Sonokimyəvi üsulla təkmilləşdirilmiş Mannich reaksiyaları
Mannich reaksiyaları karbon–karbon rabitəsi yaradan mühüm reaksiyalardır və dərman istehsalı, təbii məhsulların sintezi kimi sənaye sahələrində geniş istifadə olunur. Bir qabda aparılan Mannich reaksiyalarının əksəriyyəti çox yavaş getsə də, ultrasəs emalının Mannich reaksiyalarına müsbət təsirləri çıxımı və reaksiya sürətini artırmaq, eləcə də bu reaksiyaların ənənəvi olaraq uzun sürən müddətini qısa bir prosedura endirmək üçün sürətlə tətbiq edilmişdir.
Sonokimya və onun Mannich reaksiyalarında üstünlükləri
Mannich reaksiyası üzvi sintezdə karbon–karbon rabitəsi yaradan ən mühüm reaksiyalardan biridir, çünki müxtəlif azot tərkibli təbii məhsulların və dərman maddələrinin hazırlanmasında mühüm aralıq məhsullar olan, sintetik və bioloji baxımdan əhəmiyyətli 𝛽-aminokarbonil birləşmələrinin alınmasını təmin edir.
Sonokimyəvi reaksiyalar, məsələn, təkmilləşdirilmiş Mannich reaksiyaları üçün axın xəttinə inteqrasiya edilmiş ultrasəs sistemi
Ultrasəs şüalandırmasının və onun yaratdığı sonokimyəvi təsirlərin Mannich reaksiyalarının kinetikasını kəskin şəkildə sürətləndirdiyi sübut edilmişdir; məsələn, reaksiya müddəti 20h-dan 1,5h-a qədər 13 dəfə azalır.
Ultrasəs emalı sulfamin turşusu katalizatoru ilə katalizlənən, ketonların, aldehidlərin və aminlərin bir qabda aparılan Mannich reaksiyasını təkmilləşdirir.
Sxem Zeng və b., 2009 əsasında uyğunlaşdırılmışdır
- Əhəmiyyətli dərəcədə qısaldılmış reaksiya müddəti
- Daha yüksək çıxımlar
- Dəqiq idarə oluna bilən şərait
- Temperaturun idarə olunması
- Partiya rejimində və axın xəttində
- Yaşıl kimya
𝛽-aminokarbonil birləşmələrinin ultrasəslə Mannich reaksiyası
Sulfamin turşusu (NH2SO3H, SA) aldehidlərin ketonlar və aminlərlə ultrasəsin köməyi ilə bir qabda aparılan Mannich reaksiyası üçün səmərəli, ucuz, qeyri-toksik və təkrar istifadə oluna bilən yaşıl katalizator kimi istifadə edilmişdir. Bu ultrasəs protokolunun üstünlükləri yüksək çıxım, mülayim şərait, ətraf mühitin çirklənməməsi və reaksiya qarışığının sadə son emalı prosedurlarıdır. Ən əhəmiyyətlisi, bu metodla orto-əvəzlənmiş aromatik aminlərlə beta-aminokarbonil birləşmələri ilk dəfə qənaətbəxşdən yaxşıya qədər dəyişən çıxımlarla alınır.
Sulfamin turşusu katalizator kimi tədqiq edilmiş və 10 mol% sulfamin turşusunun reaksiyanı əhəmiyyətli dərəcədə qısaldılmış 1,5h müddətində 95% çıxımla tam başa çatdırmaq üçün kifayət etdiyi müəyyən olunmuşdur (təxminən 20h ərzində yalnız 85% çıxım əldə edilən yüksək sürətli qarışdırma ilə müqayisədə). Bu, yüksək güclü ultrasəsin və sonokimyanın üzvi reaksiyaları sürətləndirdiyinə dair geniş təsdiqlənmiş faktı vurğulayır. Aşağıdakı cədvəl Mannich reaksiyaları üçün ultrasəs emalının yüksək sürətli qarışdırma ilə müqayisədə əhəmiyyətli üstünlüklərini göstərir.
