Ուլտրաձայնային կերպով խթանեց Մայքլի հավելման արձագանքը

Մայքլի ասիմետրիկ ռեակցիաները օրգանոկատալիտիկ ռեակցիաների տեսակ են, որոնք կարող են մեծ օգուտ քաղել սոնիկացիայից: Մայքլի ռեակցիան կամ Միքայելի հավելումը լայնորեն օգտագործվում է քիմիական սինթեզների համար, որտեղ ածխածն-ածխածնի կապերը ձևավորվում են մեղմ պայմաններում: Ուլտրաձայնայնությունը և դրա սոնոքիմիական ազդեցությունները շատ արդյունավետ են Մայքլի ռեակցիաները քշելու և խթանելու համար, ինչը հանգեցնում է ավելի բարձր եկամտաբերության, զգալիորեն կրճատում է արձագանքի ժամանակը և միևնույն ժամանակ նպաստում է շրջակա միջավայրի համար հարմար կանաչ քիմիայի զարգացմանը:

Sonochemistry and the Michael Addition

Սոնոքիմիան քաջ հայտնի է քիմիական ռեակցիաների վրա իր բարերար ազդեցության համար – հաճախ հանգեցնում է ավելի բարձր եկամտաբերության, արագացված արձագանքի արագության, ավելի մեղմ, էկոլոգիապես մաքուր պայմանների, ինչպես նաև խնայող և պարզ աշխատանքի: Սա նշանակում է, որ սոնոքիմիան արդյունավետ և անվնաս մեթոդ է սինթետիկ և կատալիզացնող քիմիական ռեակցիաներն ակտիվացնելու, խթանելու և առաջ մղելու համար: Ուլտրաձայնային մշակման և սոնոքիմիայի մեխանիզմը հիմնված է ակուստիկ խոռոչի երևույթի վրա, որը հեղուկ միջավայրում փուչիկների բռնի փլուզման միջոցով առաջացնում է չափազանց բարձր ճնշումների և ջերմաստիճանների յուրահատուկ պայմաններ: Ուլտրաձայնային կամ ակուստիկ կավիտացիայի հետևանքները առաջացնում են ռեակցիաներ բարձր էներգիայի ներդրմամբ, բարելավում են զանգվածի փոխանցումը, դրանով իսկ հեշտացնելով քիմիական փոխակերպումները:
Միքայելի ռեակցիան կամ Միքայելի հավելումը կարբանիոնի կամ այլ նուկլեոֆիլի նուկլեոֆիլ հավելումն է α, β- չհագեցած կարբոնիլային միացությանը, որը պարունակում է էլեկտրոններ քաշող խումբ: Մայքլի արձագանքը խմբավորված է զուգորդված հավելումների ավելի մեծ դասի: Ածխածնի և ածխածնի կապերի մեղմ ձևավորման համար ամենաօգտակար մեթոդներից մեկը ՝ Մայքլի հավելումը լայնորեն օգտագործվում է բազմազան նյութերի օրգանական սինթեզի համար: Գոյություն ունեն Միքայելի հավելման բազմաթիվ ասիմետրիկ տարբերակներ, որոնք օրգանոկատալիտիկ ռեակցիաների տեսակ են:

