Sonohemijski poboljšane Mannich reakcije
Mannich reakcija su važne reakcije formiranja karbonskih veza, koje se široko koriste u industrijama kao što su farmaceutska proizvodnja i sinteza prirodnih proizvoda. Dok je većina jedno pot Mannich reakcija vrlo spora, pozitivni učinci ultrasonication na Mannich reakcije su brzo implementiran kako bi se poboljšao prinos i stopa reakcija kao i smanjiti tradicionalno dugo vrijeme reakcije sve do kratkog postupka u Mannich reakcijama.
Sonohemija i njene prednosti u Mannich reakcijama
Mannichova reakcija je jedna od najvažnijih karbonsko-karbonskih veza formirajući reakcije u organskoj sintezi, jer priušti sintetički i biološki važne β-aminokarbonil spojeve, koji su važni intermedijari za izgradnju raznih prirodnih proizvoda i farmaceutskih proizvoda koji sadrže dušik.
Ultrazvučni inline sistem za sonohemske reakcije, npr. za poboljšane Mannich reakcije
Ultrazvučno ozračavanje i time generirani sonohemijski efekti dokazano ubrzavaju kinetiku reakcija u Mannich reakcijama drastično, npr. sa 13-foldnim smanjenjem od 20h do 1,5h u vrijeme reakcije.
Ultrasonikacija poboljšava jednu lonac Mannich reakciju ketona, aldehida i amina kataliziranih katalizom sulfaminske kiseline.
Shema adapted from Zeng et al., 2009
- Značajno ubrzano vrijeme reakcije
- veće prinose
- Precizno kontrolisani uslovi
- kontrolu temperature
- serije i in-line
- Zelena hemija
Ultrazvučni Mannich Reakcija β-Aminokarbonil spoja
Sulfamička kiselina (NH2Pa3H, SA) je korištena kao efikasan, jeftin, netoksičan i recikliran zeleni katalizist za ultrazvuk pot Mannich reakciju aldehida s ketonima i aminima. Ovaj ultrazvučni protokol ima prednosti visokog prinosa, blagog stanja, bez zagađenja okoline, i jednostavnih procedura za rad. Najvažnije je da se beta-aminokarbonil spojevi sa orto-supstituiranim aromatičnim aminima prvi put dobiju u prihvatljivim dobrim prinosima po ovoj metodologiji.
Sulfamička kiselina kao katalizator je ispitana i 10 mol% sulfamička kiselina je bila dovoljna da se reakcija potpuno posalje do 95% prinosa u znatno ubrzanom vremenu reakcije od 1,5h (u odnosu na brzo miješanje, koje je postigla samo 85% prinosa u cca. 20h). To podvlači dobro utvrđenu činjenicu da ultrazvuk snage i sonohemija ubrzavaju organske reakcije. Tablica ispod pokazuje značajne prednosti ultrasonication u odnosu na brzo miješanje za Mannich reakcije.
Tablica pokazuje da su ultrazvučno katalizirane Mannich reakcije znatno brže i efikasnije u odnosu na brzo miješanje.
Studija: © Zeng et al., 2009
High-Performance Sonochemical Equipment for Mannich Reactions
Sonohemijska oprema za sintezu i katalizu hemijskih proizvoda kao što su spojeve aminokarbonila i drugih intermedijara je dostupna u bilo koju veličinu – od kompaktnih laboratorijskih ultrazvučnikatora do potpuno industrijskih ultrazvučnih reaktora. Hielscher Ultrasonics dizajnira, proizvodi i distribuira ultrasonikatore visoke snage. Svi ultrazvučni sistemi su napravljeni u zaglavlju u Teltowu, Njemačka i distribuirani odatle širom svijeta.
Sofisticirani hardver i pametni softver Hielscher ultrasonicatora dizajnirani su da garantuju pouzdan rad, reprodukljive ishode kao i korisnik-prijateljnost. Hielscherovi ultrasonicatori su robusni i pouzdani, što omogućava da se instaliraju i upravljaju pod teškim uvjetima. Operativnim postavkama se može lako pristupiti i birate putem intuitivnog menija, kojem se može pristupiti putem digitalnog touch-display ekrana u boji i daljinskog upravljača preglednika. Stoga se svi uslovi obrade kao što su neto energija, totalna energija, amplituda, vrijeme, pritisak i temperatura automatski snimaju na ugrađenoj SD-kartici. To vam omogućava da revidiraš i uporediš prethodne sonication te da optimiziraš sintezu i funkcionalizaciju sonohemijski poboljšanih reakcija kao što su Mannich reakcija, Diels-Alder reakcija ili Michael dodatak najviše efikasnosti.
Hielscher Ultrasonics sistemi se koriste širom svijeta za sonohemičke procese (sono-sinteza i sono-katalizu) i dokazano je da su pouzdana oprema u batch i kontinuiranom in-line modu. Hielscher industrijski ultrasonicatori lako mogu pokrenuti visoke amplitude u kontinuiranom rad (24/7/365). Amplitute do 200μm mogu se lako kontinuirano generirati standardnim sonotrodama (ultrazvučnim sondama / rogovima). Za još više amplitude, dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Zbog svoje robusnosti i niskog održavanja naši ultrazvučnici su obično instalirani za teške aplikacije i u zahtjevnim okruženjima.
Hielscherovi ultrazvučni procesori za sonohemske sinteze već su instalirani širom svijeta u komercijalnim razmjerima. Kontaktirajte nas sada da razgovaramo o vašoj sonohemijski pogon sintezi putem Mannich reakcije! Našem dobro iskusnom osoblju bit će drago podijeliti više informacija o sonohemijskim putem sinteze, ultrazvučnim sustavima i ocijenjivanju!
Uz prednost metode ultrazvučne sinteze, vaša hemijska proizvodnja će se iskusiti u efikasnosti, jednostavnosti i niskim troškovima kada se u odnosu na druge procese katalitičke sinteze!
Tabela u nastavku daje naznaku približan kapacitet prerade naših ultrasonicators:
| Batch Volumen | protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500ml | 10 do 200ml / min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 00,1 do 20L | 00,2 do 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 do 100l | 2 do 10L / min | UIP4000hdT |
| N / A. | 10 do 100L / min | UIP16000 |
| N / A. | veći | klaster UIP16000 |
Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za miješanje aplikacija, disperziju, emulgaciju i ekstrakciju na laboratorijskim, pilotskim i industrijskim skalama.
Književnost/reference
- 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.
Činjenice vredi znati
Šta je Mannich reakcija?
Mannichova reakcija se zasniva na više komponenti kondenzacije neenolizabilnog aldehida, primarnog ili sekundarnog amina i enolizabilnog karbonilnog spoja, koji daje aminometilirani produkt. Iminijumski derivat aldehida funkcioniše kao primalac u Mannich reakciji.
Mannich reakcija se koristi u mnogim oblastima organske hemije. Budući da se Mannichova reakcija može pokrenuti kao pogodna jedno pot reakcija i također postavljena kao dvostruka Mannichova reakcija, ovaj tip reakcije se koristi za sintezu finih hemikalija, specijalnih hemikalija, farmaceutskih i prirodnih supstanci (koristi se u biosintetičke puteve, posebno za sintezu alkaloida, peptida i nukleotida).
Uobičajeni primjeri za hemikalije sintetizirane putem Mannich reakcije uključuju:
- alkyl amines
- peptidi, nukleotidi, antibiotici, i alkaloidi (npr. tropinon)
- agrokemičari, kao što su regulatori rasta biljaka
- boje i polimeri
- katalisti
- formaldehide tkivo crosslinking
- lijekovi i farmaceutski lijekovi (npr. rolitetraciklin (Mannich proizvod tetraciklina i pirolidina), fluoksetin (antidepresiv), tramadol i tolmetin (anti-upalni lijek).
- sapun i deterdženti: Mannichova reakcija se koristi za sintetizaciju alkyl amina, pretvarajući ne-polarne ugljikovodice u sapun ili deterdžente. Ovi rezultujući spojovi se koriste u raznim aplikacijama za čišćenje, tretmanima za automobilska goriva, i epoksi premazima
- polieteramini iz supstituiranih razgranatih lanaca alkyl etera
- α,β-zasićenih ketona toplinskom degradacijom Mannich reakcijskih proizvoda (npr. metil vinil keton iz 1-dietilamino-butan-3-one)
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija u industrijske veličine.