تفاعلات مانيتش المحسنة سونوكيميائيا
تفاعل مانيتش هو تفاعلات مهمة لتكوين رابطة الكربون-الكربون، وتستخدم على نطاق واسع في صناعات مثل إنتاج المستحضرات الصيدلانية وتخليق المنتجات الطبيعية. في حين أن معظم تفاعلات مانيش ذات الوعاء الواحد بطيئة للغاية ، فقد تم تنفيذ الآثار الإيجابية للموجات فوق الصوتية على تفاعلات مانيخ بسرعة من أجل تحسين العائد ومعدل التفاعل وكذلك لتقليل وقت رد الفعل الطويل تقليديا وصولا إلى إجراء قصير في تفاعلات مانيخ.
سونوكيمياء وفوائدها في تفاعلات مانيخ
يعد تفاعل مانيتش أحد أهم تفاعلات تكوين روابط الكربون-كربون في التخليق العضوي؛ لأنه يوفر مركبات β-أمينوكربونيل مهمة صناعيا وبيولوجيا، وهي مواد وسيطة مهمة لبناء العديد من المنتجات الطبيعية والمستحضرات الصيدلانية المحتوية على النيتروجين.
نظام مضمن بالموجات فوق الصوتية للتفاعلات الصوتية الكيميائية ، على سبيل المثال لتحسين تفاعلات مانيتش
ثبت أن التشعيع بالموجات فوق الصوتية والتأثيرات الكيميائية الناتجة عن ذلك تسرع حركية التفاعل في تفاعلات مانيخ بشكل كبير ، على سبيل المثال ، مع انخفاض 13 ضعفا من 20 ساعة إلى 1.5 ساعة في وقت رد الفعل.
يعمل الموجات فوق الصوتية على تحسين تفاعل Mannich أحادي الوعاء للكيتونات والألدهيدات والأمينات التي يحفزها محفز حمض السلفاميك.
مخطط مقتبس من Zeng et al. ، 2009
- وقت رد الفعل المتسارع بشكل ملحوظ
- عوائد أعلى
- ظروف يمكن التحكم فيها بدقة
- التحكم في درجة الحرارة
- دفعة وخط
- الكيمياء الخضراء
تفاعل مانيش بالموجات فوق الصوتية لمركبات β أمينوكاربونيل
حمض السلفاميك (NH2حتي3H، SA) كمحفز أخضر فعال وغير مكلف وغير سام وقابل لإعادة التدوير لتفاعل مانيخ بمساعدة الموجات فوق الصوتية من الألدهيدات مع الكيتونات والأمينات. يتميز بروتوكول الموجات فوق الصوتية هذا بمزايا الغلة العالية ، والحالة الخفيفة ، وعدم وجود تلوث بيئي ، وإجراءات العمل البسيطة. الأهم من ذلك ، يتم الحصول على مركبات بيتا أمينوكربونيل مع الأمينات العطرية المستبدلة بأورثو في غلات مقبولة إلى جيدة من خلال هذه المنهجية لأول مرة.
تم فحص حمض السلفاميك كمحفز وكان 10 mol٪ من حمض السلفاميك كافيا لدفع التفاعل بالكامل إلى 95٪ في وقت تفاعل متسارع بشكل كبير يبلغ 1,5 ساعة (مقارنة بالتحريك عالي السرعة ، والذي حقق عائدا بنسبة 85٪ فقط في حوالي 20 ساعة). هذا يؤكد الحقيقة الراسخة المتمثلة في أن الموجات فوق الصوتية والكيمياء الصوتية تسرع التفاعلات العضوية. يوضح الجدول أدناه المزايا الكبيرة للموجات فوق الصوتية على التحريك عالي السرعة لتفاعلات مانيتش.
يوضح الجدول أن تفاعلات Mannich المحفزة بالموجات فوق الصوتية تكون أسرع بكثير وأكثر كفاءة عند مقارنتها بالتحريك عالي السرعة.
دراسة: © تسنغ وآخرون ، 2009
معدات سونوكيميائية عالية الأداء لتفاعلات مانيخ
معدات Sonochemical لتوليف وتحفيز المنتجات الكيميائية مثل مركبات أمينوكربونيل وغيرها من المواد الوسيطة متاحة بسهولة في أي حجم – من الموجات فوق الصوتية مختبر المدمجة إلى مفاعلات الموجات فوق الصوتية الصناعية بالكامل. Hielscher الفوق صوتيات تصميم وتصنيع وتوزيع الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة. يتم تصنيع جميع أنظمة الموجات فوق الصوتية في المقر الرئيسي في Teltow ، ألمانيا ويتم توزيعها من هناك في جميع أنحاء العالم.
تم تصميم الأجهزة المتطورة والبرامج الذكية من الموجات فوق الصوتية Hielscher لضمان عملية موثوقة، والنتائج القابلة للتكرار، فضلا عن سهولة الاستخدام. الموجات فوق الصوتية Hielscher قوية وموثوق بها، والذي يسمح ليتم تركيبها وتشغيلها في ظل ظروف الخدمة الشاقة. يمكن الوصول إلى إعدادات التشغيل والاتصال بها بسهولة عبر قائمة بديهية ، والتي يمكن الوصول إليها عبر شاشة رقمية ملونة تعمل باللمس وجهاز تحكم عن بعد في المتصفح. لذلك ، يتم تسجيل جميع ظروف المعالجة مثل الطاقة الصافية والطاقة الإجمالية والسعة والوقت والضغط ودرجة الحرارة تلقائيا على بطاقة SD مدمجة. يتيح لك ذلك مراجعة ومقارنة عمليات تشغيل الصوتنة السابقة وتحسين التوليف والأداء الوظيفي للتفاعلات المحسنة بالموجات فوق الصوتية مثل تفاعل Mannich أو تفاعل Diels-Alder أو إضافة Michael إلى أعلى كفاءة.