Sonocatalysis and Basic Clay Catalysed Michael Addition of Imidazole

Մարտին-Արանդա և այլք: (2002) օգտվեց ուլտրաձայնային և դրա սոնոքիմիական ազդեցություններից `N- փոխարինված իմիդազոլի ածանցյալների 21 սինթեզի նոր ուղի մշակելու համար` Michael- ի կողմից իմիդազոլի ավելացումով էթիլակրիլատին, որը կատալիզացված էր հիմնական կավերով, այն է `Li+ և Cs+ montmorillonites: Ուլտրաձայնային ակտիվացման միջոցով իմիդազոլը խտացվել է էթիլ ակրիլատով `օգտագործելով երկու հիմնական կավ – Li+ և Cs+ montmorillonites: Ալկալային կավերը, ինչպիսիք են Li+ և Cs+ montmorillonites- ը, ակտիվ և շատ ընտրովի կատալիզատորներ են սոնիկացիայի ներքո, դրանով իսկ դրական ազդեցություն ունենալով էթիլակրիլատին իմիդազոլի Միքայելի հավելման վրա: Սոնոքիմիապես խթանված կատալիզը նպաստում և բարելավում է N- փոխարինված իմիդազոլի ածանցյալների ձևավորումը `համեմատած այլ սովորական ջերմային տաքացման ռեակցիաների հետ: Փոխակերպումը մեծանում է կավերի հիմնականության և ուլտրաձայնայնացման ժամանակի հետ: Եկամտաբերությունն ավելի բարձր էր, երբ Cs+ montmorillonites- ն օգտագործվում էր Li +- ի համեմատ, ինչը կարող էր բացատրվել ավելի բարձր հիմնավորվածության պատճառով: (Տե՛ս արձագանքի սխեման ստորև)

Սոնոկատալիտիկ ռեակցիա. Իմիդազոլի միքայել հավելումը էթիլ ակրիլատին
(սխեմա ՝ հարմարեցված Mohapatra et al, 2018):

Մայքլի ուլտրաձայնային օժանդակությամբ ևս մեկ հավելում է սիլիկ ծծմբական թթուն, որը նպաստում է ինդոլի կատալիզին: Լի և այլք (2006 թ.) Արձագանքեց սիլիցիումի ծծմբաթթվի և α, β- չհագեցած ketones- ի ուլտրաձայնային հետազոտության տակ `սենյակային ջերմաստիճանում 50-85% β-ինդոլիլկետոնների եկամտաբերություն ստանալու համար:

Առանց վճարունակ և առանց կատալիզատորի Ազա-Մայքլ արձագանքներ

Ամինների զուգակցված հավելումը զուգակցված ալկեններին – հայտնի է որպես Ազա-Մայքլ արձագանք – քիմիական առանցքային քայլ է տարբեր բարդ բնական արտադրանքի, հակաբիոտիկների, ա-ամինո սպիրտների և քիրալ օժանդակ նյութերի սինթեզի համար: Ուլտրաձայնայնությունը ապացուցված է, որ ի վիճակի է նպաստել Ազա-Միքայելի հավելման նման ռեակցիայի լուծիչներից և կատալիզատորներից ազատ պայմաններում:

Ultrasրի մեջ ուլտրաձայնային ազդեցությամբ առաջացած ազա-Մայքլի արձագանքը փորձարկվել է մի քանի ամիններով և չհագեցած կետոններով, չհագեցած նիտրիլով և չհագեցած էստերով: Սոնոքիմիապես խթանված արձագանքը արագ և պարզ ընթացակարգով բարձր եկամտաբերություն տվեց:
ուսումնասիրություն և սեղան. © Bandyopadhyay et al., 2012

