תגובת התוספת של מייקל שקידם באולטרסאונד

תגובות אסימטריות של מייקל הן סוג של תגובות אורגנוקטיות, אשר יכול להפיק תועלת רבה sonication. תגובת מייקל או התוספת של מייקל נמצאת בשימוש נרחב עבור סינתיסייזרים כימיים, שבהם קשרים פחמתיים נוצרים בתנאים קלים. Ultrasonication וההשפעות הסונוכימיות שלה יעילות מאוד בנהיגה וקידום תגובות מייקל וכתוצאה מכך תשואות גבוהות יותר, מופחת באופן משמעותי זמן התגובה ובמקביל תורם לכימיה ירוקה ידידותית לסביבה.

סונוכימיה ותוספת מייקל

סונוכימיה מבוססת היטב על השפעותיה הנדיבות על תגובות כימיות – לעתים קרובות וכתוצאה מכך תשואות גבוהות יותר, מהירות תגובה מואצת, תנאים מתונים וידידותיים לסביבה, כמו גם חיסכון ותפעול פשוט. משמעות הדבר היא sonochemistry היא שיטה יעילה ולא מזיקה כדי להפעיל, לקדם ולהניע תגובות כימיות סינתטיות קטליטיות. המנגנון של עיבוד קולי סונוכימיה מבוסס על תופעה של cavitation אקוסטי, אשר גורמת לתנאים ייחודיים של לחצים וטמפרטורות גבוהים מאוד באמצעות קריסה אלימה של בועות במדיום נוזלי. ההשפעות של cavitation קולי או אקוסטי ליזום תגובות על ידי כניסת אנרגיה גבוהה, לשפר את העברת ההמונים, ובכך להקל על טרנספורמציות כימיות.
תגובת מייקל או התוספת של מייקל היא תוספת נוקלאופילית של קרבניון או נוקלאופילי אחר לתרכובת קרבוניל בלתי רוויה α,β המכילה קבוצה מושכת אלקטרונים. תגובת מייקל מקובצת למעמד הגדול יותר של תוספות מצומדות. מוערך כאחת השיטות השימושיות ביותר להיווצרות קלה של קשרים פחמן-פחמן, תוספת מיכאל נמצא בשימוש נרחב עבור סינתזה אורגנית של חומרים סעפת. קיימות גרסאות אסימטריות רבות של התוספת של מייקל, שהן סוג של תגובות אורגנוקטיות.

סונוקטליזיס וחימר בסיסי קטליזה את מייקל תוספת של אימידזול

מרטין-ארנדה ואח ' (2002) ניצל את ultrasonication ואת ההשפעות sonochemical שלה על מנת לפתח מסלול סינתזה חדשני של נגזרות imidazole N-תחליף 21 על ידי תוספת מייקל של imidazole כדי ethylacrylate קטלצים על ידי חימר בסיסי, כלומר Li + ו- Cs + montmorillonites. באמצעות הפעלה קולית, imidazole היה מרוכז עם אקרילט אתיל באמצעות שני חימר בסיסי – לי+ ו- Cs + מונטמורילוניטים. חימר אלקליין כגון Li+ ו- Cs + montmorillonites הם זרזים פעילים וסלקטיביים מאוד תחת sonication, ובכך מראה השפעות חיוביות על תוספת מיכאל של imidazole לאתיל אקרילט. קטליזה מקודמת Sonochemicaled מקדמת ומשפרת את היווצרות נגזרות imidazole N-תחליף בהשוואה לתגובות חימום תרמי קונבנציונאלי אחרות. ההמרה עולה עם הבסיסיות של חימר ואת הזמן ultrasonication. התשואה הייתה גבוהה יותר כאשר נעשה שימוש במונטמורילוניטים Cs+ בהשוואה ל- Li+, אשר ניתן להסביר בשל הבסיסיות הגבוהה יותר. (ראה ערכת תגובה להלן)

תגובה סונוקטלית: תוספת מיכאל של imidazole לאתיל אקרילט
(תוכנית המותאמת מ מוהפטרה ואח ', 2018.)

תוספת נוספת של מייקל בסיוע אולטרסאונד היא חומצה סיליקה גופרתית מקודמת קטליזה של אינודול. Li et al. (2006) הגיב חומצה גופרתית סיליקה ו α,β קטונים בלתי רוויים תחת ultrasonication על מנת להשיג את התשואות β-indolylketones של 50-85% בטמפרטורת החדר.

