Sonokeemiliselt paranenud Mannichi reaktsioonid
Mannichi reaktsioon on olulised süsinik-süsinik sidemeid moodustavad reaktsioonid, mida kasutatakse laialdaselt sellistes tööstusharudes nagu farmaatsiatootmine ja looduslike toodete süntees. Kuigi enamik ühe poti Mannichi reaktsioone on väga aeglased, on ultraheliuuringu positiivne mõju Mannichi reaktsioonidele kiiresti rakendatud, et parandada saagist ja reaktsioonikiirust ning vähendada traditsiooniliselt pikka reaktsiooniaega Mannichi reaktsioonides lühikesele protseduurile.
Sonochemistry ja selle eelised Mannichi reaktsioonides
Mannichi reaktsioon on orgaanilises sünteesis üks olulisemaid süsinik-süsinik sidemeid moodustavaid reaktsioone, kuna see pakub sünteetiliselt ja bioloogiliselt olulisi β-aminokarbonüülühendeid, mis on olulised vaheühendid erinevate lämmastikku sisaldavate looduslike toodete ja ravimite ehitamiseks.
Ultraheli inline süsteem sonokeemiliste reaktsioonide jaoks, nt täiustatud Mannichi reaktsioonide jaoks
On tõestatud, et ultraheli kiiritamine ja seeläbi tekitatud sonokeemilised mõjud kiirendavad Mannichi reaktsioonide reaktsioonikineetikat drastiliselt, nt 13-kordse vähenemisega 20 tunnilt 1,5 tunnini reaktsiooniajas.
Ultraheli parandab sulfamiinhappe katalüsaatoriga katalüüsitud ketoonide, aldehüüdide ja amiinide ühe poti Mannichi reaktsiooni.
Kava on kohandatud alates Zeng et al., 2009
- Oluliselt kiirenenud reaktsiooniaeg
- suurem saagikus
- Täpselt kontrollitavad tingimused
- temperatuuri reguleerimine
- Partii ja reas
- roheline keemia
β-aminokarbonüülühendite ultraheli mannichi reaktsioon
Sulfamiinhape (NH2NII3H, SA) kasutati tõhusa, odava, mittetoksilise ja ringlussevõetava rohelise katalüsaatorina aldehüüdide ultraheli abil ühe poti Mannichi reaktsiooni ketoonide ja amiinidega. Selle ultraheliprotokolli eelised on kõrge saagikus, kerge seisund, keskkonnareostuse puudumine ja lihtsad tööprotseduurid. Kõige tähtsam on see, et beeta-aminokarbonüülühendid, millel on orto-asendatud aromaatsed amiinid, saadakse selle metoodika abil esimest korda hea saagisega.
Uuriti sulfamiinhapet katalüsaatorina ja 10 mol% sulfamiinhape oli piisav, et viia reaktsioon täielikult 95% saagiseni märkimisväärselt kiirendatud reaktsiooniajaga 1,5 tundi (võrreldes kiire segamisega, mis saavutas ainult 85% saagise umbes 20 tunni jooksul). See rõhutab väljakujunenud asjaolu, et võimsuse ultraheli ja sonokheemia kiirendavad orgaanilisi reaktsioone. Allolev tabel näitab ultraheliuuringu olulisi eeliseid Mannichi reaktsioonide kiire segamisega.
Tabel näitab, et ultraheli katalüüsitud Mannichi reaktsioonid on oluliselt kiiremad ja tõhusamad võrreldes kiire segamisega.
Uuring: © Zeng et al., 2009
Suure jõudlusega sonokeemilised seadmed Mannichi reaktsioonide jaoks
Sonokeemilised seadmed keemiliste toodete, näiteks aminokarbonüülühendite ja muude vahesaaduste sünteesiks ja katalüüsiks on kergesti kättesaadavad igas suuruses – kompaktsetest labori ultrasonikaatoritest kuni täielikult tööstuslike ultraheli reaktoriteni. Hielscher Ultrasonics projekteerib, toodab ja levitab suure võimsusega ultrasonikaatoreid. Kõik ultraheli süsteemid on valmistatud peakontoris Teltowis, Saksamaal ja levitatakse sealt üle kogu maailma.
Hielscheri ultrasonikaatorite keerukas riistvara ja nutikas tarkvara on loodud usaldusväärse töö, reprodutseeritavate tulemuste ja kasutajasõbralikkuse tagamiseks. Hielscheri ultrasonikaatorid on tugevad ja usaldusväärsed, mis võimaldab paigaldada ja kasutada raskeveokite tingimustes. Tööseadetele pääseb hõlpsasti juurde ja neid saab valida intuitiivse menüü kaudu, millele pääseb juurde digitaalse värvilise puuteekraani ja brauseri kaugjuhtimispuldi kaudu. Seetõttu salvestatakse kõik töötlemistingimused, nagu netoenergia, koguenergia, amplituud, aeg, rõhk ja temperatuur, automaatselt sisseehitatud SD-kaardile. See võimaldab teil läbi vaadata ja võrrelda varasemaid ultrahelitöötluse käike ning optimeerida sonokeemiliselt täiustatud reaktsioonide, näiteks Mannichi reaktsiooni, Diels-Alderi reaktsiooni või Michaeli sünteesi ja funktsionaliseerimist kõrgeima efektiivsusega.
Hielscher Ultrasonics süsteeme kasutatakse kogu maailmas sonokeemiliste protsesside jaoks (sono-süntees ja sono-katalüüs) ning need on osutunud usaldusväärseteks seadmeteks partii- ja pidevas in-line režiimis. Hielscheri tööstuslikud ultrasonikaatorid võivad pidevas töös kergesti käivitada kõrge amplituudiga (24/7/365). Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt genereerida standardsete sonotroodidega (ultraheli sondid / sarved). Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Tänu oma vastupidavusele ja madalale hooldusele paigaldatakse meie ultrasonikaatorid tavaliselt raskeveokite rakenduste jaoks ja nõudlikes keskkondades.
Hielscheri ultraheli protsessorid sonokeemiliste sünteeside jaoks on juba kaubanduslikul tasandil paigaldatud kogu maailmas. Võtke meiega kohe ühendust, et arutada oma sonokeemiliselt ajami sünteesi Mannichi reaktsiooni kaudu! Meie kogenud töötajad jagavad hea meelega rohkem teavet sonokeemilise sünteesi raja, ultraheli süsteemide ja hinnakujunduse kohta!
Ultraheli sünteesimeetodi eeliseks on teie keemiline tootmine teiste katalüütiliste sünteesiprotsessidega võrreldes tõhus, lihtne ja odav!
Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
| Partii maht | Voolukiirus | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 kuni 20L | 0.2 kuni 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
| mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000 |
| mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.
Kirjandus / Viited
- 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.
Faktid, mida tasub teada
Mis on Mannichi reaktsioon?
Mannichi reaktsioon põhineb mitte-oliiseeritava aldehüüdi, primaarse või sekundaarse amiini ja enoliiseeritava karbonüülühendi mitmekomponendilisel kondenseerimisel, mis annab aminometüülitud tooteid. Aldehüüdi iminiumi derivaat toimib Mannichi reaktsioonis aktseptorina.
Mannichi reaktsiooni kasutatakse paljudes orgaanilise keemia valdkondades. Kuna Mannichi reaktsiooni saab käivitada mugava ühe poti reaktsioonina ja seadistada ka kahekordseks Mannichi reaktsiooniks, kasutatakse seda reaktsioonitüüpi peenkemikaalide, erikemikaalide, ravimite ja looduslike ainete sünteesiks (kasutatakse biosünteesiradadel, eriti alkaloidide, peptiidide ja nukleotiidide sünteesiks).
Mannichi reaktsiooni kaudu sünteesitud kemikaalide tavalised näited on järgmised:
- alküülamiinid
- peptiidid, nukleotiidid, antibiootikumid ja alkaloidid (nt tropinoon)
- agrokemikaalid, näiteks taimekasvuregulaatorid
- Värvid ja polümeerid
- Katalüsaatorid
- formaldehüüdi koe ristsidumine
- ravimid ja farmatseutilised ravimid (nt rolitetratsükliin (tetratsükliini ja pürrolidiini Mannichi toode), fluoksetiin (antidepressant), tramadool ja tolmetiin (põletikuvastane ravim).
- seep ja detergendid: Mannichi reaktsiooni kasutatakse alküülamiinide sünteesimiseks, muutes mittepolaarsed süsivesinikud seebiks või detergentideks. Neid saadud ühendeid kasutatakse mitmesugustes puhastusrakendustes, autokütuse töötlemisel ja epoksükatetes
- polüeteramiinid hargnenud ahelaga alküüleetritest
- α,β-küllastumata ketoonid Mannichi reaktsioonisaaduste termilisel lagunemisel (nt metüülvinüülketoon 1-dietüülamino-butaan-3-oonist)
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates Lab kuni tööstuslik suurus.