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Kit Eletroquímico IKA ElectraSyn 2.0

Electrasyn: A nova tecnologia para eletrossíntese

Já havíamos anunciado em 2019 os lançamentos da IKA realizados na Achema. Entretanto, ainda não havíamos detalhado o funcionamento de alguns destes novos e revolucionários produtos.

Neste artigo intitulado “Electrasyn: A nova tecnologia para eletrossíntese” iremos abordar sobre o novo kit eletroquímico da IKA, o Electrasyn, equipamento eletroquímico, explicando um pouco sobre e descrevendo as suas vantagens. Tenha uma boa leitura!

INTRODUÇÃO

A eletroquímica está dentro do ramo físico-químico que estuda as reações de oxirredução ou redox (transferência de elétrons transformando em energia química ou elétrica e vice-versa) que atende cinco áreas, conforme abaixo:

Áreas

  • Corrosão
  • Pilhas e acumuladores (por exemplo, em celulares, laptops, veículos elétricos)
  • Eletrodeposição (por exemplo, cromação, zincagem, niquelação)
  • Eletro-redução e eletro-refino (por exemplo, obtenção de alumínio, refino de cobre)
  • química eletro-orgânica (eletrossíntese).

Além disso também são aplicadas em outras áreas como: medição de potencial redox em solos úmidos e outros meios aquosos, equilíbrios metal-escória, polimento e usinagem eletroquímicos, eletro-conformação, métodos de recuperação ambiental, capacitores, técnicas analíticas (NEIVA; 2017).

ELETROQUÍMICA ORGÂNICA

Dentre as áreas menos exploradas no dia a dia do laboratório, é a química eletrossíntese orgânica. Baran (2017) atribui isso a uma “falta de conhecimento de engenharia” e à falta de um “instrumento ideal” para os desenvolvimentos.

Um “instrumento ideal” em sua opinião deve ter: padronização; modularidade; capacidade analítica; versatilidade e design industrial; uma interface educacional e fácil de usar; provas futuras e econômicas (Yan, et al; 2017). Sendo assim, o equipamento precisa ser ao mesmo tempo complexo, mas de uso simples.

Possibilidades para a eletroquímica orgânica

A eletroquímica orgânica poderá se desenvolver no ramo industrial devido a vários fatores favoráveis (SAVALL, et al; 1998), dentre eles: A redução de custo do elétron como reagente redox; atende os requisitos da química verde (sem uso de reagente tóxico e com um nível de riscos inferior à maior parte dos processos químicos); e soluções práticas na síntese orgânica como rendimento e seletividade, principalmente regiosseletividade (CAVALCANTI; 2002). Além da redução de emissões de CO2 que emanam dos processos termoquímicos. A fabricação de moléculas orgânicos por eletroquímica representa uma oportunidade para melhorar a eficiência e acesso a vias de reação inexploradas com potencial para novos produtos químicos industriais (BLANCO & MODESTINO; 2019). Resumindo, atendendo condições técnicas e econômicas em comparação aos métodos clássicos de síntese.

Nos últimos dois séculos, a eletroquímica orgânica passou por avanços significativos: a oxidação descarboxilativa de Kolbe (1848), o acoplamento redutor de acrilonitrila que levou à síntese industrial do material de alimentação da produção de nylon pela Monsanto (adiponitrile, 1960), a oxidação de Shono (1975) e um conjunto diversificado de transformações orgânicas emergentes, pioneiras em Schäfer, Little, Yoshida, Moeller, Wright, Baran, Lin e muitos outros (IKA, 2020).

Consequentemente, montar um experimento eletroquímico, era necessário obter um potenciostato, eletrodos, um vaso de reação, uma placa de agitação e assim por diante (Figura1). Embora existam eletrodos disponíveis comercialmente e células, eles geralmente falham em atender as necessidades sintéticas. Em vez disso, muitas vezes recorre a fazer os próprios dispositivos do equipamento no laboratório – corte de tubos de ensaio, fazer eletrodos, fios de solda, acabam sendo de rotina para estudantes que trabalham em eletroquímica (YAN et al, 2017).

