सोनोकेमिकल विधि से बेहतर बनाई गई मैनिख अभिक्रियाएँ
मैनिख अभिक्रियाएँ कार्बन–कार्बन बंध बनाने वाली महत्वपूर्ण अभिक्रियाएँ हैं, जिनका औषधि उत्पादन और प्राकृतिक उत्पादों के संश्लेषण जैसे उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालाँकि अधिकांश एक-पात्र मैनिख अभिक्रियाएँ बहुत धीमी होती हैं, फिर भी उपज और अभिक्रिया दर बढ़ाने तथा परंपरागत रूप से लंबे अभिक्रिया समय को घटाकर मैनिख अभिक्रियाओं को एक संक्षिप्त प्रक्रिया में पूरा करने के लिए अल्ट्रासोनिकेशन के सकारात्मक प्रभावों को तेज़ी से अपनाया गया है।
सोनोकेमिस्ट्री और मैनिख अभिक्रियाओं में इसके लाभ
मैनिख अभिक्रिया कार्बनिक संश्लेषण में कार्बन–कार्बन बंध बनाने वाली सबसे महत्वपूर्ण अभिक्रियाओं में से एक है, क्योंकि इससे संश्लेषण और जीवविज्ञान की दृष्टि से महत्वपूर्ण 𝛽-अमीनोकार्बोनिल यौगिक प्राप्त होते हैं, जो विभिन्न नाइट्रोजन युक्त प्राकृतिक उत्पादों और औषधियों के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण मध्यवर्ती पदार्थ हैं।
सोनोकेमिकल अभिक्रियाओं के लिए अल्ट्रासोनिक इनलाइन प्रणाली, उदाहरण के लिए बेहतर मैनिख अभिक्रियाओं के लिए
अल्ट्रासोनिक विकिरण और उससे उत्पन्न सोनोकेमिकल प्रभाव मैनिख अभिक्रियाओं की गतिकी को अत्यधिक तेज़ करने में सिद्ध हैं, उदाहरण के लिए अभिक्रिया समय को 20h से घटाकर 1.5h करना, अर्थात 13 गुना कमी।
अल्ट्रासोनिकेशन सल्फामिक अम्ल उत्प्रेरक द्वारा उत्प्रेरित कीटोन, ऐल्डिहाइड और अमीनों की एक-पात्र मैनिख अभिक्रिया को बेहतर बनाता है।
अभिक्रिया योजना Zeng et al., 2009 से अनुकूलित
- अभिक्रिया समय में उल्लेखनीय कमी
- अधिक उपज
- सटीक रूप से नियंत्रित की जा सकने वाली परिस्थितियाँ
- तापमान नियंत्रण
- बैच और इनलाइन
- हरित रसायन विज्ञान
𝛽-अमीनोकार्बोनिल यौगिकों की अल्ट्रासोनिक मैनिख अभिक्रिया
सल्फामिक अम्ल (NH2SO3H, SA) का उपयोग कीटोन और अमीनों के साथ ऐल्डिहाइड की अल्ट्रासाउंड-सहायित एक-पात्र मैनिख अभिक्रिया के लिए एक प्रभावी, सस्ते, गैर-विषैले और पुनः उपयोग योग्य हरित उत्प्रेरक के रूप में किया गया। इस अल्ट्रासाउंड प्रक्रिया के लाभों में उच्च उपज, सौम्य परिस्थितियाँ, पर्यावरण प्रदूषण का अभाव और उत्पाद पृथक्करण तथा शुद्धिकरण की सरल प्रक्रियाएँ शामिल हैं। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि इस पद्धति से पहली बार ऑर्थो-प्रतिस्थापित ऐरोमैटिक अमीनों के साथ बीटा-अमीनोकार्बोनिल यौगिक स्वीकार्य से अच्छी उपज में प्राप्त होते हैं।
उत्प्रेरक के रूप में सल्फामिक अम्ल की जाँच की गई और अभिक्रिया को पूर्णता तक ले जाकर 95% उपज प्राप्त करने के लिए 10 mol% सल्फामिक अम्ल पर्याप्त था। इसके लिए अभिक्रिया समय उल्लेखनीय रूप से घटकर 1.5h रह गया (जबकि उच्च गति से हिलाने पर लगभग 20h में केवल 85% उपज प्राप्त हुई)। यह इस सुस्थापित तथ्य को रेखांकित करता है कि उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड और सोनोकेमिस्ट्री कार्बनिक अभिक्रियाओं को तेज़ करते हैं। नीचे दी गई तालिका मैनिख अभिक्रियाओं के लिए उच्च गति से हिलाने की तुलना में अल्ट्रासोनिकेशन के उल्लेखनीय लाभ दर्शाती है।