Ալիֆատիկ ամիններով ֆերոցենիլենոնների դյուրին հավելումը կարող է կատարվել սոնոքիմիական խթանման ռեակցիայի մեջ `առանց լուծիչների և կատալիզատորների օգտագործման սենյակային ջերմաստիճանում: Այս սոնոքիմիական Միքայելի հավելումը կարող է իրեն թույլ տալ 1-ֆերոցենիլ-3-ամինո կարբոնիլային միացություններ արագ ընթացքի մեջ `տալով բարձր եկամտաբերություն, ինչը արդյունավետ է նաև այլ α, β- չհագեցած կարբոնիլային միացությունների ազա-Մայքլ ռեակցիայի մեջ, ինչպիսիք են խալկոնը, կարբոքսիլային էստերը և այլն: Այս սոնոքիմիական ռեակցիան ոչ միայն շատ պարզ է և հեշտ կառավարելի, այլ նաև արագ, էկոլոգիապես մաքուր և էժան գործընթաց, որոնք կանաչ քիմիայի հատկանիշներն են: (Յան և այլք, 2005 թ.)
Բանիկի հետազոտական խումբը մշակեց ևս մեկ պարզ, ուղղակի, արագ, ջրային միջնորդությամբ առանց կատալիզատորի արձանագրություն `մի քանի ամինների ազա-Մայքլ հավելման ռեակցիայի համար α, β- չհագեցած կարբոնիլային միացությունների նկատմամբ, որոնք կիրառում են ուլտրաձայնայնացում: Α, β- չհագեցած կետոնների, էսթերների և նիտրիլների մեջ մի քանի ամինների սոնոքիմիապես հարուցված միջոցառումներն իրականացվել են շատ արդյունավետ ջրում, ինչպես նաև առանց վճարունակ պայմաններում: Այս մեթոդում կատալիզատորներ կամ պինդ հենարաններ չեն օգտագործվել: Ուլտրաձայնային հետազոտության մեթոդով ջրի մեջ նկատվել է արձագանքի արագության ուշագրավ բարձրացում: Այս էկոլոգիապես բարենպաստ ընթացակարգը ապահովել է արտադրանքի մաքուր ձևավորում `ուժեղացված ընտրողականությամբ: (Bandyopadhyay et al., 2012)

Լուծիչների և սոնոքիմիական բուժման հետևանքները պիպերիդինի (1 մլ) և մեթիլ ակրիլատի (1 մլ) ազա-Մայքլի արձագանքի վրա 1 մլ լուծիչի մեջ:
ուսումնասիրություն և սեղան. © Bandyopadhyay et al., 2012

Ուլտրաձայնային հետազոտություններ և ռեակտորներ սոնոքիմիական ռեակցիաների համար

Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի բարդ սարքավորումներն ու խելացի ծրագրերը նախատեսված են երաշխավորելու հուսալի սոնոքիմիական մշակում, օրինակ ՝ օրգանական սինթեզի և կատալիզի ռեակցիաների կատարում `վերարտադրելի արդյունքներով և օգտագործողի համար հարմարավետ եղանակով:
Hielscher Ultrasonics համակարգերն ամբողջ աշխարհում օգտագործվում են սոնոքիմիական գործընթացների համար, ներառյալ օրգանական սինթետիկ ռեակցիաները, ինչպիսիք են Մայքլի հավելումները, Մանիխի ռեակցիան, Դիլս-Ալդերի ռեակցիան և բազմաթիվ այլ զուգակցման ռեակցիաներ: Ապացուցված է, որ հուսալի է բարձրորակ քիմիական արտադրանքի բարձր եկամտաբերության սինթեզի համար, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը օգտագործվում են ոչ միայն լաբորատոր պայմաններում, այլև արդյունաբերական արտադրության մեջ: Շնորհիվ իրենց ամրության և ցածր սպասարկման, մեր ուլտրաձայնային սարքերը սովորաբար տեղադրվում են ծանր աշխատանքների և պահանջկոտ միջավայրերում:
Hielscher ուլտրաձայնային պրոցեսորները սոնոքիմիական սինթեզների, կատալիզների, բյուրեղացման և այլ ռեակցիաների համար արդեն տեղադրված են աշխարհում առևտրային մասշտաբով: Կապվեք մեզ հետ ՝ ձեր սոնոքիմիական արտադրության գործընթացը քննարկելու համար: Մեր լավ փորձառու անձնակազմը ուրախ կլինի կիսվել լրացուցիչ տեղեկություններով սոնոքիմիական սինթեզի ուղու, ուլտրաձայնային համակարգերի և գնագոյացման վերաբերյալ:

Ստորեւ ներկայացված աղյուսակը ձեզ ցույց է տալիս մեր ultrasonicators- ի մոտավոր մշակման հզորությունը:

Գրականություն / Հղումներ