Electrasyn: A nova tecnologia para eletrossíntese
Figura 1: Esquema de eletrossíntese (BARAN, 2019).

Electrasyn: A nova tecnologia para eletrossíntese

Portanto, um instrumento eletroquímico ideal seria um aparelho com tudo incluído, com capacidades preparativas, analíticas e de agitação condensadas, todas do tamanho de uma placa de agitação média (Figura 2). A IKA, uma empresa de instrumentos de alta reputação, junto com um estudo com Baran e colaboradores (YAN, 2017),  e os engenheiros da IKA desenvolveram um equipamento para atender está área de pesquisa onde foi testado por outros pesquisadores antes de seu lançamento, o ELECTRASYN que facilitará no dia a dia da eletroquímica com a síntese orgânica preparativa. Possuindo três equipamentos em um, como um potenciostato, um dispositivo analítico e uma placa de agitação.

Electrasyn: A nova tecnologia para eletrossíntese 1
Figura 2: A grande promessa da eletroquímica na síntese orgânica (YAN et al, 2017).

Características e vantagens

Dentro as principais características e vantagens (Yan et al; 2017), temos:

  • Padronização nos ensaios: a reprodutibilidade é o pilar da experiência química. Requer a padronização de cada reação parâmetro;
  • Capacidades analíticas: a voltametria cíclica tocou um papel fundamental em explorações de eletroquímica. Na síntese total da dixiamicina, uma série de experimentos CV ajudou a determinar o potencial de oxidação do monômero complexo, permitindo assim uma seleção quimiosseletiva de dimerização sob condições potenciostáticas. A realização de experimentos eletroquímicos sem essas capacidades analíticas pode ser comparada à pesquisa por uma chave na escuridão. Como as experiências CV exigem variação de potencial finamente controlada, muitos potenciostáticos utilizados para fins preparatórios não possuem níveis suficientes de precisão ou a função de varredura necessária.
  • Modularidade: desenvolvimento de metodologias sintéticas implica o exame sistemático de cada parâmetro de reação, incluindo escolha do reagente, estequiometria, solvente, temperatura da reação, etc.
  • Habilidades de agitação: pode ser usado apenas como placa de agitação, ou também na agitação durante uma reação e experimentos CV;
  • À prova de futuro: novos os recursos podem ser introduzidos com facilidade por meio de software desenvolvimento e através de acessórios fáceis de adicionar podendo compartilhar livremente os protocolos ótimos e definir parâmetros para vários coletores de reação;
  • Conectividade e aplicativo ElectraSyn 2.0: disponível para iPhone como também para Android, permite o monitoramento de reações e experimentos CV, transmissão de dados e várias outras funções;
  • Acessibilidade, portabilidade e versatilidade: para dispositivos eletrônicos, miniaturização é muitas vezes um critério-chave para a adoção. Ademais a  capacidade de fazer mais com menos. Para o melhor de nosso conhecimento, não há um instrumento eletroquímico com tudo incluído dedicado a produtos orgânicos sintéticos;
  • compacto (facilidade de transporte), fácil de usar (display líder do setor), design estético, econômico.

Conclusão

Com o lançamento do “instrumento ideal” incorporando recursos mencionados, a eletroquímica pode tornar-se parte integrante e indispensável na descoberta de novos compostos na síntese orgânica. Hoje a química orgânica está sob pressões crescentes de prazos mais curtos. Com sua sustentabilidade inata, escalabilidade e versatilidade, a eletroquímica é uma ferramenta promissora para os químicos.

Como resultado o Electrasyn veio para revolucionar e para te auxiliar no dia a dia no laboratório! Portanto para maiores detalhes do equipamento, clique aqui.

Fique ligado: Num próximo artigo vamos falar mais sobre os métodos utilizados no Electrasyn, como a voltametria cíclica. Até breve!

Por fim, ainda ficou com dúvidas quanto ao equipamento ou sobre as especificações? Entre em contato e fale com um de nossos especialistas.

Lembrando que você pode adquirir nossos equipamentos por Importação Direta.