في الكيمياء العضوية ، يعد الحفز العضوي شكلا من أشكال الحفز الذي يتم فيه زيادة معدل التفاعل الكيميائي عن طريق محفز عضوي. هذا “أورجانوكاتاlyست” يتكون من الكربون والهيدروجين والكبريت وغيرها من العناصر غير المعدنية الموجودة في المركبات العضوية. ومن المعروف أن تطبيق الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة على النظم الكيميائية باسم سونوتشيميستري وتقنية راسخة لزيادة الغلة، وتحسين معدلات التفاعل وتسريع سرعة رد الفعل. تحت sonication ، يصبح من الممكن في كثير من الأحيان تبديل المسارات الكيميائية تجنب المنتجات الثانوية غير المرغوب فيها. يمكن أن يعزز علم السونوتشيميستري ردود الفعل العضوية مما يجعلها أكثر كفاءة وصديقة للبيئة.

غسيل الجهاز غير المتماثل – تحسنت عن طريق سونيكيشن

سونوتشيميستري، تطبيق الموجات فوق الصوتية عالية الأداء في النظم الكيميائية، يمكن أن تحسن ردود الفعل العضوية بشكل كبير. الحفز العضوي غير المتماثل جنبا إلى جنب مع ultrasonication غالبا ما يسمح لتحويل الحفز العضوي إلى طريق صديقة للبيئة، وبالتالي تقع تحت مصطلحات الكيمياء الخضراء. سونيكيشن يسرع (غير المتماثلة) رد فعل الحفز العضوي ويؤدي إلى غلة أعلى، ومعدلات تحويل أسرع، أسهل عزل المنتج / تنقية، وتحسين الانتقائية والتفاعل. إلى جانب المساهمة في تحسين حركة التفاعل والعائد ، يمكن الجمع بين ultrasonication في كثير من الأحيان مع مذيبات التفاعل المستدامة ، مثل السوائل الأيونية ، والمذيبات eutectic العميقة ، والمذيبات الخفيفة وغير السامة ، والماء. وبالتالي ، فإن السونوتشيميستريا لا يحسن رد الفعل العضوي (غير المتماثل) نفسه فحسب ، بل يساعد أيضا على استدامة ردود الفعل العضوية.

وقد أظهرت الأبحاث أمثلة متعددة لردود الفعل الأوراجنوكاتية المكثفة كيميائيا. على سبيل المثال، يتم استخدام جزيئات الحمض النووي المزدوجة التي تقطعت بها السبل سقالة chiral من أجل تجميع المحفزات الهجينة المعدنية والكتلة الحيوية لتفاعلات التوليف غير المتماثلة. وقد تم تطبيق المحفزات المستندة إلى الحمض النووي G-quadruplex في ردود فعل مايكل غير المتماثلة بالإضافة إلى ذلك ، Diels-Alder و Friedel-Crafts. (راجع تشاو و شن، 2018)
لرد الفعل التي تروج لها inidium، سونيكيشن يظهر آثار مفيدة منذ رد فعل سونوتشيمالي يحركها يعمل في ظل ظروف أكثر اعتدالا، وبالتالي الحفاظ على مستويات عالية من دياستيروselection. باستخدام الطريق سونوتشيميكال، تحققت نتائج جيدة على توليف العضوية من الكربوهيدرات β-اللاكتام، β الأمينية وspirodiketopiperazines من ورنيش السكر، فضلا عن الليلة وتفاعلات إعادة صياغة على الأثيرات أوكسيمي.

