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

Sonokeemia ja Michaeli lisa

Sonokeemia on hästi tõestatud selle benefilise mõju tõttu keemilistele reaktsioonidele – tulemuseks on sageli suurem saagikus, kiirendatud reaktsioonikiirus, leebemad, keskkonnasõbralikumad tingimused ning säästmine ja lihtne toimimine. See tähendab, et sonokeemia on tõhus ja kahjutu meetod sünteetiliste ja katalüütiliste keemiliste reaktsioonide aktiveerimiseks, edendamiseks ja juhtimiseks. Ultraheli töötlemise ja sonokheemia mehhanism põhineb akustilise kavitatsiooni nähtusel, mis tekitab unikaalseid väga kõrge rõhu ja temperatuuri tingimusi vedelas keskkonnas mullide vägivaldse kokkuvarisemise kaudu. Ultraheli või akustilise kavitatsiooni mõju käivitab reaktsioone suure energia kasutuselevõtuga, parandab massiülekannet, hõlbustades seeläbi keemilisi muundumisi.
Michaeli reaktsioon või Michaeli lisamine on karbaniooni või mõne muu nukleofiilide nukleofiilne lisamine α β küllastumata karbonüülühendile, mis sisaldab elektronide eemaldavat rühma. Michaeli reaktsioon on rühmitatud suuremasse konjugeeritud täienduste klassi. Michaeli lisa, mida hinnatakse kui üht kõige kasulikumat meetodit süsiniku ja süsiniku sidemete kergeks moodustumiseks, kasutatakse laialdaselt mitmesuguste ainete orgaaniliseks sünteesiks. Michaeli lisa asümmeetrilised variandid on olemas, mis on teatud tüüpi organokatalüütilised reaktsioonid.

Sonocatalysis ja Basic Clay Katalüüsitud Michael Imidasooli lisamine

Martin-Aranda et al. (2002) kasutas ära ultraheliuuringut ja selle sonokeemilisi mõjusid, et töötada välja N-asendatud imidasooli derivaatide 21 uudne sünteesitee Michaeli lisamisega etüülakrülaadile, mida katalüüsivad põhilised savid, nimelt Li+ ja Cs+ montmorilloniidid. Ultraheli aktiveerimise abil kondenseeriti imidasool etüülakrülaadiga, kasutades kahte põhilist savi – Li+ ja Cs+ montmorilloniidid. Leeliselised savid nagu Li+ ja Cs+ montmorilloniidid on ultrahelitöötluse all aktiivsed ja väga selektiivsed katalüsaatorid, mis näitavad positiivset mõju Miikaeli imidasooli lisamisele etüülakrülaadile. Sonokeemiliselt soodustatud katalüüs soodustab ja parandab N- asendatud imidasooli derivaatide moodustumist võrreldes teiste tavapäraste termilise kuumutamise reaktsioonidega. Konversioon suureneb savide põhitõdede ja ultraheliuuringu aja abil. Tootlus oli suurem, kui kasutati Cs+ montmorilloniite võrreldes Li+-ga, mida võib seletada kõrgema põhitõde tõttu. (Vt reaktsiooniskeemi allpool)

Sonokatalüütiline reaktsioon: Miikael imidasooli lisamine etüülakrülaadile
(kava kohandatud Mohapatra et al, 2018.)

Teine ultraheli abiga Michaeli lisamine on ränidioksiidvfuriinhape, mis soodustab indooli katalüüsi. Li et al. (2006) reageeris ultraheliuuringul ränidioksiidi väävelhappe ja α β küllastumata ketoonidega, et saada toatemperatuuril β-indolketoonid 50–85%.

Lahustivabad ja katalüsaatorivabad Aza-Michaeli reaktsioonid

Amiinide konjugeeritud lisamine konjugeeritud alkeenidele – tuntud kui asa-Michael reaktsioon – on keemiline võtmesamm erinevate keeruliste looduslike toodete, antibiootikumide, a aminoalkoholide ja kiraalsete abiainete sünteesiks. Ultraheli on näidatud, et see on võimeline edendama sellist asa-Michaeli lisareaktsiooni lahustivabas ja katalüsaatorivabas keskkonnas.

Ultrahelist põhjustatud asa-Michaeli reaktsiooni vees on testitud mitme amiini ja küllastumata ketoonide, küllastumata nitriti ja küllastumata estri abil. Sonokeemiliselt edendatud reaktsioon andis kiires ja lihtsas protseduuris suure saagikuse.
uuring ja tabel: © Bandyopadhyay et al., 2012

Facile Michael lisada ferrocenylenones alifaatsete amiinidega saab käivitada sonokeemilises reaktsioonis ilma lahusteid ja katalüsaatoreid toatemperatuuril kasutamata. See sonokeemiline Michaeli lisamine võib endale lubada 1-ferrotsenüül-3-aminokarbonüülühendeid kiires protsessis, mis annab suure saagikuse, mis on efektiivne ka teiste α,β küllastumata karbonüülühendite, nagu kaltsooni, karboksüülestri jne aza-Michaeli reaktsioonis. See sonokeemiline reaktsioon ei ole mitte ainult väga lihtne ja kergesti käsitletav, vaid ka kiire, keskkonnasõbralik ja odav protsess, mis on rohelise keemia omadused. ("Yang et al.", 2005)
Baniki uurimisrühm töötas välja veel ühe lihtsa, lihtsa, kiire, vesivahendatud katalüsaatorivaba protokolli mitme amiini aza-Michaeli lisareaktsiooniks α,β küllastumata karbonüülühenditele, mis rakendavad ultraheliuuringut. Mitme amiini sonokeemiliselt indutseeritud lisamine α,β küllastumata ketoonidele, estritele ja nitriilidele on toimunud 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 suurendamist. 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) aza-Michael 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 mõeldud usaldusväärse sonokeemilise töötlemise tagamiseks, nt orgaanilise sünteesi ja katalüüsi reaktsioonide läbiviimiseks reprodutseeritavate tulemustega ja kasutajasõbralikul viisil.
Hielscher Ultrasonics süsteeme kasutatakse kogu maailmas sonokeemiliste protsesside jaoks, sealhulgas orgaanilised sünteetilised reaktsioonid, nagu Michaeli lisandid, Mannichi reaktsioon, Diels-Lepa reaktsioon ja paljud teised haakereaktsioonid. Hielscheri ultrasonikaatorid, mis on osutunud usaldusväärseks kvaliteetsete keemiatoodete kõrge saagikuse sünteesiks, ei kasutata mitte ainult laborites, vaid ka tööstuslikus tootmises. Tänu oma töökindlusele ja madalale hooldusele paigaldatakse meie ultrasonikaatorid tavaliselt raskeveokite rakendustele ja nõudlikes keskkondades.
Hielscheri ultraheli protsessorid sonokeemiliste sünteeside, katalüüside, kristalliseerumise ja muude reaktsioonide jaoks on juba ülemaailmselt kaubanduslikul tasandil paigaldatud. Võtke meiega kohe ühendust, et arutada oma sonokeemilist tootmisprotsessi! Meie kogenud töötajad jagavad hea meelega rohkem teavet sonokeemilise sünteesitee, ultraheli süsteemide ja hinnakujunduse kohta!

Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:

Kirjandus/viited