Cədvəl ultrasəslə katalizlənən Mannich reaksiyalarının yüksək sürətli qarışdırma ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə daha sürətli və daha səmərəli olduğunu göstərir.
Tədqiqat: © Zeng və b., 2009
Mannich reaksiyaları üçün yüksək məhsuldarlıqlı sonokimyəvi avadanlıq
Aminokarbonil birləşmələri və digər aralıq məhsullar kimi kimyəvi məhsulların sintezi və katalizi üçün sonokimyəvi avadanlıq istənilən ölçüdə asanlıqla əldə edilə bilər – kompakt laboratoriya ultrasəs cihazlarından tam sənaye miqyaslı ultrasəs reaktorlarına qədər. Hielscher Ultrasonics yüksək güclü ultrasəs cihazlarını layihələndirir, istehsal edir və paylayır. Bütün ultrasəs sistemləri Almaniyanın Teltow şəhərindəki baş qərargahda istehsal olunur və oradan bütün dünyaya paylanır.
Hielscher ultrasəs cihazlarının təkmil aparat təminatı və ağıllı proqram təminatı etibarlı işləməni, təkrarlana bilən nəticələri və istifadə rahatlığını təmin etmək üçün hazırlanmışdır. Hielscher ultrasəs cihazları möhkəm və etibarlıdır, bu da onların ağır iş şəraitində quraşdırılmasına və istismarına imkan verir. İş parametrlərinə intuitiv menyu vasitəsilə asanlıqla daxil olmaq və onları tənzimləmək mümkündür; bu menyuya rəqəmsal rəngli sensor ekran və brauzer vasitəsilə uzaqdan idarəetmə ilə daxil olmaq olar. Buna görə də xalis enerji, ümumi enerji, amplituda, vaxt, təzyiq və temperatur kimi bütün emal şəraiti parametrləri daxili SD karta avtomatik qeydə alınır. Bu, əvvəlki ultrasəs emalı seanslarını nəzərdən keçirməyə və müqayisə etməyə, eləcə də Mannich reaksiyası, Diels-Alder reaksiyası və ya Michael birləşməsi kimi sonokimyəvi üsulla təkmilləşdirilmiş reaksiyalarda sintezi və funksionallaşdırmanı ən yüksək səmərəliliyə çatdırmaq üçün optimallaşdırmağa imkan verir.
Hielscher Ultrasonics sistemləri bütün dünyada sonokimyəvi proseslər (sonosintez və sonokataliz) üçün istifadə olunur və həm partiya rejimində, həm də axın xəttində fasiləsiz rejimdə etibarlı avadanlıq olduqları sübut edilmişdir. Hielscher sənaye ultrasəs cihazları fasiləsiz işləmə zamanı (24/7/365) yüksək amplitudalarda asanlıqla işləyə bilir. Standart sonotrodlarla (ultrasəs zondları / buynuzları) 200µm-ə qədər amplitudalar asanlıqla fasiləsiz yaradıla bilər. Daha yüksək amplitudalar üçün xüsusi hazırlanmış ultrasəs sonotrodları mövcuddur. Möhkəmliyi və texniki xidmətə az ehtiyac duyması sayəsində ultrasəs cihazlarımız adətən ağır iş tələb edən tətbiqlərdə və sərt şəraitlərdə quraşdırılır.
Sonokimyəvi sintezlər üçün Hielscher ultrasəs prosessorları artıq bütün dünyada kommersiya miqyasında quraşdırılmışdır. Mannich reaksiyası vasitəsilə sonokimyəvi təsirlə aparılan sintezinizi müzakirə etmək üçün indi bizimlə əlaqə saxlayın! Təcrübəli əməkdaşlarımız sonokimyəvi sintez yolu, ultrasəs sistemləri və qiymətlər haqqında əlavə məlumatı məmnuniyyətlə təqdim edəcəklər!