وتستخدم أنظمة الموجات فوق الصوتية Hielscher في جميع أنحاء العالم لعمليات سونوكيميائية (سونو التوليف وسونو الحفز) وثبت أن تكون معدات موثوقة في دفعة ومستمرة في وضع خط. Hielscher الموجات فوق الصوتية الصناعية يمكن بسهولة تشغيل السعات العالية في التشغيل المستمر (24/7/365). يمكن بسهولة توليد سعات تصل إلى 200 ميكرومتر بشكل مستمر باستخدام sonotrodes القياسية (مجسات / قرون بالموجات فوق الصوتية). للحصول على سعات أعلى ، تتوفر سونوتروديس بالموجات فوق الصوتية المخصصة. نظرا لقوتها وصيانتها المنخفضة ، يتم تثبيت الموجات فوق الصوتية لدينا بشكل شائع للتطبيقات الشاقة وفي البيئات الصعبة.
يتم بالفعل تثبيت المعالجات بالموجات فوق الصوتية Hielscher للتوليفات sonochemical في جميع أنحاء العالم على نطاق تجاري. اتصل بنا الآن لمناقشة تخليق محرك الموجات فوق الصوتية عبر تفاعل Mannich! سيسعد موظفونا ذوو الخبرة الجيدة بمشاركة المزيد من المعلومات حول مسار التوليف الصوتي الكيميائي وأنظمة الموجات فوق الصوتية والتسعير!
مع الاستفادة من طريقة التوليف بالموجات فوق الصوتية ، سوف يتفوق إنتاجك الكيميائي في الكفاءة والبساطة والتكلفة المنخفضة عند مقارنته بعمليات التوليف التحفيزي الأخرى!
يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500 مل | 10 إلى 200 مل / دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000 مل | 20 إلى 400 مل / دقيقة | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20 لتر | 0.2 إلى 4 لتر / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100 لتر | 2 إلى 10 لتر / دقيقة | UIP4000hdT |
| ن.أ. | 10 إلى 100 لتر / دقيقة | UIP16000 |
| ن.أ. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
Hielscher Ultrasonics بتصنيع المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لخلط التطبيقات، والتشتت، والاستحلاب والاستخراج على المختبر، التجريبية والصناعية النطاق.
الأدب / المراجع
- Zeng H., Li H., Shao H. (2009): One-pot three-component Mannich-type reactions using sulfamic acid catalyst under ultrasound irradiation. Ultrasonics Sonochemistry16(6), 2009. 758-762.
- Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
- Bravo, José; Lopez, Ignacio; Cintas, Pedro; Silvero, Guadalupe; Arévalo, María (2006): Sonochemical cycloadditions in ionic liquids. Lessons from model cases involving common dienes and carbonyl dienophiles. Ultrasonics Sonochemistry 13, 2006. 408-414.
- Piotr Kwiatkowski, Krzysztof Dudziński, Dawid Łyżwa (2013): “Non-Classical” Activation of Organocatalytic Reaction. In: Peter I. Dalko (Ed.), Comprehensive Enantioselective Organocatalysis: Catalysts, Reactions, and Applications. John Wiley & Sons, 2013.
حقائق تستحق المعرفة
ما هو رد فعل مانيتش؟
يعتمد تفاعل مانيتش على تكثيف متعدد المكونات لألدهيد غير قابل للتحلل ، وأمين أولي أو ثانوي ومركب كربونيل قابل للتحلل ، والذي ينتج عنه نواتج أمينوميثيليت. يعمل مشتق الإيمينيوم للألدهيد كمستقبل في تفاعل مانيخ.
يستخدم تفاعل مانيخ في العديد من مجالات الكيمياء العضوية. نظرا لأنه يمكن تشغيل تفاعل Mannich كتفاعل مناسب لوعاء واحد ويتم إعداده أيضا كتفاعلات Mannich مزدوجة ، يتم استخدام هذا النوع من التفاعل لتخليق المواد الكيميائية الدقيقة والمواد الكيميائية المتخصصة والمستحضرات الصيدلانية والمواد الطبيعية (المستخدمة في مسارات التخليق الحيوي ، خاصة لتخليق قلويدات ، الببتيدات ، والنيوكليوتيدات).
تشمل الأمثلة الشائعة للمواد الكيميائية التي يتم تصنيعها عن طريق تفاعل مانيتش ما يلي:
- أمينات الألكيل
- الببتيدات والنيوكليوتيدات والمضادات الحيوية والقلويات (مثل التروبينون)
- الكيماويات الزراعية، مثل منظمات نمو النبات
- الدهانات والبوليمرات
- المحفزات
- تشابك أنسجة الفورمالديهايد
- الأدوية والعقاقير الصيدلانية (مثل روليتتراسيكلين (منتج مانيش من التتراسيكلين والبيروليدين) ، فلوكستين (مضاد للاكتئاب) ، ترامادول وتولميتين (دواء مضاد للالتهابات).
- الصابون والمنظفات: يستخدم تفاعل مانيش لتصنيع أمينات الألكيل ، وتحويل الهيدروكربونات غير القطبية إلى صابون أو منظفات. تستخدم هذه المركبات الناتجة في مجموعة متنوعة من تطبيقات التنظيف ومعالجة وقود السيارات وطلاء الإيبوكسي
- بولي إيثرامين من إثيرات ألكيل سلسلة متفرعة مستبدلة
- α،β الكيتونات غير المشبعة بسبب التحلل الحراري لمنتجات تفاعل مانيتش (مثل ميثيل فينيل كيتون من 1-ثنائي إيثيل أمينو-بوتان-3-واحد)
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع الخالط بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر ل الحجم الصناعي.