Ultrasonically ترقية تخليق المخدرات Organocatalytic

روجوزينسكا-شيمزاك و Mlynarski (2014) تقرير مايكل غير المتماثلة إضافة 4-هيدروكسيكومارين إلى α,β غير المشبعة الكيتونات على الماء دون المذيبات العضوية المشتركة – حفزت من قبل الأمينات الأولية العضوية وسونيكيشن. تطبيق نقية enantiomerically (S,S)-ديفينيل إيثيلينديامين يتيح سلسلة من المركبات النشطة الصيدلانية الهامة في غلة جيدة إلى ممتازة (73-98٪) ومع enantioselectivities جيدة (تصل إلى 76٪ ee) عن طريق ردود الفعل المتسارعة عن طريق الموجات فوق الصوتية. يقدم الباحثون بروتوكولا كيميائيا سونوكيميا فعالا لتشكيل "المواد الصلبة على الماء" للوارفارين المضاد للتخثر في كلا الشكلين الإنانتيومي. هذا التفاعل العضوي الصديق للبيئة ليس قابلا للتطوير فحسب ، بل ينتج أيضا جزيء الدواء المستهدف في شكل نقي بشكل غير نمطي.

سونوكيمياء إيبوكسيديشن تيربينس

Charbonneau وآخرون (2018) خفضت epoxidation ناجحة من terpenes تحت sonication. يتطلب epoxidation التقليدية استخدام محفز ، ولكن مع sonication يعمل epoxidation كرد فعل خال من المحفز.
ثاني أكسيد الليمونين هو جزيء وسيط رئيسي لتطوير البولي القائم على أساس بيولوجي أو البولي يوريثينات غير السيزوسية. Sonication يسمح محفز epoxidation الحرة من terpenes في غضون وقت رد فعل قصير جدا – في الوقت نفسه إعطاء غلة جيدة جدا. من أجل إظهار فعالية epoxidation بالموجات فوق الصوتية ، قارن فريق البحث إبسوكسيديون ليمونين بثاني أكسيد الليمونين باستخدام ثنائي ميثيل ديوكسيران في الموقع كعامل مؤأكسد تحت كل من الانفعالات التقليدية والموجات فوق الصوتية. لجميع التجارب سونيكيشن Hielscher UP50H (50W، 30kHz) مختبر ultrasonicator كان مستعملا.

الوقت اللازم لتحويل ليمونين تماما إلى ثاني أكسيد الليمونين مع 100٪ العائد تحت sonication كان فقط 4.5 دقيقة في درجة حرارة الغرفة. وبالمقارنة، عندما يتم استخدام التحريض التقليدي باستخدام الستيرر المغناطيسي، كان الوقت المطلوب للوصول إلى 97٪ من ثاني أكسيد الليمونين 1.5 ساعة. كما تمت دراسة أكسدة α الصنوبر باستخدام كل من تقنيات التحريض. Epoxidation من α الصنوبر إلى أكسيد α الصنوبر تحت sonication المطلوبة فقط 4 دقيقة مع العائد التي تم الحصول عليها من 100٪، في حين بالمقارنة مع الطريقة التقليدية كان وقت رد الفعل 60 دقيقة. أما بالنسبة لterpenes أخرى، تم تحويل β-الصنوبر إلى أكسيد β الصنوبر في 4 دقائق فقط في حين أن farnesol أسفرت عن 100٪ من ثلاثي أكسيد في 8 دقائق. تم تحويل كارفول، وهو مشتق ليمونين، إلى ثاني أكسيد كارفول بعائد 98٪. في رد فعل epoxidation كارفون باستخدام ثنائي ميثيل ديوكسيران كان التحويل 100٪ في 5 دقائق إنتاج أكسيد كارفون 7,8.
المزايا الرئيسية للeoxidation terpene سونوتشيميكال هي طبيعة صديقة للبيئة من عامل المؤاتدة (الكيمياء الخضراء) ، فضلا عن انخفاض كبير في وقت رد الفعل أداء هذا الأكسدة تحت الهياج بالموجات فوق الصوتية. سمحت طريقة الأكسدة هذه بالوصول إلى تحويل 100٪ من الليمونين مع عائد 100٪ من ثاني أكسيد الليمونين في 4.5 دقيقة فقط مقارنة ب 90 دقيقة عند استخدام التحريض التقليدي. وعلاوة على ذلك، لم يتم العثور على منتجات الأكسدة من الليمونين، مثل كارفون، كارفول، والكحول بيريليل، في وسط رد الفعل. تطلب تأكسد α الصنوبر تحت الموجات فوق الصوتية 4 دقائق فقط ، مما أسفر عن 100٪ من أكسيد α الصنوبر دون أكسدة الحلقة. كما تم أكسدة تيربينات أخرى مثل β الصنوبر والفارنيسول والكارفول، مما أدى إلى غلة عالية جدا من الإكسيد.

آثار sonochemical

كبديل للطرق الكلاسيكية، تم استخدام بروتوكولات السونوكيميائية لزيادة معدلات مجموعة واسعة من ردود الفعل، مما أدى إلى المنتجات التي تم إنشاؤها في ظل ظروف أكثر اعتدالا مع انخفاض كبير في أوقات التفاعل. وقد وصفت هذه الأساليب بأنها أكثر ملاءمة للبيئة واستدامة وترتبط بمزيد من الانتقائية وانخفاض استهلاك الطاقة للتحولات المرجوة. وتستند آلية هذه الأساليب على ظاهرة التجويف الصوتي ، مما يؤدي إلى ظروف فريدة من الضغط ودرجة الحرارة من خلال تشكيل ونمو وانهيار الفقاعات في الوسط السائل. هذا التأثير يحسن نقل الكتلة ويزيد من التدفق المضطرب في السائل ، مما يسهل التحولات الكيميائية. في دراساتنا، أدى استخدام الموجات فوق الصوتية إلى إنتاج مركبات في أوقات رد الفعل المنخفضة مع غلة عالية والنقاء. وقد زادت هذه الخصائص من عدد المركبات التي تم تقييمها في النماذج الدوائية ، مما ساهم في تسريع عملية التحسين الرائدة.
ليس فقط يمكن لهذا المدخلات عالية الطاقة تعزيز الآثار الميكانيكية في العمليات غير المتجانسة، ولكن من المعروف أيضا أن تحفز ردود فعل جديدة تؤدي إلى تشكيل الأنواع الكيميائية غير متوقعة. ما يجعل سونوتشيميستري فريدة من نوعها هو ظاهرة رائعة من التجويف، الذي يولد في مساحة محدودة محليا من البيئة فقاعة صغيرة آثار غير عادية بسبب تناوب دورات الضغط العالي / الضغط المنخفض، والفروق في درجة الحرارة العالية جدا، والقوى عالية القص، وتدفق السائل.

مزايا التفاعلات العضوية النافوكيميائية

سونيكيشن يستخدم على نحو متزايد في التوليف العضوي والحفز منذ الآثار سونوتشيميكال تظهر تكثيف كبير من التفاعلات الكيميائية. خاصة عند مقارنتها بالطرق التقليدية (مثل التدفئة والتحريك) ، فإن قياس السونوتشيميستري أكثر كفاءة وملاءمة ويمكن التحكم فيه بدقة. سونيكيشن وsonochemistry تقدم العديد من المزايا الرئيسية مثل غلة أعلى، وزيادة نقاء المركبات والانتقائية، وأوقات رد فعل أقصر، وانخفاض التكاليف، فضلا عن البساطة في تشغيل والتعامل مع الإجراء سونوتشيميكال. هذه العوامل المفيدة تجعل التفاعلات الكيميائية بمساعدة ultrasonically ليس فقط أكثر فعالية والمدخر، ولكن أيضا صديقة للبيئة.
وقد ثبت العديد من ردود الفعل العضوية لإعطاء غلة أعلى في وقت أقصر رد فعل و / أو في ظل ظروف أكثر اعتدالا عند تنفيذها باستخدام سونيكيشن.

Ultrasonication يسمح لردود فعل بسيطة وعاء واحد

Sonication يسمح لبدء ردود الفعل متعددة المكونات وردود الفعل وعاء واحد التي توفر توليف المركبات المتنوعة هيكليا. وتقدر هذه ردود الفعل وعاء واحد لكفاءة عالية عموما وبساطتها منذ العزلة وتنقية وسيطة ليست مطلوبة.

وقد تم تطبيق آثار موجات الموجات فوق الصوتية على ردود الفعل العضوية غير المتماثلة بنجاح في أنواع مختلفة من ردود الفعل بما في ذلك تحفيز نقل المرحلة، ردود الفعل هيك، الهدرجة، ردود فعل Mannich، باربييه وباربييه مثل ردود الفعل، ردود فعل ديلز ألدر، سوزوكي اقتران رد الفعل، وإضافة Micheal.

العثور على Ultrasonicator المثالي لرد فعل Organocatalytic الخاص بك!

Hielscher Ultrasonics هو شريكك الموثوق به عندما يتعلق الأمر بمعدات الموجات فوق الصوتية عالية الأداء وعالية الجودة. Hielscher تصاميم وتصنيع وتوزيع أحدث المسابير بالموجات فوق الصوتية والمفاعلات وقرون كوب للتطبيقات سونوتشيميكال. يتم تصنيع جميع المعدات بموجب إجراءات معتمدة من ISO وبدقة ألمانية للحصول على جودة فائقة في مقرنا الرئيسي في Teltow (بالقرب من برلين) ، ألمانيا.
مجموعة Hielscher ultrasonicators يتراوح من ultrasonicators مختبر المدمجة لمفاعلات الموجات فوق الصوتية الصناعية بالكامل لتصنيع المواد الكيميائية على نطاق واسع. المسابير (المعروف أيضا باسم سونوتروديس، قرون الموجات فوق الصوتية أو نصائح)، وقرون الداعم، والمفاعلات متاحة بسهولة في العديد من الأحجام والهندسات. يمكن تصنيع إصدارات مخصصة لمتطلباتك أيضا.
منذ Hielscher الفوق صوتيات’ المعالجات بالموجات فوق الصوتية متوفرة في أي حجم من أجهزة مختبر صغير لمعالجات صناعية كبيرة للدفعة وتدفق تطبيقات الكيمياء، سونيكيشن عالية الأداء يمكن تنفيذها بسهولة في أي إعداد رد فعل. ضبط دقيق للسعة بالموجات فوق الصوتية – المعلمة الأكثر أهمية للتطبيقات سونوتشيميكال – يسمح لتشغيل Hielscher ultrasonicators في السعة منخفضة إلى عالية جدا وصقل السعة بالضبط لظروف عملية الموجات فوق الصوتية المطلوبة من نظام التفاعل الكيميائي محددة.
مولد Hielscher بالموجات فوق الصوتية ميزة برنامج ذكي مع بروتوكول البيانات التلقائي. يتم تخزين جميع معلمات المعالجة الهامة مثل الطاقة بالموجات فوق الصوتية ودرجة الحرارة والضغط والوقت تلقائيا على بطاقة SD مدمجة بمجرد تشغيل الجهاز.
إن مراقبة العملية وتسجيل البيانات أمران مهمان للتوحيد المستمر للعمليات وجودة المنتج. من خلال الوصول إلى بيانات العملية المسجلة تلقائيًا ، يمكنك مراجعة عمليات sonication السابقة وتقييم النتيجة.
ميزة أخرى سهلة الاستخدام هي جهاز التحكم عن بعد المتصفح من أنظمة الموجات فوق الصوتية الرقمية لدينا. عن طريق التحكم في المتصفح البعيد يمكنك بدء وإيقاف وضبط ومراقبة المعالج بالموجات فوق الصوتية عن بعد من أي مكان.
اتصل بنا الآن لمعرفة المزيد عن لدينا عالية الأداء التجانس بالموجات فوق الصوتية يمكن أن تحسن رد فعلك التوليف oragnocatalytic!

الجدول أدناه يعطيك مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لultrasonicators لدينا: