Ultraheli edendatud Michaeli lisamise reaktsioon

Asümmeetrilised Miikaeli reaktsioonid on teatud tüüpi organokatalüütilised reaktsioonid, mis võivad ultrahelitöötlusest suurt kasu saada. Michaeli reaktsiooni või Michaeli lisamist kasutatakse laialdaselt keemiliste sünteeside puhul, kus süsinik-süsinik sidemed moodustuvad kergetes tingimustes. Ultraheli ja selle sonokeemilised mõjud on väga tõhusad Michaeli reaktsioonide juhtimisel ja edendamisel, mille tulemuseks on suurem saagikus, oluliselt vähenenud reaktsiooniaeg ja samal ajal aidates kaasa keskkonnasõbralikule rohelisele keemiale.

Sonochemistry ja Miikaeli lisamine

Sonochemistry on hästi välja kujunenud selle kasuliku mõju kohta keemilistele reaktsioonidele – mille tulemuseks on sageli suurem saagikus, kiirendatud reaktsioonikiirus, pehmemad, keskkonnasõbralikumad tingimused, samuti säästmine ja lihtne kasutamine. See tähendab, et sonokheemia on tõhus ja kahjutu meetod sünteetiliste ja katalüütiliste keemiliste reaktsioonide aktiveerimiseks, edendamiseks ja juhtimiseks. Ultraheli töötlemise ja sonokoomia mehhanism põhineb akustilise kavitatsiooni nähtusel, mis indutseerib unikaalsed väga kõrge rõhu ja temperatuuri tingimused mullide vägivaldse kokkuvarisemise kaudu vedelas keskkonnas. Ultraheli või akustilise kavitatsiooni mõju algatab reaktsioone suure energia sisseviimisega, parandab massiülekannet, hõlbustades seeläbi keemilisi muundumisi.
Miikaeli reaktsioon või Miikaeli lisamine on karbaniooni või mõne muu nukleofiili nukleofiilne lisamine α,β küllastumata karbonüülühendile, mis sisaldab elektrone eemaldavat rühma. Miikaeli reaktsioon on rühmitatud suuremasse konjugeeritud lisandite klassi. Miikaeli lisandit, mida peetakse üheks kõige kasulikumaks meetodiks süsinik-süsinik sidemete kergeks moodustamiseks, kasutatakse laialdaselt mitmesuguste ainete orgaaniliseks sünteesiks. Miikaeli lisamise asümmeetrilisi variante on palju, mis on teatud tüüpi organokatalüütilised reaktsioonid.

Sonokatalüüs ja aluseline savikatalüüsitud Miikaeli lisamine imidasooli

(2002) kasutasid ultraheli ja selle sonokeemilisi mõjusid, et töötada välja N-asendatud imidasooli derivaatide 21 uudne sünteesitee, lisades Miikaeli imidasooli etüülakrülaatile, mida katalüüsivad aluselised savid, nimelt Li+ ja Cs + montmorilloniidid. Ultraheli aktiveerimise abil kondenseeriti imidasool etüülakrülaadiga, kasutades kahte aluselist savi – Li+ ja Cs+ montmorilloniidid. Leeliselised savid, nagu Li+ ja Cs+ montmorilloniidid, on ultrahelitöötluse ajal aktiivsed ja väga selektiivsed katalüsaatorid, näidates seeläbi positiivset mõju imidasooli Miikaeli lisamisele etüülakrülaadile. Sonokeemiliselt soodustatud katalüüs soodustab ja parandab N-asendatud imidasooli derivaatide moodustumist võrreldes teiste tavapäraste termilise kuumutamise reaktsioonidega. Muundamine suureneb savi põhilisusega ja ultraheliuuringuga. Saagis oli suurem Cs+ montmorilloniitide kasutamisel võrreldes Li+ -ga, mida võib seletada kõrgema aluselisuse tõttu. (Vt reaktsiooniskeemi allpool)

Sonokatalüütiline reaktsioon: Michael lisab imidasooli etüülakrülaadile
(skeem kohandatud Mohapatra et al, 2018.)

Teine ultraheli abil Michaeli lisamine on ränidioksiidi väävelhappe soodustatud indooli katalüüs. (2006) reageeris ränidioksiidi väävelhappele ja α,β-küllastumata ketoonidele ultraheliuuringul, et saada toatemperatuuril β-indolüülketoonide saagis 50–85%.

Lahustivabad ja katalüsaatorivabad asa-michaeli reaktsioonid

Amiinide konjugeeritud lisamine konjugeeritud alkeenidele – tuntud kui aza-Michaeli reaktsioon – on keemiline võtmeetapp erinevate komplekssete looduslike toodete, antibiootikumide, a-aminoalkoholide ja kiraalsete abiainete sünteesiks. On näidatud, et ultraheliuuring on võimeline soodustama sellist asa-Michaeli lisamisreaktsiooni lahustivabas ja katalüsaatorivabas keskkonnas.

Ultraheli poolt indutseeritud asa-Michaeli reaktsiooni vees on testitud mitmete amiinide ja küllastumata ketoonide, küllastumata nitriili ja küllastumata estriga. Sonokeemiliselt edendatud reaktsioon andis kiire ja lihtsa protseduuriga suure saagikuse.
uuring ja tabel: © Bandyopadhyay et al., 2012

Alifaatsete amiinidega ferrotsenülenoonide lisamist Michaelile saab läbi viia sonokeemiliselt soodustatud reaktsioonis ilma lahusteid ja katalüsaatoreid toatemperatuuril kasutamata. See sonokeemiline Michaeli lisamine võib endale lubada 1-ferrotsenüül-3-aminokarbonüülühendeid kiires protsessis, mis annab suure saagise, mis on efektiivne ka teiste α,β-küllastumata karbonüülühendite, näiteks kalkooni, karboksüülestri jne asa-Michaeli reaktsioonis. See sonokeemiline reaktsioon ei ole mitte ainult väga lihtne ja kergesti käsitsetav, vaid ka kiire, keskkonnasõbralik ja odav protsess, mis on rohelise keemia atribuudid. (Yang et al., 2005)
Baniku uurimisrühm töötas välja veel ühe lihtsa, lihtsa, kiire, vesivahendatud katalüsaatorivaba protokolli mitme amiini asa-Michaeli lisamisreaktsiooni jaoks α,β-küllastumata karbonüülühenditele, kasutades ultraheli. Mitmete amiinide sonokeemiliselt indutseeritud lisamine α,β küllastumata ketoonidele, estritele ja nitriilidele on läbi viidud väga tõhusalt nii vees kui ka lahustivabades tingimustes. Selles meetodis ei ole kasutatud katalüsaatoreid ega tahkeid tugesid. Ultraheli poolt indutseeritud meetodil on vees täheldatud reaktsioonikiiruse märkimisväärset suurenemist. See keskkonnasõbralik protseduur on taganud toodete puhta moodustumise suurema selektiivsusega. (Bandyopadhyay et al., 2012)

Lahustite ja sonokeemilise töötlemise mõju piperidiini (1 ml) ja metüülakrülaadi (1 ml) asa-Michaeli reaktsioonile 1 ml lahustis.
uuring ja tabel: © Bandyopadhyay et al., 2012

Ultraheli sondid ja reaktorid sonokeemiliste reaktsioonide jaoks

Hielscheri ultrasonikaatorite keerukas riistvara ja nutikas tarkvara on loodud usaldusväärse sonokeemilise töötlemise tagamiseks, nt orgaanilise sünteesi ja katalüüsi reaktsioonide teostamine reprodutseeritavate tulemustega ja kasutajasõbralikul viisil.
Hielscher Ultrasonics süsteeme kasutatakse kogu maailmas sonokeemiliste protsesside jaoks, sealhulgas orgaanilised sünteetilised reaktsioonid, nagu Michaeli lisandused, Mannichi reaktsioon, Diels-Alderi reaktsioon ja paljud teised sidumisreaktsioonid. Hielscheri ultrasonikaatoreid, mis on osutunud usaldusväärseks kvaliteetsete keemiatoodete kõrge saagikuse sünteesiks, ei kasutata mitte ainult laboritingimustes, vaid ka tööstuslikus tootmises. Tänu oma vastupidavusele ja madalale hooldusele paigaldatakse meie ultrasonikaatorid tavaliselt raskeveokite rakenduste jaoks ja nõudlikes keskkondades.
Hielscheri ultraheli protsessorid sonokeemiliste sünteeside, katalüüside, kristalliseerumise ja muude reaktsioonide jaoks on juba kaubanduslikul tasandil paigaldatud kogu maailmas. Võtke meiega kohe ühendust, et arutada oma sonokeemilist tootmisprotsessi! Meie kogenud töötajad jagavad hea meelega rohkem teavet sonokeemilise sünteesi raja, ultraheli süsteemide ja hinnakujunduse kohta!

Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:

Kirjandus / Viited