ITTO20120941A1 - Raccordo di distribuzione in vetro. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE d

"Raccordo di distribuzione in vetro"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce in generale alle tecniche di sintesi e di analisi adottate in ambito chimico o farmaceutico.

In relazione alla preparazione di nuove strutture molecolari, à ̈ noto che ogni nuova molecola viene assemblata attraverso una serie di reazioni chimiche in un processo denominato sintesi multipassaggio. Ogni singolo passaggio (step) della sequenza richiede al chimico di eseguire numerosi esperimenti di ottimizzazione per garantire alte rese di conversione e poter così proseguire allo step successivo. Tale necessità costituisce un limite intrinseco della tecnica. Infatti, poiché la conduzione di ciascun esperimento di ottimizzazione richiede tempo oltre che spazio fisico in laboratorio, l’intero processo di sintesi risulta per sua natura lento, il che porta di riflesso ad un rallentamento dell’intero sviluppo del prodotto finale (farmaco o materiale).

Quale possibile risposta al limite suddetto sono state sviluppate soluzioni tecniche che permettono al chimico di condurre sintesi definite “in parallelo†, di condurre cioà ̈ più esperimenti in contemporanea. In questi casi vengono utilizzati reattori multipli garantendo per ognuno il controllo di atmosfera, pressione, agitazione e temperatura. Le apparecchiature disponibili sul mercato sono tuttavia caratterizzate da un certo grado di complessità ed in genere presentano un costo elevato, il che ne ostacola una diffusione a livello capillare. Inoltre, per la loro adozione in ambito lavorativo à ̈ spesso richiesto un training specifico, o comunque un cambiamento di abitudini consolidate.

Si avverte perciò la necessità di soluzioni costruttive che permettano l’effettuazione di esperimenti in parallelo, e che siano al contempo economicamente poco onerose e di facile impiego.

In vista di tale necessità, costituisce oggetto dell’invenzione un raccordo di distribuzione costituito da un singolo pezzo in vetro, e comprendente un condotto di ingresso centrale avente una prima estremità provvista di una parte terminale di giunto, ed una pluralità di diramazioni di uscita estendentisi radialmente da una seconda estremità del condotto di ingresso ed aventi estremità provviste di rispettive parti terminali di giunto, in cui dette diramazioni di uscita sono in numero almeno pari a 3, e l’asse centrale del condotto di ingresso definisce un asse di simmetria del raccordo di ordine pari al numero delle diramazioni di uscita.

Collegando il condotto di ingresso ad un’alimentazione, e le diramazioni di uscita a corrispondenti reattori, à ̈ possibile realizzare un dispositivo a basso costo che permette la sintesi organica in parallelo, in modo altamente performante.

Attraverso l’uso della simmetria, ciascuna diramazione di uscita o gamba di supporto ha un ruolo chiave in quanto risponde al ruolo di posizionamento e supporto di ogni contenitore di reazione creando una situazione di riproducibilità fisica. Il raccordo secondo l’invenzione inoltre reinventa il concetto di rampa da gas, cioà ̈ la distribuzione a più reattori di reazione od apparecchiature di un’atmosfera da una comune fonte. In questo modo, le miscele di reazione possono essere agitate, trattate termicamente ed anche poste in una comune atmosfera di gas, garantendo una perfetta riproducibilità sintetica.

Il raccordo secondo l’invenzione à ̈ compatibile con la vetreria presente in laboratorio e non necessita di alcun tipo di training o particolari accorgimenti. Risultando altamente riconoscibile da parte del chimico, abituato all’uso del vetro, si integra perfettamente nel laboratorio fornendo uno strumento ad alta immediatezza, minimizzando così eventuali resistenze al suo uso.

Con il raccordo secondo l’invenzione à ̈ pertanto possibile conseguire i seguenti vantaggi:

- diminuzione dei tempi di ottimizzazione dello step sintetico;

- riduzione dello spazio occupato in laboratorio;

- riduzione dei costi di produzione e maggiore velocità nella sintesi delle molecole desiderate;

- aumento della chemiodiversità a disposizione del chimico sintetico (più reazioni ottimizzate contemporaneamente garantiranno la possibilità di provare più vie e validare più ipotesi);

- accesso, dovuto all’irrisorio costo di produzione, ad ogni fascia di mercato.