Ultrasəs sintezi üsulunun üstünlüyü sayəsində kimyəvi istehsalınız digər katalitik sintez prosesləri ilə müqayisədə səmərəlilik, sadəlik və aşağı xərc baxımından üstün olacaq!
Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal gücü haqqında təsəvvür yaradır:
| Partiyanın həcmi | Axın sərfi | Tövsiyə olunan cihazlar |
|---|---|---|
| 1-dən 500mL-ə qədər | 10-dan 200mL/min-ə qədər | UP100H |
| 10-dan 2000mL-ə qədər | 20-dən 400mL/min-ə qədər | UP200Ht, UP400St |
| 0,1-dən 20L-ə qədər | 0,2-dən 4L/min-ə qədər | UIP2000hdT |
| 10-dan 100L-ə qədər | 2-dən 10L/min-ə qədər | UIP4000hdT |
| n.a. | 10-dan 100L/min-ə qədər | UIP16000 |
| n.a. | daha yüksək | qrup şəklində birləşdirilmiş UIP16000 |
Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizə sual verin!
Hielscher Ultrasonics laboratoriya, pilot və sənaye miqyasında qarışdırma, dispersləşdirmə, emulqasiya və ekstraksiya tətbiqləri üçün yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- 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.
Bilməyə dəyər faktlar
Mannich reaksiyası nədir?
Mannich reaksiyası enollaşa bilməyən aldehidin, birincili və ya ikincili aminin və enollaşa bilən karbonil birləşməsinin çoxkomponentli kondensasiyasına əsaslanır və nəticədə aminometilləşmiş məhsullar alınır. Aldehidin iminium törəməsi Mannich reaksiyasında akseptor rolunu oynayır.
Mannich reaksiyası üzvi kimyanın bir çox sahəsində istifadə olunur. Mannich reaksiyası əlverişli şəkildə bir qabda aparıla və həmçinin ikiqat Mannich reaksiyaları kimi təşkil oluna bildiyindən, bu reaksiya növü incə kimyəvi məhsulların, xüsusi təyinatlı kimyəvi məhsulların, dərman maddələrinin və təbii maddələrin sintezində istifadə olunur (biosintetik yollarda, xüsusilə alkaloidlərin, peptidlərin və nukleotidlərin sintezində istifadə edilir).
Mannich reaksiyası vasitəsilə sintez olunan kimyəvi maddələrin geniş yayılmış nümunələrinə aşağıdakılar daxildir:
- alkil aminlər
- peptidlər, nukleotidlər, antibiotiklər və alkaloidlər (məsələn, tropinon)
- bitki böyümə tənzimləyiciləri kimi aqrokimyəvi maddələr
- boyalar və polimerlər
- katalizatorlar
- formaldehidlə toxumada çarpaz rabitələrin yaradılması
- dərmanlar və əczaçılıq preparatları (məsələn, rolitetrasiklin (tetrasiklin və pirrolidinin Mannich məhsulu), fluoksetin (antidepressant), tramadol və tolmetin (iltihabəleyhinə dərman).
- sabun və yuyucu vasitələr: Mannich reaksiyası qeyri-polyar karbohidrogenləri sabuna və ya yuyucu vasitələrə çevirərək alkil aminlərin sintezi üçün istifadə olunur. Alınan bu birləşmələr müxtəlif təmizləmə tətbiqlərində, avtomobil yanacaqlarının emalında və epoksid örtüklərdə istifadə olunur
- əvəzlənmiş, şaxələnmiş zəncirli alkil efirlərindən alınan poliefiraminlər
- Mannich reaksiyası məhsullarının termiki parçalanması ilə alınan α,β-doymamış ketonlar (məsələn, 1-dietilamino-butan-3-ondan metil vinil keton)
Hielscher Ultrasonics yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs homogenizatorlarını laboratoriya ölçülərindən sənaye ölçülərinə qədər istehsal edir.