תגובות עזה-מייקל ללא ממסים ונזיפים בזרז

התוספת הצומדת של אמינים לאלקנים מצומדים – ידוע כתגובת עזה-מיכאל – הוא צעד מפתח כימי לסינתזה של מוצרים טבעיים מורכבים שונים, אנטיביוטיקה, אלכוהול a-אמינו עזר כיראלי. Ultrasonication הוכח מסוגל לקדם כזה aza-מיכאל תוספת תגובה בסביבה ללא ממס וללא זרז.

תגובת אזה-מייקל המושרה באולטרסאונד במים נבדקה עם מספר אמינים וקטונים בלתי רוויים, ניטריל בלתי רווי ואקסטר בלתי רווי. התגובה המקודמת באופן סונוכימי נתנה תשואות גבוהות בהליך מהיר ופשוט.
לימוד ושולחן: © Bandyopadhyay ואח ', 2012

תוספת מיכאל facile של ferrocenylenones עם אמינים אליפטיים ניתן להפעיל בתגובה sonochemicaled מקודם ללא שימוש בממסים וזרזים בטמפרטורת החדר. תוספת זו של סונוכימית מייקל יכולה להרשות לעצמה תרכובות קרבוניל 1-פרוקניל-3 אמינו בתהליך מהיר המעניק תשואות גבוהות, וזה גם יעיל בתגובת אזה-מייקל של תרכובות קרבונל בלתי רוויות α β אחרות כגון כלקוני, אסתר קרבוקסילית וכו '. תגובה סונוכימית זו היא לא רק פשוטה מאוד וקל לטפל, זה גם תהליך מהיר, ידידותי לסביבה וזול, שהם תכונות של כימיה ירוקה. (יאנג ואח', 2005)
קבוצת המחקר של באניק פיתחה עוד פרוטוקול פשוט, פשוט, מהיר, מימי ללא זרז לתגובת התוספת של אזה-מיכאל של מספר אמינים לתרכובות קרבוניל α,β בלתי רוויות המיישמות ultrasonication. התוספת הנגרמת על ידי sonochemically של מספר אמינים כדי α,β קטונים בלתי רוויים, אסטרים וניטריל בוצעה ביעילות רבה במים, כמו גם בתנאים ללא ממס. לא נעשה שימוש בזרזים או בתמיכות מוצקות בשיטה זו. שיפור יוצא דופן של שיעור התגובה נצפתה במים בשיטה המושרה אולטרסאונד. הליך שפיר סביבתי זה סיפק היווצרות נקייה של המוצרים עם סלקטיביות משופרת. (Bandyopadhyay et al., 2012)

ההשפעות של ממסים וטיפול סונוכימי על תגובת אזה-מיכאל של פיפידין (1 מ"ל) ומתיל אקרילט (1 מ"ל) בממס 1 מ"ל.
לימוד ושולחן: © Bandyopadhyay ואח ', 2012

בדיקות אולטרה סאונד וכורים לתגובות סונוכימיות

החומרה המתוחכמת והתוכנה החכמה של Hielscher ultrasonicators נועדו להבטיח עיבוד סונוכימי אמין, למשל ביצוע סינתזה אורגנית ותגובות קטליזה עם תוצאות לשחזור ובאופן ידידותי למשתמש.
מערכות Hielscher אולטרסוניקה משמשות ברחבי העולם לתהליכים סונוכימיים כולל תגובות סינתטיות אורגניות כגון תוספות מייקל, תגובת מניץ ', תגובת דילס-אלדר ותגובות צימוד רבות אחרות. הוכח להיות אמין עבור סינתזה של תשואות גבוהות של מוצרים כימיים באיכות גבוהה, Hielscher ultrasonicators משמשים לא רק בהגדרות מעבדה, אלא גם בייצור תעשייתי. בשל החוסן שלהם ותחזוקה נמוכה, ultrasonicators שלנו מותקנים בדרך כלל עבור יישומים כבדים ובסביבות תובעניות.
Hielscher מעבדי אולטרה סאונד עבור סינתיסייזרים sonochemical, קטליזות, התגבשות ותגובות אחרות כבר מותקנים ברחבי העולם בקנה מידה מסחרי. צרו קשר עכשיו כדי לדון בתהליך הייצור הסונוכימי שלכם! הצוות המנוסה שלנו ישמח לחלוק מידע נוסף על מסלול הסינתזה הסונוכימית, מערכות קוליות ותמחור!

הטבלה להלן נותן לך אינדיקציה של יכולת עיבוד משוער של ultrasonicators שלנו: