Ultrasonically प्रचारित माइकल जोड़ प्रतिक्रिया
असममित माइकल प्रतिक्रियाएं एक प्रकार की ऑर्गेनोकैटेलिटिक प्रतिक्रियाएं हैं, जो सोनिकेशन से भारी लाभ उठा सकती हैं। माइकल प्रतिक्रिया या माइकल जोड़ का व्यापक रूप से रासायनिक संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है, जहां कार्बन-कार्बन बांड हल्के परिस्थितियों में बनते हैं। अल्ट्रासोनिकेशन और इसके सोनोकेमिकल प्रभाव माइकल प्रतिक्रियाओं को चलाने और बढ़ावा देने में अत्यधिक प्रभावशाली हैं, जिसके परिणामस्वरूप उच्च पैदावार, प्रतिक्रिया समय में काफी कमी आई है और साथ ही पर्यावरण के अनुकूल हरी रसायन विज्ञान में योगदान होता है।
के साथ लगातार हड़कंप मच गया रिएक्टर अल्ट्रासोनिकेटर UP200St बेहतर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए, उदाहरण के लिए, माइकल जोड़
सोनोकेमिस्ट्री और माइकल एडिशन
सोनोकेमिस्ट्री रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर इसके लाभकारी प्रभावों के लिए अच्छी तरह से स्थापित है – अक्सर उच्च पैदावार, त्वरित प्रतिक्रिया गति, हल्के, पर्यावरण के अनुकूल परिस्थितियों के साथ-साथ बचत और सरल ऑपरेशन के परिणामस्वरूप। इसका मतलब है कि सोनोकेमिस्ट्री सिंथेटिक और उत्प्रेरक रासायनिक प्रतिक्रियाओं को सक्रिय करने, बढ़ावा देने और चलाने के लिए एक कुशल और सहज तरीका है। अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण और सोनोकेमिस्ट्री का तंत्र ध्वनिक गुहिकायन की घटना पर आधारित है, जो एक तरल माध्यम में बुलबुले के हिंसक पतन के माध्यम से बहुत उच्च दबाव और तापमान की अनूठी स्थितियों को प्रेरित करता है। अल्ट्रासोनिक या ध्वनिक कैविटेशन के प्रभाव उच्च ऊर्जा की शुरूआत से प्रतिक्रियाएं शुरू करते हैं, बड़े पैमाने पर हस्तांतरण में सुधार करते हैं, जिससे रासायनिक परिवर्तनों की सुविधा होती है।
माइकल प्रतिक्रिया या माइकल जोड़ एक कार्बोनियन या किसी अन्य न्यूक्लियोफाइल का न्यूक्लियोफिलिक जोड़ है जो एक α,β-असंतृप्त कार्बोनिल यौगिक में होता है जिसमें इलेक्ट्रॉन-निकासी समूह होता है। माइकल प्रतिक्रिया को संयुग्म परिवर्धन के बड़े वर्ग में समूहीकृत किया गया है। कार्बन-कार्बन बांड के हल्के गठन के लिए सबसे उपयोगी तरीकों में से एक के रूप में मूल्यवान, माइकल जोड़ व्यापक रूप से कई गुना पदार्थों के कार्बनिक संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है। माइकल जोड़ के कई असममित संस्करण मौजूद हैं, जो एक प्रकार की ऑर्गेनोकैटलिटिक प्रतिक्रियाएं हैं।
- तीव्र प्रतिक्रिया गति
- उच्च पैदावार
- पर्यावरण के अनुकूल, हरित रसायन
- सहेजें और सरल हैंडलिंग
सोनोकैटलिसिस और बेसिक क्ले ने इमिडाज़ोल के माइकल एडिशन को उत्प्रेरित किया
मार्टिन-अरंडा एट अल (2002) ने मूल मिट्टी द्वारा उत्प्रेरित एथिलाक्रिलेट के लिए इमिडाज़ोल के माइकल जोड़ द्वारा एन-प्रतिस्थापित इमिडाज़ोल डेरिवेटिव 21 के एक उपन्यास संश्लेषण मार्ग को विकसित करने के लिए अल्ट्रासोनिकेशन और इसके सोनोकेमिकल प्रभावों का लाभ उठाया, अर्थात् ली + और सीएस + मोंटमोरिलोनाइट्स। अल्ट्रासोनिक सक्रियण का उपयोग करके, इमिडाज़ोल को दो बुनियादी मिट्टी का उपयोग करके एथिल एक्रिलेट के साथ संघनित किया गया था – ली + और सीएस + मोंटमोरिलोनाइट्स। ली + और सीएस + मोंटमोरिलोनाइट्स जैसे क्षारीय मिट्टी सोनिकेशन के तहत सक्रिय और बहुत चयनात्मक उत्प्रेरक हैं, जिससे एथिल एक्रिलेट में इमिडाज़ोल के माइकल जोड़ पर सकारात्मक प्रभाव दिखाई देता है। सोनोकेमिकल रूप से प्रचारित उत्प्रेरण अन्य पारंपरिक थर्मल हीटिंग प्रतिक्रियाओं की तुलना में एन-प्रतिस्थापित इमिडाज़ोल डेरिवेटिव के गठन को बढ़ावा देता है और सुधारता है। मिट्टी की मौलिकता और अल्ट्रासोनिकेशन के समय के साथ रूपांतरण बढ़ता है। उपज अधिक थी जब ली + की तुलना में सीएस + मोंटमोरिलोनाइट्स का उपयोग किया गया था, जिसे उच्च मूलभूतता के कारण समझाया जा सकता है। (नीचे प्रतिक्रिया योजना देखें)
सोनोकैटेलिटिक प्रतिक्रिया: माइकल एथिल एक्रिलेट के लिए इमिडाज़ोल के अलावा
(योजना महापात्र एट अल, 2018 से अनुकूलित।
एक और अल्ट्रासाउंड-सहायता प्राप्त माइकल जोड़ सिलिका सल्फ्यूरिक एसिड है जो इंडोल के उत्प्रेरण को बढ़ावा देता है। ली एट अल (2006) ने कमरे के तापमान पर 50-85% की β-इंडोलिल्केटोन पैदावार प्राप्त करने के लिए अल्ट्रासोनिकेशन के तहत सिलिका सल्फ्यूरिक एसिड और α,β-असंतृप्त कीटोन्स पर प्रतिक्रिया व्यक्त की।
विलायक मुक्त और उत्प्रेरक मुक्त Aza-माइकल प्रतिक्रियाओं
संयुग्मित एल्केन्स के लिए अमीन का संयुग्म जोड़ – अज़ा-माइकल प्रतिक्रिया के रूप में जाना जाता है – विभिन्न जटिल प्राकृतिक उत्पादों, एंटीबायोटिक्स, ए-एमिनो अल्कोहल और चिरल सहायक के संश्लेषण के लिए एक रासायनिक महत्वपूर्ण कदम है। अल्ट्रासोनिकेशन को विलायक मुक्त और उत्प्रेरक मुक्त सेटिंग में इस तरह के एजा-माइकल जोड़ प्रतिक्रिया को बढ़ावा देने में सक्षम दिखाया गया है।
पानी में अल्ट्रासाउंड प्रेरित एज़ा-माइकल प्रतिक्रिया का परीक्षण कई अमाइन और असंतृप्त कीटोन्स, असंतृप्त नाइट्राइल और असंतृप्त एस्टर के साथ किया गया है। सोनोकेमिकल रूप से प्रचारित प्रतिक्रिया ने तेजी से और सरल प्रक्रिया में उच्च पैदावार दी।
अध्ययन और तालिका: © बंद्योपाध्याय एट अल।
एलिफैटिक अमाइन के साथ फेरोसेनिलेनोन का एक आसान जोड़ कमरे के तापमान पर सॉल्वैंट्स और उत्प्रेरक के उपयोग के बिना सोनोकेमिकल रूप से प्रचारित प्रतिक्रिया में चलाया जा सकता है। यह सोनोकेमिकल माइकल जोड़ उच्च पैदावार देने वाली तीव्र प्रक्रिया में 1-फेरोसेनिल-3-एमिनो कार्बोनिल यौगिकों को वहन कर सकता है, जो अन्य α, β-असंतृप्त कार्बोनिल यौगिकों जैसे चाल्कोन, कार्बोक्जिलिक एस्टर आदि की एज़ा-माइकल प्रतिक्रिया में भी कुशल है। यह सोनोकेमिकल प्रतिक्रिया न केवल बहुत सरल और संभालने में आसान है, यह एक तेज़, पर्यावरण के अनुकूल और सस्ती प्रक्रिया भी है, जो हरित रसायन विज्ञान के गुण हैं। (यांग एट अल।
बानिक के शोध समूह ने अल्ट्रासोनिकेशन लागू करने वाले α,β-असंतृप्त कार्बोनिल यौगिकों के लिए कई अमाइन की एज़ा-माइकल अतिरिक्त प्रतिक्रिया के लिए एक और सरल, सीधा, तेजी से, जलीय-मध्यस्थता उत्प्रेरक-मुक्त प्रोटोकॉल विकसित किया। α,β-असंतृप्त कीटोन्स, एस्टर और नाइट्राइल के लिए कई अमीनों के सोनोकेमिकल-प्रेरित जोड़ को पानी में और साथ ही विलायक मुक्त परिस्थितियों में बहुत कुशलता से किया गया है। इस विधि में किसी उत्प्रेरक या ठोस समर्थन का उपयोग नहीं किया गया है। अल्ट्रासाउंड प्रेरित विधि के तहत पानी में प्रतिक्रिया दर में उल्लेखनीय वृद्धि देखी गई है। इस पर्यावरणीय रूप से सौम्य प्रक्रिया ने बढ़ी हुई चयनात्मकता के साथ उत्पादों का स्वच्छ गठन प्रदान किया है। (बंद्योपाध्याय एवं अन्य, 2012)
