સોનોકેમિકલી સુધારેલ ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયાઓ
ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયાઓ રાસાયણિક સંશ્લેષણ માટે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જ્યાં અણુ કાર્બન-કાર્બન બોન્ડ રચવા જોઈએ. અલ્ટ્રાસોનિકેશન અને તેની સોનોકેમિકલ અસરો ડ્રાઇવિંગ અને ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયાઓને પ્રોત્સાહન આપવા માટે અત્યંત અસરકારક છે જેના પરિણામે ઉચ્ચ ઉપજ થાય છે, પ્રતિક્રિયાના સમયમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે અને તે જ સમયે પર્યાવરણને અનુકૂળ લીલી રસાયણશાસ્ત્રનો ભાગ છે.
ગ્રીન રસાયણશાસ્ત્ર માટે સોનોકેમિકલી-ઉન્નત ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયા
ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયાઓ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ છે, જેમાં કાર્બન અણુઓ વચ્ચે બોન્ડ રચાય છે. ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયાને થર્મલી-માન્ય [4+2] સાયકલોડિશન તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવી છે [ઓ4એસ + ઓ2એસ]. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-સહાયિત કાર્બનિક સંશ્લેષણ એ લીલો અને કાર્યક્ષમ કૃત્રિમ માર્ગ છે, જે પ્રતિક્રિયા દર, ઉપજ અને પ્રતિક્રિયાઓની પસંદગીને વધારે છે, સોનિકેશન એ એક સરળ અને વિશ્વસનીય તકનીક છે જેનો પ્રયોગશાળાઓ અને industrialદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. મોટેભાગે, સોનોકેમિકલી પ્રમોટ કરેલો માર્ગ આસપાસની પરિસ્થિતિઓમાં ઓર્ગેનિક ટ્રાન્સફોર્મેશનની સુવિધા આપે છે જેને અન્યથા તાપમાન અને દબાણની તીવ્ર પરિસ્થિતિઓની જરૂર પડે છે, જે energyર્જા ખર્ચ બચાવવામાં મદદ કરે છે અને રાસાયણિક સંશ્લેષણને બચત પ્રક્રિયામાં ફેરવે છે.
ચકાસણી-પ્રકાર અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ જેમ કે UP400St સોનોકેમિકલ ઇફેક્ટ્સ દ્વારા ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયા જેવી કાર્બનિક પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્તેજન અને વેગ આપવા માટે વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.
ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સનો ઉપયોગ કરીને અલ્ટ્રાસોનિક ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયા
ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ (ડીઇએસ) એ લુઇસ અથવા બ્રેન્સ્ટેડ એસિડ અને પાયાના ઉકેલો છે જે યુટેક્ટિક મિશ્રણ બનાવે છે. Deepંડા યુટેક્ટીક દ્રાવકો બિન-જ્વલનશીલ હોવાથી, નીચા વરાળ દબાણ અને ઝેરી પદાર્થ ધરાવે છે, અને ઘણીવાર કુદરતી સંયોજનોમાંથી બનાવવામાં આવે છે, તે એક બચતકર્તા, વધુ પર્યાવરણને અનુકૂળ દ્રાવક વિકલ્પ છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન અને ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ એકસાથે synergistically કામ કરવા માટે જાણીતા છે અને તેથી રાસાયણિક સંશ્લેષણ તેમજ અવાજ નિષ્કર્ષણ માટે વપરાય છે. Deepંડા યુટેક્ટીક દ્રાવકોનો ઉપયોગ અલ્ટ્રાસોનિકલી પ્રોત્સાહિત ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયાઓમાં પણ ફાયદાકારક છે. દાખલા તરીકે, પરંપરાગત હીટિંગ અને અલ્ટ્રાસોનિક એક્ટિવેશન બંને હેઠળ N-ethylmaleimide નો ઉપયોગ કરીને ડીએન્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપવા માટે sonication નો ઉપયોગ થાય છે.
Deepંડા યુટેક્ટીક દ્રાવકો સાથે સંયોજનમાં અલ્ટ્રાસોનિક સક્રિયકરણનો ઉપયોગ ફાયદાકારક સાબિત થયો છે જે તીવ્ર ઘટાડો પ્રતિક્રિયા સમયમાં સારો ઉપજ પૂરો પાડે છે.
અલ્ટ્રાસોનિકલી સુધારેલ ડીલ્સ -એલ્ડર પ્રતિક્રિયા.
