталитических наночастиц в структуру бумаги.

- Использование альтернативных высокоэффективных пористых материалов (например, MOF).

- Нишевое применение: Метод особенно перспективен для быстрого получения малых количеств целевых соединений, скрининга реакций и синтеза веществ, сложно получаемых классическими методами.

Представленная итальянскими учеными концепция использования фильтровальной бумаги в качестве микрореакционной платформы демонстрирует новый простой и эффективный подход к проведению органических синтезов. Метод сочетает доступность, высокую скорость, соответствие принципам "зеленой химии" и показывает особую эффективность для реакций, где традиционные подходы недостаточны.