Sonoχημικά βελτιωμένες αντιδράσεις Diels-Alder

Οι αντιδράσεις Diels-Alder χρησιμοποιούνται ευρέως για χημικές συνθέσεις, όπου πρέπει να διαμορφωθούν ατομικοί δεσμοί άνθρακα-άνθρακα. Υπερήχους και sonochemical αποτελέσματά του είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική στην οδήγηση και την προώθηση diels-Alder αντιδράσεις με αποτέλεσμα υψηλότερες αποδόσεις, σημαντικά μειωμένο χρόνο αντίδρασης και ταυτόχρονα είναι μέρος της φιλικής προς το περιβάλλον πράσινη χημεία.

Sonochemly-ενισχυμένη αντίδραση Diels-Alder για την πράσινη χημεία

Οι αντιδράσεις Diels-Alder είναι χημικές αντιδράσεις, στις οποίες σχηματίζονται δεσμοί μεταξύ ατόμων άνθρακα. Η αντίδραση Diels-Alder ταξινομείται ως θερμικά επιτρεπόμενη [4+2] κυκλοανάδηση [π4μικρό + π2μικρό]. Δεδομένου ότι η υποβοηθούμενη από υπερήχους οργανική σύνθεση είναι μια πράσινη και αποτελεσματική συνθετική οδός, η οποία ενισχύει τα ποσοστά αντίδρασης, τις αποδόσεις και την επιλεκτικότητα των αντιδράσεων, η κατεργασία με υπερήχους είναι μια απλή και αξιόπιστη τεχνική που χρησιμοποιείται ευρέως στα εργαστήρια και τη βιομηχανική παραγωγή. Συχνά, η sonochemically προωθημένη διαδρομή διευκολύνει τον οργανικό μετασχηματισμό σε συνθήκες περιβάλλοντος που διαφορετικά απαιτούν δραστικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, γεγονός που βοηθά στην εξοικονόμηση ενεργειακού κόστους και μετατρέπει τη χημική σύνθεση σε διαδικασία εξοικονόμησης.

Αίτηση για πληροφορίες




Σημειώστε τις Πολιτική Απορρήτου.


Ultrasonicators such as the UP400St are widely used to intensify and accelerate organic reactions (e.g., the Diels-Alder reaction) via sonochemical effects.

Υπερήχων τύπου καθετήρα, όπως το UP400St χρησιμοποιούνται ευρέως για την ενέγγυα και την επιτάχυνση οργανικών αντιδράσεων όπως η αντίδραση Diels-Alder μέσω sonochemical επιδράσεων.

Υπερηχητική αντίδραση Diels-Alder χρησιμοποιώντας βαθείς ευτελείς διαλύτες

Οι βαθείς ευτεκικοί διαλύτες (DES) είναι διαλύματα οξέων και βάσεων Lewis ή Brønsted που σχηματίζουν ένα ευτεκικό μείγμα. Δεδομένου ότι οι βαθείς ευτεκωτικοί διαλύτες είναι μη εύφλεκτοι, διαθέτουν χαμηλές πιέσεις ατμών και τοξικότητα και συχνά κατασκευάζονται από φυσικές ενώσεις, είναι μια εναλλακτική λύση διαλύτη που είναι φιλική προς το περιβάλλον. Υπερήχους και βαθιά ευτεκτικό διαλύτες είναι γνωστό ότι λειτουργούν συνεργιστικά μαζί και ως εκ τούτου χρησιμοποιούνται για χημική σύνθεση καθώς και σε εκχύλιση με υπερήχους. Η χρήση βαθιών ευτελικών διαλυτών είναι ευεργετική και στις υπερηχητικά προωθημένες αντιδράσεις Diels-Alder. Για παράδειγμα, κατεργασία με υπερήχους χρησιμοποιείται για την προώθηση της αντίδρασης Diels-Alder χρησιμοποιώντας N-ethylmaleimide ως dienophile, αλλάζοντας τη φύση του diene σε βαθιά ευτεκτικούς διαλύτες (DES) τόσο υπό συμβατική θέρμανση όσο και υπερηχητική ενεργοποίηση.
Η χρήση υπερήχων ενεργοποίηση σε συνδυασμό με βαθιά ευτεκικούς διαλύτες αποδείχθηκε ευεργετική παρέχοντας καλές αποδόσεις σε δραστικά μειωμένους χρόνους αντίδρασης.

Using ultrasonic activation of the Diels−Alder reactio in combination with deep eutectic solvents is proved to be beneficial providing good yields in drastically reduced reaction times.

Υπερηχητικά βελτιωμένο Diels−Αντίδραση Σκλήθρας.
προσαρμοσμένο από το Marullo et al., 2020

Γενική διαδικασία για την αντίδραση Diels-Alder με χρήση DES και κατεργασία με υπερήχους

Υπερήχων-προωθημένες αντιδράσεις Diels-Alder πραγματοποιήθηκαν με την εισαγωγή του υπερήχων καθετήρα (sonotrode / κέρατο) στο δοχείο αντίδρασης. Χρησιμοποιώντας έναν υπερηχητικό καθετήρα με άκρη διαμέτρου 0,5 cm, η ονομαστική ισχύς εξόδου ήταν 70 W. Οι αντιδράσεις πραγματοποιήθηκαν στους 40 °C εφαρμόζοντας λειτουργία inpulse κατεργασίας με υπερήχους με κύκλους 5 sec ON και 20 sec OFF. Η υπερηχητικά εντεταμένη αντίδραση Diels-Alder έδωσε καλές αποδόσεις σε πολύ μικρότερο χρονικό διάστημα από ό, τι υπό σιωπηλές συνθήκες (70 λεπτά και 24 ώρες για sonochemical και σιωπηλές αντιδράσεις, αντίστοιχα).
Προκειμένου να αξιολογηθεί η ενεργειακή απόδοση της sonochemly-εντεταγμένης αντίδρασης Diels-Alder, η κατανάλωση ενέργειας για την σιωπηλή και υπερηχητικά προωθημένη αντίδραση Diels-Alder συγκρίθηκε. Οι υπολογισμοί έδωσαν κατανάλωση 35.094 kJ/g για τη σιωπηλή αντίδραση και 28,4 kJ/g για υπερηχητική υποβοηθούμενη αντίδραση (υπερηχητικό κέρατο με ισχύ εξόδου 70 W καθαρή ενέργεια), αντίστοιχα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα 99% της ενέργειας που εξοικονομούνται για την sonochemically-οδηγούμενη αντίδραση Diels-Alder. Όλες αυτές οι παρατηρήσεις υποδηλώνουν έντονα ότι η συνδυασμένη χρήση βαθέων ευτελικών διαλυτών (DES) και ακτινοβολία υπερήχων είναι μια αποτελεσματική και εξοικονόμηση ενέργειας μεθοδολογία για σημαντικές συνθετικές διεργασίες όπως η αντίδραση Diels-Alder. (Μαρούλο κ.ά., 2020)

Η επίδραση των διαφόρων βαθιών ευτελικών διαλυτών σε συνδυασμό με κατεργασία με υπερήχους

Τα καλύτερα αποτελέσματα για υπερήχων-προωθημένη αντίδραση Diels-Alder επιτεύχθηκαν, όταν οι βαθείς ευτεκτοί διαλύτες [ChCl]:[Fru] και [TBACl]:[EG] χρησιμοποιούνται ως διαλύτες. Χρησιμοποιώντας [ChCl]:[Fru] και [TBACl]:[EG] ως διαλύτες που προσέφεραν σημαντικές μειώσεις στο χρόνο αντίδρασης, καθώς και σημαντικές βελτιώσεις στην απόδοση (για [TBACl]:[EG] 73% και 87%, και για [ChCl]:[Fru] 23 και 75% υπό σιωπηλές και sonochemical συνθήκες, αντίστοιχα).
Σε ορισμένες περιπτώσεις, δηλαδή όταν [TBPCl]:[EG], [ChCl]:[Gly] και [AcChCl]:[EG] χρησιμοποιούνται ως διαλύτες, οι αποδόσεις είναι συγκρίσιμες με εκείνες που λαμβάνονται υπό αθόρυβες συνθήκες, αλλά ο ρυθμός της χημικής διεργασίας εξακολουθεί να βελτιώνεται δραστικά με κατεργασία με υπερήχους.
Κατεργασία με υπερήχους λειτουργεί πολύ καλά με χαμηλή τάση ατμών και ιξώδεις διαλύτες όπως ιοντικά υγρά (ILs), καθώς αυτές οι συνθήκες διευκολύνουν την παραγωγή περισσότερων επιδράσεων σπηλαίωσης inetnse. Δεδομένου ότι οι βαθείς ευτεκτικοί διαλύτες έχουν παρόμοιες φυσικές ιδιότητες με τα ιοντικά υγρά, μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατάλληλα σε συνδυασμό με υπερήχους. Η συνδυασμένη αλληλεπίδραση των βαθιών ευτελικών διαλυτών (DES) και της κατεργασίας με υπερήχους μειώνει σημαντικά την ενεργειακή ζήτηση της αντίδρασης Diels-Alder. Μπορούν να παρατηρηθούν σιγματικές μειώσεις του χρόνου αντίδρασης από 24 ώρες σε 70 λεπτά, ενώ παρέχουν πολύ καλές αποδόσεις. Όσον αφορά την αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας, αυτό σημαίνει ότι η συνδυασμένη χρήση βαθέων ευτελικών διαλυτών (DES) και υπερήχων επιτρέπει την επεξεργασία μιας ποσότητας υλικών 10 φορές υψηλότερη από ό, τι υπό αθόρυβες συνθήκες. (Μαρούλο κ.ά., 2020)

Αίτηση για πληροφορίες




Σημειώστε τις Πολιτική Απορρήτου.


Υπερηχητική αντίδραση Diels-Alder των οξαλικών Αλκενών

Wei και οι συνάδελφοί του (2004) έδειξε ότι υπερήχους προώθησε την αντίδραση Diels-Alder των υποκατάστατων φουράνων με αντιδραστικά δινεοφιλικά όπως διμεθυλο ακετυλενικαρβοξυλικό (DMAD) και διμεθυλο-ανδρικό που παρέχονται λειτουργικά οξαμπικλικές αλκέτες σε καλές αποδόσεις. Η υπερηχητικά προωθημένη αντίδραση του regiospecific furano Diels-Alder κυκλοανάδεια των 2-vinylic furans με DMAD επιπλωμένα λειτουργικά οξαλικές αλκέτες σε καλή απόδοση.

Sonochemly βελτιωμένες αντιδράσεις κυκλοδάδησης

Bravo και οι συνάδελφοί του (2006) περιέγραψαν μια σειρά sonochemical cycloadditions που περιλαμβάνουν είτε κυκλοπενταδιένιο είτε 1,3-κυκλοεξαδιένιο με δινεόφιλους καρβονυλικού σε ένα ιοντικό υγρό με βάση το ιωνικό οξύ ως μέσο αντίδρασης. Απέδειξαν ότι υπερήχους βελτιώνει αποτελεσματικά αυτές τις αντιδράσεις κυκλοανάδεια με αποτέλεσμα υψηλότερες αποδόσεις και / ή μειωμένους χρόνους αντίδρασης σε σύγκριση με τις αντίστοιχες σιωπηλές αντιδράσεις. Για παράδειγμα, για απλούς α,β- ακόρεστα dienophiles όπως μεθυλική βινυλίου κετόνη ή ακρολίνη οι επιπτώσεις της υπερηχητικής ενεργοποίησης είναι προφανείς. Για παράδειγμα, η κετόνη μεθυλικού βινυλίου προκαλεί απόδοση 89% μέσα σε 1 ώρα ήπιας κατεργασίας με υπερήχους, ενώ η σιωπηλή αντίδραση παρείχε μόνο 52% μέσα στον ίδιο χρόνο αντίδρασης.

Υπερήχους σε οποιοδήποτε μέγεθος για Sonochemically προωθημένες αντιδράσεις Diels-Alder

Hielscher Ultrasonics σχεδιάζει, κατασκευάζει και διανέμει υψηλής απόδοσης υπερήχων καθετήρα τύπου ομογενοποιητές και sonochemical εξοπλισμό για την ενσωμάτωση σε χημικά συστήματα όπως η σύνθεση και οι αντιδράσεις κατάλυσης. Hielscher υπερήχων χρησιμοποιούνται παγκοσμίως ως αξιόπιστο εργαλείο για την προώθηση, την εντατικοποίηση, την επιτάχυνση και τη βελτίωση των χημικών αντιδράσεων.
Hielscher Υπέρηχοι’ υπερήχων επεξεργαστές είναι διαθέσιμοι σε οποιοδήποτε μέγεθος από μικρές εργαστηριακές συσκευές σε μεγάλους βιομηχανικούς επεξεργαστές για εφαρμογές χημείας παρτίδας και ροής. Ακριβής ρύθμιση του υπερηχητικού πλάτους – η πιο σημαντική παράμετρος για sonochemical εφαρμογές – επιτρέπει τη λειτουργία υπερήχων Hielscher σε χαμηλά έως πολύ υψηλά πλάτος και να τελειοποιήσει το πλάτος ακριβώς στις απαιτούμενες συνθήκες υπερήχων διαδικασία του συγκεκριμένου συστήματος χημικής αντίδρασης.
Υπερήχων γεννήτρια Hielscher διαθέτουν ένα έξυπνο λογισμικό με αυτόματη πρωτόκολλο δεδομένων. Όλες οι σημαντικές παράμετροι επεξεργασίας, όπως η υπερηχητική ενέργεια, η θερμοκρασία, η πίεση και ο χρόνος αποθηκεύονται αυτόματα σε μια ενσωματωμένη κάρτα SD μόλις ενεργοποιηθεί η συσκευή.
Η παρακολούθηση της διαδικασίας και η καταγραφή δεδομένων είναι σημαντικές για τη συνεχή τυποποίηση των διαδικασιών και την ποιότητα των προϊόντων. Με την πρόσβαση στα αυτόματα καταγεγραμμένα δεδομένα της διαδικασίας, μπορείτε να αναθεωρήσετε προηγούμενες εκτελέσεις κατεργασίας με υπερήχους και να αξιολογήσετε το αποτέλεσμα.
Ένα άλλο φιλικό προς το χρήστη χαρακτηριστικό είναι ο τηλεχειρισμός του προγράμματος περιήγησης των ψηφιακών συστημάτων υπερήχων μας. Μέσω απομακρυσμένου ελέγχου του προγράμματος περιήγησης μπορείτε να ξεκινήσετε, να σταματήσετε, να ρυθμίσετε και να παρακολουθήσετε τον υπερηχητικό επεξεργαστή σας εξ αποστάσεως από οπουδήποτε.
Επικοινωνήστε μαζί μας τώρα για να μάθετε περισσότερα σχετικά με υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές μας μπορεί να βελτιώσει την οργανική αντίδραση σύνθεσης σας, όπως Diels-Alder αντιδράσεις, αντιδράσεις Mannich ή Michael προσθήκη μεταξύ πολλών άλλων!

Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη για την κατά προσέγγιση ικανότητα επεξεργασίας των υπερήχων μας:

Μαζική Όγκος Ρυθμός ροής Προτεινόμενες συσκευές
1 έως 500mL 10 έως 200 ml / λεπτό UP100H
10 έως 2000mL 20 έως 400mL / λεπτό Uf200 ः t, UP400St
0.1 έως 20 λίτρα 0.2 έως 4 λίτρα / λεπτό UIP2000hdT
10 έως 100L 2 έως 10 λίτρα / λεπτό UIP4000hdT
μ.δ. 10 έως 100 λίτρα / λεπτό UIP16000
μ.δ. μεγαλύτερος σύμπλεγμα UIP16000

Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!

Ζητήστε περισσότερες πληροφορίες

Παρακαλούμε χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα για να ζητήσετε πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με υπερήχους επεξεργαστές, εφαρμογές και τιμή. Θα χαρούμε να συζητήσουμε τη διαδικασία σας μαζί σας και να σας προσφέρουμε ένα υπερηχητικό σύστημα που πληροί τις απαιτήσεις σας!









Παρακαλείστε να σημειώσετε ότι η Πολιτική Απορρήτου.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Υπερήχων κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές για την ανάμειξη εφαρμογών, διασποράς, γαλακτωματοποίηση και εκχύλιση σε εργαστήριο, πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα.



Λογοτεχνία / Αναφορές

Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζουμε


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές από Εργαστήριο προς την βιομηχανικό μέγεθος.