तालिका दर्शाती है कि अल्ट्रासोनिक रूप से उत्प्रेरित मैनिख अभिक्रियाएँ उच्च गति से हिलाने की तुलना में उल्लेखनीय रूप से तेज़ और अधिक कुशल होती हैं।
अध्ययन: © Zeng et al., 2009
मैनिख अभिक्रियाओं के लिए उच्च-प्रदर्शन वाले सोनोकेमिकल उपकरण
अमीनोकार्बोनिल यौगिकों और अन्य मध्यवर्ती पदार्थों जैसे रासायनिक उत्पादों के संश्लेषण और उत्प्रेरण के लिए सोनोकेमिकल उपकरण हर आकार में आसानी से उपलब्ध हैं – छोटे प्रयोगशाला अल्ट्रासोनिकेटरों से लेकर पूरी तरह औद्योगिक अल्ट्रासोनिक रिएक्टरों तक। Hielscher Ultrasonics उच्च-शक्ति अल्ट्रासोनिकेटरों का डिज़ाइन, निर्माण और वितरण करता है। सभी अल्ट्रासोनिक प्रणालियाँ जर्मनी के टेल्टो स्थित मुख्यालय में बनाई जाती हैं और वहीं से दुनिया भर में वितरित की जाती हैं।
Hielscher अल्ट्रासोनिकेटरों के परिष्कृत हार्डवेयर और स्मार्ट सॉफ़्टवेयर विश्वसनीय संचालन, पुनरुत्पादनीय परिणामों तथा उपयोग में आसानी की गारंटी देने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर मज़बूत और विश्वसनीय हैं, जिससे उन्हें कठिन कार्य परिस्थितियों में स्थापित और संचालित किया जा सकता है। संचालन सेटिंग्स को सहज मेनू के माध्यम से आसानी से खोला और समायोजित किया जा सकता है। इस मेनू तक डिजिटल रंगीन टच-डिस्प्ले और ब्राउज़र से रिमोट कंट्रोल के माध्यम से पहुँचा जा सकता है। इसलिए शुद्ध ऊर्जा, कुल ऊर्जा, आयाम, समय, दबाव और तापमान जैसी सभी प्रसंस्करण परिस्थितियाँ अंतर्निहित SD-कार्ड पर स्वतः दर्ज होती हैं। इससे आप पिछले सोनिकेशन सत्रों की समीक्षा और तुलना कर सकते हैं तथा मैनिख अभिक्रिया, Diels-Alder अभिक्रिया या Michael संकलन जैसी सोनोकेमिकल विधि से बेहतर बनाई गई अभिक्रियाओं में संश्लेषण और प्रकार्यात्मक समूहों के समावेशन को उच्चतम दक्षता के लिए अनुकूलित कर सकते हैं।
Hielscher Ultrasonics प्रणालियों का उपयोग दुनिया भर में सोनोकेमिकल प्रक्रियाओं (सोनो-संश्लेषण और सोनो-उत्प्रेरण) के लिए किया जाता है और वे बैच तथा निरंतर इनलाइन मोड में विश्वसनीय उपकरण सिद्ध हुई हैं। Hielscher औद्योगिक अल्ट्रासोनिकेटर निरंतर संचालन (24/7/365) में आसानी से उच्च आयामों पर चल सकते हैं। मानक सोनोट्रोडों (अल्ट्रासोनिक प्रोब / हॉर्न) से 200µm तक के आयाम आसानी से लगातार उत्पन्न किए जा सकते हैं। और भी अधिक आयामों के लिए आवश्यकतानुसार अनुकूलित अल्ट्रासोनिक सोनोट्रोड उपलब्ध हैं। अपनी मज़बूती और कम रखरखाव की आवश्यकता के कारण हमारे अल्ट्रासोनिकेटर आमतौर पर कठिन कार्य अनुप्रयोगों और चुनौतीपूर्ण वातावरणों में स्थापित किए जाते हैं।
सोनोकेमिकल संश्लेषण के लिए Hielscher अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर दुनिया भर में व्यावसायिक पैमाने पर पहले से स्थापित हैं। मैनिख अभिक्रिया के माध्यम से अपने सोनोकेमिकल रूप से संचालित संश्लेषण पर चर्चा करने के लिए अभी हमसे संपर्क करें! हमारे अत्यंत अनुभवी कर्मचारी सोनोकेमिकल संश्लेषण मार्ग, अल्ट्रासोनिक प्रणालियों और कीमतों के बारे में अधिक जानकारी साझा करके प्रसन्न होंगे!