1 एमएल विलायक में पाइपरिडाइन (1 एमएल) और मिथाइल एक्रिलेट (1 एमएल) की एजा-माइकल प्रतिक्रिया पर सॉल्वैंट्स और सोनोकेमिकल उपचार के प्रभाव।
अध्ययन और तालिका: © बंद्योपाध्याय एट अल।
सोनोकेमिकल प्रतिक्रियाओं के लिए अल्ट्रासोनिक जांच और रिएक्टर
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Hielscher Ultrasonics सिस्टम का उपयोग दुनिया भर में सोनोकेमिकल प्रक्रियाओं के लिए किया जाता है जिसमें कार्बनिक सिंथेटिक प्रतिक्रियाएं जैसे कि माइकल परिवर्धन, मैनिच प्रतिक्रिया, डायल्स-एल्डर प्रतिक्रिया और कई अन्य युग्मन प्रतिक्रियाएं शामिल हैं। उच्च गुणवत्ता वाले रासायनिक उत्पादों की उच्च पैदावार के संश्लेषण के लिए विश्वसनीय साबित हुआ, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर न केवल प्रयोगशाला सेटिंग्स में बल्कि औद्योगिक उत्पादन में भी उपयोग किए जाते हैं। उनकी मजबूती और कम रखरखाव के कारण, हमारे अल्ट्रासोनिकेटर आमतौर पर भारी शुल्क अनुप्रयोगों और मांग वाले वातावरण में स्थापित होते हैं।
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नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच वॉल्यूम | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 1 से 500mL | 10 से 200mL/मिनट | यूपी100एच |
| 10 से 2000mL | 20 से 400mL/मिनट | यूपी200एचटी, UP400St |
| 0.1 से 20L | 0.2 से 4L/मिनट | यूआईपी2000एचडीटी |
| 10 से 100L | 2 से 10 लीटर/मिनट | यूआईपी4000एचडीटी |
| एन.ए. | 10 से 100 लीटर/मिनट | UIP16000 |
| एन.ए. | बड़ा | का क्लस्टर UIP16000 |
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साहित्य/सन्दर्भ
- Martín-Aranda, Rosa; Ortega-Cantero, E.; Rojas-Cervantes, M.; Vicente, Miguel Angel; Bañares-Muñoz, M.A. (2002): Sonocatalysis and Basic Clays. Michael Addition Between Imidazole and Ethyl Acrylate. Catalysis Letters. 84, 2002. 201-204.
- Ji-Tai Li; Hong-Guang Dai; Wen-Zhi Xu; Tong-Shuang Li (2006): Michael addition of indole to α,β-unsaturated ketones catalysed by silica sulfuric acid under ultrasonic irradiation. Journal of Chemical Research 2006. 41-42.
- Jin-Ming Yang, Shun-Jun Ji, Da-Gong Gu, Zhi-Liang Shen, Shun-Yi Wang (2005): Ultrasound-irradiated Michael addition of amines to ferrocenylenones under solvent-free and catalyst-free conditions at room temperature. Journal of Organometallic Chemistry, Volume 690, Issue 12, 2005. 2989-2995.
- Debasish Bandyopadhyay, Sanghamitra Mukherjee, Luis C. Turrubiartes, Bimal K. Banik (2012): Ultrasound-assisted aza-Michael reaction in water: A green procedure. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 19, Issue 4, 2012. 969-973.
- 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.
- 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.
Hielscher Ultrasonics प्रयोगशाला, पायलट और औद्योगिक पैमाने पर अनुप्रयोगों, फैलाव, पायसीकरण और निष्कर्षण के मिश्रण के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक homogenizers बनाती है।
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