تعزيز بالموجات فوق الصوتية مايكل إضافة رد فعل

تفاعلات مايكل غير المتماثلة هي نوع من التفاعلات التحفيزية العضوية ، والتي يمكن أن تستفيد بشكل كبير من الصوتنة. يستخدم تفاعل مايكل أو إضافة مايكل على نطاق واسع في التخليق الكيميائي ، حيث تتكون روابط الكربون والكربون في ظروف معتدلة. الموجات فوق الصوتية وآثاره سونوكيميائية فعالة للغاية في قيادة وتعزيز تفاعلات مايكل مما يؤدي إلى غلة أعلى، وانخفاض كبير في وقت رد الفعل وفي الوقت نفسه المساهمة في الكيمياء الخضراء الصديقة للبيئة.

سونوكيمياء وإضافة مايكل

Sonochemistry راسخة لآثارها المفيدة على التفاعلات الكيميائية – غالبا ما يؤدي إلى غلات أعلى ، وسرعة رد فعل متسارعة ، وظروف أكثر اعتدالا وصديقة للبيئة بالإضافة إلى التوفير والتشغيل البسيط. هذا يعني أن سونوكيمياء هي طريقة فعالة وغير ضارة لتنشيط وتعزيز ودفع التفاعلات الكيميائية الاصطناعية والحفازة. تعتمد آلية المعالجة بالموجات فوق الصوتية والكيمياء الصوتية على ظاهرة التجويف الصوتي ، والتي تحفز ظروفا فريدة من الضغوط ودرجات الحرارة العالية جدا من خلال الانهيار العنيف للفقاعات في وسط سائل. تبدأ تأثيرات التجويف بالموجات فوق الصوتية أو الصوتية ردود الفعل عن طريق إدخال طاقة عالية ، وتحسين نقل الكتلة ، وبالتالي تسهيل التحولات الكيميائية.
تفاعل مايكل أو إضافة مايكل هو إضافة محبة للنواة لكاربانيون أو نيوكليوفيل آخر إلى مركب كربونيل غير مشبع α,β يحتوي على مجموعة سحب إلكترونات. يصنف تفاعل مايكل في فئة أكبر من الإضافات المرافقة. تقدر إضافة مايكل بأنها واحدة من أكثر الطرق فائدة للتكوين المعتدل لروابط الكربون-الكربون، وتستخدم على نطاق واسع في التخليق العضوي للمواد المتعددة. توجد العديد من المتغيرات غير المتماثلة لإضافة مايكل ، وهي نوع من التفاعلات التحفيزية العضوية.

حفز السونوكاتاليز والطين الأساسي مايكل إضافة إيميدازول

استفاد Martin-Aranda et al. (2002) من الموجات فوق الصوتية وتأثيراته الكيميائية الصوتية من أجل تطوير مسار تخليق جديد لمشتقات الإيميدازول المستبدلة ب N 21 عن طريق إضافة مايكل للإيميدازول إلى إيثيل أكريلات التي يحفزها الطين الأساسي ، وهي Li + و Cs + montmorillonites. باستخدام التنشيط بالموجات فوق الصوتية ، تم تكثيف الإيميدازول مع إيثيل أكريلات باستخدام الطين الأساسي – Li + و Cs + مونتموريلونيت. الطين القلوي مثل Li + و Cs + montmorillonites هي محفزات نشطة وانتقائية للغاية تحت صوتنة ، وبالتالي تظهر تأثيرات إيجابية على إضافة مايكل من إيميدازول إلى إيثيل أكريلات. يعزز التحفيز المعزز بالموجات فوق الصوتية ويحسن تكوين مشتقات الإيميدازول المستبدلة ب N عند مقارنتها بتفاعلات التسخين الحراري التقليدية الأخرى. يزيد التحويل مع أساسيات الطين والوقت إلى الموجات فوق الصوتية. كان العائد أعلى عند استخدام Cs + montmorillonites مقارنة ب Li + ، وهو ما يمكن تفسيره بسبب ارتفاع القاعدية. (انظر مخطط التفاعل أدناه)

تفاعل سونوكاتالي: إضافة مايكل للإيميدازول إلى إيثيل أكريليت
(مخطط مقتبس من Mohapatra et al ، 2018.)

إضافة أخرى لمايكل بمساعدة الموجات فوق الصوتية هي تحفيز حمض الكبريتيك السيليكا المعزز للإندول. Li et al. (2006) تفاعل حمض الكبريتيك السيليكا والكيتونات غير المشبعة α،β تحت الموجات فوق الصوتية من أجل الحصول على غلة β-indolylketones من 50-85 ٪ في درجة حرارة الغرفة.

تفاعلات عزة ميخائيل الخالية من المذيبات والمحفزات

الإضافة المترافقة للأمينات إلى الألكينات المترافقة – المعروف باسم رد فعل عزة ميخائيل – هي خطوة كيميائية أساسية لتوليف العديد من المنتجات الطبيعية المعقدة والمضادات الحيوية والكحوليات الأمينية والمواد المساعدة الشيرالية. وقد ثبت أن الموجات فوق الصوتية قادرة على تعزيز مثل هذا التفاعل إضافة aza-Michael في بيئة خالية من المذيبات وخالية من المحفز.

تم اختبار تفاعل aza-Michael الناجم عن الموجات فوق الصوتية في الماء مع العديد من الأمينات والكيتونات غير المشبعة والنرتريل غير المشبع والإستر غير المشبع. أعطى التفاعل الذي تم الترويج له بالموجات فوق الصوتية عوائد عالية في إجراء سريع وبسيط.
الدراسة والجدول: © Bandyopadhyay et al.، 2012

يمكن تشغيل إضافة مايكل سهلة من الفيروسيسيلينونات مع الأمينات الأليفاتية في تفاعل معزز بالموجات فوق الصوتية دون استخدام المذيبات والمحفزات في درجة حرارة الغرفة. يمكن أن تتحمل إضافة مايكل سونوكيميائية هذه مركبات 1-فيروسينيل -3-أمينو كربونيل في عملية سريعة تعطي غلات عالية ، وهي أيضا فعالة في تفاعل أزا مايكل لمركبات الكربونيل غير المشبعة α،β الأخرى مثل الكالكون ، استر الكربوكسيل إلخ. هذا التفاعل الكيميائي الصوتي ليس فقط بسيطا جدا وسهل التعامل معه ، بل هو أيضا عملية سريعة وصديقة للبيئة وغير مكلفة ، وهي سمات الكيمياء الخضراء. (يانغ وآخرون ، 2005)
طورت مجموعة البحث في Banik بروتوكولا آخر بسيطا ومباشرا وسريعا وخاليا من المحفزات بوساطة مائية لتفاعل إضافة aza-Michael للعديد من الأمينات إلى مركبات الكربونيل غير المشبعة α،β التي تطبق الموجات فوق الصوتية. تم إجراء الإضافة المستحثة بالموجات فوق الصوتية للعديد من الأمينات إلى الكيتونات غير المشبعة α،β والإسترات والنتريال بكفاءة عالية في الماء وكذلك في ظل ظروف خالية من المذيبات. لم يتم استخدام أي محفزات أو دعامات صلبة في هذه الطريقة. وقد لوحظ تحسن ملحوظ في معدل التفاعل في الماء تحت الطريقة التي يسببها الموجات فوق الصوتية. وقد وفر هذا الإجراء الحميد بيئيا تكوينا نظيفا للمنتجات مع انتقائية معززة. (بانديوبادهياي وآخرون ، 2012)

تأثير المذيبات والمعالجة بالموجات فوق الصوتية على تفاعل أزا مايكل للبيبيريدين (1 مل) وميثيل أكريليت (1 مل) في مذيب 1 مل.
الدراسة والجدول: © Bandyopadhyay et al.، 2012

مجسات ومفاعلات بالموجات فوق الصوتية للتفاعلات الصوتية

تم تصميم الأجهزة المتطورة والبرامج الذكية من الموجات فوق الصوتية Hielscher لضمان معالجة سونوكيميائية موثوق بها، على سبيل المثال أداء التخليق العضوي وتفاعلات الحفز مع نتائج قابلة للتكرار وبطريقة سهلة الاستخدام.
تستخدم أنظمة الموجات فوق الصوتية Hielscher في جميع أنحاء العالم لعمليات سونوكيميائية بما في ذلك التفاعلات الاصطناعية العضوية مثل إضافات مايكل ، تفاعل مانيتش ، تفاعل ديلز ألدر والعديد من تفاعلات الاقتران الأخرى. ثبت أن تكون موثوقة لتوليف غلة عالية من المنتجات الكيميائية عالية الجودة، وتستخدم الموجات فوق الصوتية Hielscher ليس فقط في إعدادات المختبرات ولكن أيضا في الإنتاج الصناعي. 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 سونوكيميائية، والمحفزات، تبلور وغيرها من ردود الفعل في جميع أنحاء العالم على نطاق تجاري. اتصل بنا الآن لمناقشة عملية تصنيع سونوكيميكال الخاص بك! سيسعد موظفونا ذوو الخبرة الجيدة بمشاركة المزيد من المعلومات حول مسار التوليف الصوتي الكيميائي وأنظمة الموجات فوق الصوتية والتسعير!

يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا:

الأدب / المراجع