Benché il raccordo secondo l’invenzione sia stato concepito in vista delle esigenze legate alle tecniche di sintesi organica in parallelo, à ̈ chiaro che esso possa trovare impiego in altri settori tecnologici con problematiche simili, e non solamente in campo chimico o farmaceutico.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del raccordo secondo l'invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

- le figure 1 a 4 sono viste in prospettiva, in elevazione laterale ed in pianta di una prima forma di realizzazione di un raccordo di distribuzione secondo l’invenzione; e

- le figure 5 a 8 sono viste in prospettiva, in elevazione laterale ed in pianta di una seconda forma di realizzazione di un raccordo di distribuzione secondo l’invenzione.

Con riferimento alle figure 1 a 4, un raccordo di distribuzione secondo l’invenzione à ̈ indicato complessivamente con 1.

Il raccordo di distribuzione 1 à ̈ costituito da un singolo pezzo in vetro, e comprende un condotto di ingresso centrale 3, estendentesi linearmente ed avente una prima estremità 3a provvista di una parte terminale di giunto 3b, ed una seconda estremità 3c connessa ad una pluralità di diramazioni di uscita o gambe di supporto 5.

Le diramazioni di uscita 5 si estendono radialmente dalla seconda estremità 3c del condotto di ingresso 3 ed hanno estremità libere 5a provviste di rispettive parti terminali di giunto 5b.

Ciascuna delle parti terminali di giunto 3b e 5b del condotto di ingresso 3 e delle diramazioni di uscita 5 à ̈ costituita da una parte di un giunto scelto dal gruppo consistente di giunto conico, giunto a flangia, giunto sferico, giunto smerigliato. Nell’esempio illustrato, la parte terminale di giunto 3b del condotto di ingresso 3 à ̈ costituita dalla parte femmina di un giunto conico, mentre le parti terminali di giunto 5b delle diramazioni di uscita 5 sono costituite ciascuna dalla parte maschio di un giunto conico.

Il raccordo di distribuzione 1 à ̈ utilizzabile in un’apparecchiatura per consentire la realizzazione di processi di sintesi organica in parallelo. In tale ambito, il condotto di ingresso 3 può essere collegato ad una sorgente di alimentazione di gas dell’apparecchiatura, mentre ciascuna delle diramazioni di uscita 5 può essere collegata, ad esempio, ad un rispettivo contenitore di reazione (ad esempio, pallone di vetro ad uno o più colli). In tale senso, il raccordo 1 sostiene e soprattutto posiziona ogni contenitore di reazione nella corretta posizione rispetto all’apparecchiatura od a parti di essa, quali ad esempio un agitatore magnetico.

Le diramazioni di uscita 5 sono in numero almeno pari a 3, in particolare pari a 6 nell’esempio illustrato nelle figure 1-4. L’asse centrale z del condotto di ingresso 3 definisce un asse di simmetria del raccordo di ordine pari al numero delle diramazioni di uscita 5; di conseguenza, le diramazioni di uscita 5 sono fra loro identiche. Nell’esempio illustrato nelle figure 1 a 4, l’asse centrale z definisce un asse di simmetria di ordine 6. Come sopra spiegato, l’uso della simmetria permette di garantire la perfetta riproducibilità di un esperimento.

Nell’esempio illustrato, ciascuna diramazione di uscita 5 comprende un primo tratto rettilineo 5c connesso ad angolo al condotto di ingresso 3, ed un secondo tratto rettilineo 5d connesso ad angolo al primo tratto 5c. Sull’estremità libera del secondo tratto 5d di ciascuna diramazione di uscita 5 à ̈ ricavata la rispettiva parte terminale di giunto 5b.

Secondo un modo di realizzazione alternativo non illustrato, ciascuna diramazione di uscita potrebbe essere costituita da un condotto almeno in parte curvilineo.

Nell’esempio illustrato, l’asse centrale r del primo tratto 5c di ciascuna diramazione di uscita 5 forma approssimativamente un angolo retto con l’asse centrale z del condotto di ingresso 3. Di conseguenza, i primi tratti 5c delle diramazioni di uscita sono sostanzialmente complanari. L’asse centrale k del secondo tratto 5d di ciascuna diramazione di uscita 5 à ̈ approssimativamente parallelo all’asse centrale z del condotto di ingresso 3. La lunghezza del secondo tratto 5d di ciascuna diramazione di uscita 5 à ̈ dimensionata per garantire un effetto “antisplash†, cioà ̈ per evitare che si verifichi una cross-contamination fra un reattore e l’altro. Il secondo tratto 5d della diramazione di uscita 5 può inoltre essere dimensionato in modo da avere una lunghezza sufficiente per poter agire anche come condensatore ad aria, permettendo così la conduzione di reazioni che comportano l’ebollizione del solvente.

Una camera di espansione 7, ricavata come una sorta di rigonfiamento di forma approssimativamente sferica, può essere interposta fra il primo tratto 5c ed il secondo tratto 5d di ciascuna diramazione di uscita 5. In corrispondenza della seconda estremità 3c del condotto di ingresso 3 à ̈ ricavato un rigonfiamento di connessione 9, al quale sono connesse le diramazioni di uscita 5. Il raggio del rigonfiamento di connessione 9 à ̈ dimensionato in funzione del numero di diramazioni di uscita 5 ad esso connesse, in modo da avere almeno spazio sufficiente per l’imbocco di ciascuna di esse.

Nelle figure 5 a 8 à ̈ rappresentata una seconda forma di realizzazione di un raccordo di distribuzione secondo l’invenzione. Ad elementi corrispondenti a quelli della precedente forma di realizzazione sono stati assegnati gli stessi riferimenti numerici; per una loro comprensione si rimanda pertanto a quanto sopra descritto.

La forma di realizzazione delle figure 5 ad 8 si differenza dalla precedente principalmente per il fatto che le diramazioni di uscita 5 sono in numero pari a 3, ed i loro assi centrali r formano un angolo pari a circa 109,5° con l’asse centrale z del condotto di ingresso 3. Il raccordo in questione presenta pertanto una caratteristica forma tetraedrica che ricorda quella propria del carbonio ad ibridizzazione sp3.

Oltre a permettere la conduzione di tre reazioni contemporaneamente, il raccordo in questione à ̈ vantaggiosamente provvisto della possibilità di un assemblaggio di tipo molecolare. In altre parole il chimico utilizzatore ne riconosce, attraverso la forma caratteristica, le stesse dinamiche che riconosce nella molecola che va a preparare. Questo fatto porta, tramite la presenza sulle estremità del condotto di ingresso 3 e delle diramazioni di uscita 5 di giunti sferici 3b e 5b, la possibilità di assemblare una serie di raccordi proprio come si potrebbe fare con degli atomi veri e propri, creando così strutture multiple che ritengono le proprietà del monomero arrivando ad elevare esponenzialmente il numero di reazioni/esperimenti condotti.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Raccordo di distribuzione costituito da un singolo pezzo in vetro, caratterizzato dal fatto di comprendere un condotto di ingresso centrale (3) avente una prima estremità (3a) provvista di una parte terminale di giunto (3b), ed una pluralità di diramazioni di uscita (5) estendentisi radialmente da una seconda estremità (3c) del condotto di ingresso (3) ed aventi estremità (5a) provviste di rispettive parti terminali di giunto (5b), in cui dette diramazioni di uscita sono in numero almeno pari a 3, e l’asse centrale (z) del condotto di ingresso (3) definisce un asse di simmetria del raccordo di ordine pari al numero delle diramazioni di uscita.
2. 2. Raccordo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuna diramazione di uscita (5) comprende un primo tratto (5c) connesso ad angolo a detto condotto di ingresso, ed un secondo tratto (5d) connesso ad angolo a detto primo tratto.
3. 3. Raccordo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che una camera di espansione (7) Ã ̈ interposta fra il primo tratto (5c) ed il secondo tratto (5d) di ciascuna diramazione di uscita (5).
4. 4. Raccordo secondo la rivendicazione 2 o 3, ca ratterizzato dal fatto che l’asse centrale (k) del secondo tratto (5d) di ciascuna diramazione di uscita (5) à ̈ parallelo all’asse centrale (z) del condotto di ingresso (3).
5. 5. Raccordo secondo una delle rivendicazioni 2 a 4, caratterizzato dal fatto che l’asse centrale (r) del primo tratto (5c) di ciascuna diramazione di uscita (5) forma un angolo retto con l’asse centrale (z) del condotto di ingresso (3).
6. 6. Raccordo secondo una delle rivendicazioni 2 a 4, caratterizzato dal fatto che le diramazioni di uscita (5) sono in numero pari a 3, e che l’asse centrale (r) del primo tratto (5c) di ciascuna diramazione di uscita forma con l’asse centrale (z) del condotto di ingresso (3) un angolo di circa 109,5°.
7. 7. Raccordo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che in corrispondenza della seconda estremità (3c) del condotto di ingresso (3) à ̈ ricavato un rigonfiamento di connessione (9), al quale sono connesse le diramazioni di uscita (5).
8. 8. Raccordo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuna delle parti terminali di giunto (3b, 5b) del condotto di ingresso (3) e delle diramazioni di uscita (5) Ã ̈ costituita da una parte di un giunto scelto dal gruppo consistente di giunto conico, giunto a flangia, giunto sferico, giunto smerigliato.