મારુલો એટ અલ., 2020 થી સ્વીકારવામાં આવેલી યોજના
ડીઇએસ અને સોનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયા માટે સામાન્ય પ્રક્રિયા
અલ્ટ્રાસોનિકલી-પ્રમોટેડ ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયાઓ પ્રતિક્રિયા વાસણમાં અલ્ટ્રાસોનિક ચકાસણી (સોનોટ્રોડ / હોર્ન) દાખલ કરીને હાથ ધરવામાં આવી હતી. 0.5 સેમી વ્યાસની ટીપ સાથે અલ્ટ્રાસોનિક ચકાસણીનો ઉપયોગ કરીને, નજીવી આઉટપુટ પાવર 70 ડબ્લ્યુ હતી. 5 સેકન્ડ ઓન અને 20 સેકન્ડ ઓફ ચક્ર સાથે સોનિકેશન ઇનપલ્સ મોડ લાગુ કરીને 40 ° સે પર પ્રતિક્રિયાઓ કરવામાં આવી હતી. અલ્ટ્રાસોનિકલી તીવ્ર બનેલી ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયાએ શાંત પરિસ્થિતિઓ (અનુક્રમે સોનોકેમિકલ અને મૌન પ્રતિક્રિયાઓ માટે 70 મિનિટ અને 24 કલાક) કરતાં ઘણા ઓછા સમયમાં સારી ઉપજ આપી.
સોનોકેમિકલી-તીવ્ર ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયાની energyર્જા કાર્યક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, શાંત અને અલ્ટ્રાસોનિકલી-પ્રોત્સાહિત ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયા માટે energyર્જા વપરાશની તુલના કરવામાં આવી હતી. ગણતરીઓએ સાયલન્ટ રિએક્શન માટે અનુક્રમે 35,094 kJ/g અને અલ્ટ્રાસોનિકલી આસિસ્ટેડ રિએક્શન (70 W નેટ એનર્જીની આઉટપુટ પાવર સાથે અલ્ટ્રાસોનિક હોર્ન) માટે 28.4 kJ/g નો વપરાશ આપ્યો. આ સોનોકેમિકલ રીતે ચાલતી ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયા માટે 99% energyર્જા બચાવે છે. આ તમામ અવલોકનો ભારપૂર્વક સૂચવે છે કે ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયા જેવી મહત્વપૂર્ણ કૃત્રિમ પ્રક્રિયાઓ માટે ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ (ડીઇએસ) અને અલ્ટ્રાસોનિકેશન ઇરેડિયેશનનો સંયુક્ત ઉપયોગ એક કાર્યક્ષમ અને energyર્જા બચત પદ્ધતિ છે. (મારુલો એટ અલ., 2020)
Sonication સાથે સંયોજનમાં વિવિધ ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સની અસર
અલ્ટ્રાસોનિકલી-પ્રોત્સાહિત ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયા માટે શ્રેષ્ઠ પરિણામો પ્રાપ્ત થયા હતા, જ્યારે eંડા યુટેક્ટીક દ્રાવક [ChCl]: [Fru] અને [TBACl]: [EG] નો દ્રાવક તરીકે ઉપયોગ થાય છે. [ChCl] નો ઉપયોગ: [Fru] અને [TBACl]: [EG] દ્રાવક તરીકે પ્રતિક્રિયાના સમયમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો તેમજ ઉપજમાં નોંધપાત્ર સુધારો ([TBACl] માટે [EG] 73% અને 87%, અને [ChCl માટે ]: [ફ્રુ] અનુક્રમે મૌન અને સોનોકેમિકલ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ 23 અને 75%).
કેટલાક કિસ્સાઓમાં, જ્યારે [TBPCl]: [EG], [ChCl]: [Gly], અને [AcChCl]: [EG] દ્રાવક તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, ત્યારે ઉપજ શાંત પરિસ્થિતિઓ હેઠળ મેળવેલ સાથે તુલનાત્મક હોય છે, પરંતુ દર રાસાયણિક પ્રક્રિયા હજુ પણ sonication દ્વારા ભારે સુધારો થયો છે.