अल्ट्रासोनिक संश्लेषण विधि के लाभ से आपका रासायनिक उत्पादन अन्य उत्प्रेरकीय संश्लेषण प्रक्रियाओं की तुलना में दक्षता, सरलता और कम लागत के मामले में उत्कृष्ट होगा!
नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच आयतन | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 1 से 500mL | 10 से 200mL/min | UP100H |
| 10 से 2000mL | 20 से 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20L | 0.2 से 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 से 100L | 2 से 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 से 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | इससे अधिक | उपकरणों का समूह: UIP16000 |
हमसे संपर्क करें! / हमसे पूछें!
Hielscher Ultrasonics प्रयोगशाला, पायलट और औद्योगिक पैमाने पर मिश्रण अनुप्रयोगों, परिक्षेपण, पायसीकरण और निष्कर्षण के लिए उच्च-प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र बनाता है।
साहित्य / संदर्भ
- 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.
जानने योग्य तथ्य
मैनिख अभिक्रिया क्या है?
मैनिख अभिक्रिया एक ऐसे ऐल्डिहाइड जिसका ईनॉलीकरण नहीं हो सकता, एक प्राथमिक या द्वितीयक अमीन और एक ऐसे कार्बोनिल यौगिक जिसका ईनॉलीकरण हो सकता है, के बहु-घटकीय संघनन पर आधारित है, जिससे अमीनोमेथिलित उत्पाद प्राप्त होते हैं। ऐल्डिहाइड का इमीनियम व्युत्पन्न मैनिख अभिक्रिया में ग्राही के रूप में कार्य करता है।
मैनिख अभिक्रिया का उपयोग कार्बनिक रसायन विज्ञान के कई क्षेत्रों में किया जाता है। चूँकि मैनिख अभिक्रिया को एक सुविधाजनक एक-पात्र अभिक्रिया के रूप में संचालित किया जा सकता है और दोहरी मैनिख अभिक्रियाओं के रूप में भी व्यवस्थित किया जा सकता है, इसलिए इस प्रकार की अभिक्रिया का उपयोग सूक्ष्म रसायनों, विशिष्ट रसायनों, औषधियों और प्राकृतिक पदार्थों के संश्लेषण के लिए किया जाता है (जैवसंश्लेषण मार्गों में, विशेष रूप से ऐल्कलॉइड, पेप्टाइड और न्यूक्लियोटाइड के संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है)।
मैनिख अभिक्रिया के माध्यम से संश्लेषित रसायनों के सामान्य उदाहरणों में शामिल हैं:
- ऐल्किल अमीन
- पेप्टाइड, न्यूक्लियोटाइड, प्रतिजैविक और ऐल्कलॉइड (उदाहरण के लिए ट्रोपिनोन)
- कृषि रसायन, जैसे पादप वृद्धि नियामक
- पेंट और बहुलक
- उत्प्रेरक
- फ़ॉर्मैल्डिहाइड द्वारा ऊतक क्रॉसलिंकिंग
- दवाएँ और औषधीय दवाएँ (उदाहरण के लिए रोलिटेट्रासाइक्लिन (टेट्रासाइक्लिन और पिरोलिडीन का मैनिख उत्पाद), फ्लूऑक्सेटीन (अवसादरोधी), ट्रामाडोल और टोलमेटिन (सूजनरोधी दवा)।
- साबुन और डिटर्जेंट: मैनिख अभिक्रिया का उपयोग ऐल्किल अमीनों के संश्लेषण के लिए किया जाता है, जिससे गैर-ध्रुवीय हाइड्रोकार्बन साबुन या डिटर्जेंट में परिवर्तित हो जाते हैं। इन परिणामी यौगिकों का उपयोग विभिन्न सफाई अनुप्रयोगों, वाहन ईंधन उपचारों और एपॉक्सी कोटिंग में किया जाता है
- प्रतिस्थापित शाखित शृंखला वाले ऐल्किल ईथरों से पॉलीईथरअमीन
- मैनिख अभिक्रिया उत्पादों के ऊष्मीय अपघटन से α,β-असंतृप्त कीटोन (उदाहरण के लिए 1-डाइएथिलअमीनो-ब्यूटान-3-ओन से मेथिल विनाइल कीटोन)
Hielscher Ultrasonics उच्च-प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र प्रयोगशाला से लेकर औद्योगिक आकार तक बनाता है।