Sonication નીચા વરાળના દબાણ અને આયનીય પ્રવાહી (ILs) જેવા ચીકણું દ્રાવક સાથે ખૂબ જ સારી રીતે કામ કરે છે કારણ કે આ પરિસ્થિતિઓ વધુ જડતા પોલાણ અસરો પેદા કરવાની સુવિધા આપે છે. Deepંડા યુટેક્ટીક દ્રાવકો આયનીય પ્રવાહી સમાન ભૌતિક ગુણધર્મો ધરાવતા હોવાથી, તેઓ અલ્ટ્રાસોનિકેશન સાથે જોડાણમાં યોગ્ય રીતે વાપરી શકાય છે. ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ (ડીઇએસ) અને સોનિકેશનના સંયુક્ત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાથી ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયાની મહેનતુ માંગમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે. 24 કલાકથી 70 મિનિટ સુધી પ્રતિક્રિયા સમયમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો જોવા મળે છે જ્યારે ખૂબ સારી ઉપજ આપે છે. પ્રક્રિયા કાર્યક્ષમતાના સંદર્ભમાં, આનો અર્થ એ છે કે ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ (ડીઇએસ) અને અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો સંયુક્ત ઉપયોગ મૌન પરિસ્થિતિઓ કરતાં 10 ગણી વધારે સામગ્રીની પ્રક્રિયા કરવાની મંજૂરી આપે છે. (મારુલો એટ અલ., 2020)
ઓક્સાબાયસાયકલ એલ્કેનીસની અલ્ટ્રાસોનિક ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયા
વેઇ અને સહકર્મીઓ (2004) એ દર્શાવ્યું હતું કે અલ્ટ્રાસોનિકેશનએ ડાયમેથિલ એસીટીલેનેડીકાર્બોક્સાઇલેટ (ડીએએમએડી) અને ડાયમેથિલ મેલેટે જેવા રિએક્ટિવ ડાયનોફાઇલ્સ સાથે અવેજી ફ્યુરાન્સની ડીલ્સ -એલ્ડર પ્રતિક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપ્યું હતું જે સારી ઉપજમાં કાર્યાત્મક ઓક્સાબાયસાયકલ આલ્કેન્સ આપે છે. સારી ઉપજમાં ડીએમએડી ફર્નિશ્ડ ફંક્શનલાઇઝ્ડ ઓક્સાબિસાઇક્લિક આલ્કેન્સ સાથે 2-વાઇનિલિક ફ્યુરાન્સની રેજીયોસ્પેસિફિક ફ્યુરાનો ડીલ્સ-એલ્ડર સાઇકોલોડિશનની અલ્ટ્રાસોનિકલી-પ્રમોટેડ પ્રતિક્રિયા.
સોનોકેમિકલી સુધારેલ સાયકોડિડિશન પ્રતિક્રિયાઓ
બ્રાવો અને સાથીઓ (2006) એ પ્રતિક્રિયાના માધ્યમ તરીકે ઇમિડાઝોલિયમ આધારિત આયનીય પ્રવાહીમાં સાયક્લોપેન્ટાડીન અથવા 1,3-સાયક્લોહેક્સાડીન સાથે કાર્બોનીલ ડાયનોફાઇલ્સ સાથે સંકળાયેલા સોનોકેમિકલ સાયકોલોડિશનની શ્રેણીનું વર્ણન કર્યું. તેઓએ દર્શાવ્યું હતું કે અલ્ટ્રાસોનિકેશન અસરકારક રીતે આ સાયકલોડિશન પ્રતિક્રિયાઓને સુધારે છે જેના પરિણામે ઉચ્ચ ઉપજ અને/અથવા પ્રતિક્રિયાના સમયમાં ઘટાડો થાય છે જ્યારે સંબંધિત મૌન પ્રતિક્રિયાઓ સાથે સરખામણી કરવામાં આવે છે. દાખલા તરીકે, સરળ α, β- અસંતૃપ્ત ડાયનોફાઇલ્સ જેમ કે મિથાઇલ વિનાઇલ કીટોન અથવા એક્રોલીન માટે અલ્ટ્રાસોનિક સક્રિયકરણની અસરો સ્પષ્ટ છે. ઉદાહરણ તરીકે, મિથાઇલ વિનાઇલ કીટોન હળવા સોનિકેશનના 1 કલાકની અંદર 89% ઉપજ આપે છે, જ્યારે મૌન પ્રતિક્રિયા સમાન પ્રતિક્રિયા સમયની અંદર માત્ર 52% આપે છે.
Sonochemically પ્રોત્સાહિત Diels-Alder પ્રતિક્રિયાઓ માટે કોઈપણ કદ પર અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ
Hielscher Ultrasonics ડિઝાઇન, ઉત્પાદન અને વિતરણ ઉચ્ચ પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક ચકાસણી-પ્રકાર homogenizers અને સંશ્લેષણ અને catalysis પ્રતિક્રિયાઓ જેવી રાસાયણિક સિસ્ટમોમાં એકીકરણ માટે sonochemical સાધનો. Hielscher ultrasonicators વિશ્વવ્યાપી વિશ્વસનીય સાધન તરીકે ઉપયોગ થાય છે પ્રોત્સાહન, તીવ્ર, વેગ અને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ સુધારવા.
Hielscher Ultrasonics’ બેચ અને ફ્લો કેમિસ્ટ્રી એપ્લીકેશન્સ માટે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ નાના લેબ ઉપકરણોથી મોટા industrialદ્યોગિક પ્રોસેસરો સુધી કોઈપણ કદમાં ઉપલબ્ધ છે. અલ્ટ્રાસોનિક કંપનવિસ્તારનું ચોક્કસ ગોઠવણ – સોનોકેમિકલ એપ્લિકેશન્સ માટે સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ – Hielscher ultrasonicators નીચાથી ખૂબ ampંચા કંપનવિસ્તારને ચલાવવા અને ચોક્કસ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા પ્રણાલીની જરૂરી અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા શરતોને કંપનવિસ્તારને બરાબર ટ્યુન કરવા માટે પરવાનગી આપે છે.
હિલ્સચરના અલ્ટ્રાસોનિક જનરેટરમાં સ્વચાલિત ડેટા પ્રોટોકlingલિંગ સાથેનું સ્માર્ટ સ softwareફ્ટવેર છે. બધા મહત્વપૂર્ણ પ્રોસેસીંગ પરિમાણો જેમ કે અલ્ટ્રાસોનિક timeર્જા, તાપમાન, દબાણ અને સમય આપમેળે બિલ્ટ-ઇન એસડી-કાર્ડ પર ડિવાઇસ ચાલુ થતાંની સાથે જ સ્ટોર થઈ જાય છે.
પ્રક્રિયા નિરીક્ષણ અને ડેટા રેકોર્ડિંગ સતત પ્રક્રિયાના માનકરણ અને ઉત્પાદનની ગુણવત્તા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. આપમેળે રેકોર્ડ કરેલા પ્રક્રિયા ડેટાને Byક્સેસ કરીને, તમે પાછલા સોનિફિકેશન રનને સંશોધિત કરી શકો છો અને પરિણામનું મૂલ્યાંકન કરી શકો છો.
અન્ય વપરાશકર્તા મૈત્રીપૂર્ણ સુવિધા એ છે કે અમારી ડિજિટલ અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમોનું બ્રાઉઝર રીમોટ કંટ્રોલ. રિમોટ બ્રાઉઝર કંટ્રોલ દ્વારા તમે કોઈપણ જગ્યાએથી તમારા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરને પ્રારંભ, રોકી, ગોઠવી અને મોનિટર કરી શકો છો.
અમારા હાઇ-પર્ફોર્મન્સ અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સ તમારા કાર્બનિક સંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયાને સુધારી શકે છે, જેમ કે ડીલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયાઓ, મનીચ પ્રતિક્રિયાઓ અથવા માઇકલ એડિશન અન્ય ઘણા લોકોમાં વધુ જાણવા માટે હવે અમારો સંપર્ક કરો!
નીચે આપેલ કોષ્ટક તમને અમારા અલ્ટ્રાસોનાનેટર્સની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતા વિશે સંકેત આપે છે:
| બેચ વોલ્યુમ | પ્રવાહ દર | ભલામણ ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 1 થી 500 એમએલ | 10 થી 200 એમએલ / મિનિટ | UP100H |
| 10 થી 2000 એમએલ | 20 થી 400 એમએલ / મિનિટ | Uf200 ः ટી, UP400St |
| 0.1 થી 20 એલ | 0.2 થી 4 એલ / મીન | UIP2000hdT |
| 10 થી 100 એલ | 2 થી 10 એલ / મિ | યુઆઇપી 4000 એચડીટી |
| ના | 10 થી 100 લિ / મિનિટ | યુઆઇપી 16000 |
| ના | મોટા | ના ક્લસ્ટર યુઆઇપી 16000 |
અમારો સંપર્ક કરો! / અમારો કહો!
હિલ્સચર અલ્ટ્રાસોનિક્સ, લ applicationsબ, પાઇલટ અને industrialદ્યોગિક ધોરણે એપ્લિકેશન, વિખેરી નાખવું, પ્રવાહી મિશ્રણ અને નિષ્કર્ષણના મિશ્રણ માટે ઉચ્ચ-પ્રભાવવાળા અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સનું ઉત્પાદન કરે છે.
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- Salvatore Marullo, Alessandro Meli, Francesca D’Anna (2020): A Joint Action of Deep Eutectic Solvents and Ultrasound to Promote Diels-Alder Reaction in a Sustainable Way. ACS Sustainable Chem. Eng. 8, 2020. 4889-4899.
- Wei K, Gao H, Li WZ. (2004): Facile Synthesis of Oxabicyclic Alkenes by Ultrasonication-Promoted Diels-Alder Cycloaddition of Furano Dienes. Journal of Organic Chemistry 69(17), 2004. 5763-5765.
- 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.
- 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.
- Suslick, Kenneth S.; Didenko, Yuri ; Fang, Ming M.; Hyeon, Taeghwan; Kolbeck, Kenneth J.; McNamara, William B.; Mdleleni, Millan M.; Wong, Mike (1999): Acoustic cavitation and its chemical consequences. In: Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences Vol. 357, No. 1751, 1999. 335-353.
જાણવાનું વર્થ હકીકતો
હિલ્સચર અલ્ટ્રાસોનિક્સ ઉચ્ચ-પ્રભાવવાળા અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સનું ઉત્પાદન કરે છે લેબ માટે industrialદ્યોગિક કદ.