Reaksi Mannich yang Ditingkatkan Secara Sonokimia
Reaksi Mannich adalah reaksi pembentuk ikatan karbon-karbon yang penting, yang banyak digunakan dalam industri seperti produksi farmasi dan sintesis produk alami. Sementara sebagian besar reaksi Mannich satu pot sangat lambat, efek positif ultrasonikasi pada reaksi Mannich telah dengan cepat diterapkan untuk meningkatkan hasil dan laju reaksi serta untuk mengurangi waktu reaksi tradisional yang panjang menjadi prosedur singkat dalam reaksi Mannich.
Sonokimia dan Manfaatnya dalam Reaksi Mannich
Reaksi Mannich adalah salah satu reaksi pembentukan ikatan karbon-karbon yang paling penting dalam sintesis organik, karena menghasilkan senyawa β-aminokarbonil yang penting secara sintetis dan biologis, yang merupakan zat antara penting untuk konstruksi berbagai produk alami dan obat-obatan yang mengandung nitrogen.
Iradiasi ultrasonik dan efek sonokimia yang dihasilkan terbukti mempercepat kinetika reaksi dalam reaksi Mannich secara drastis, misalnya, dengan pengurangan 13 kali lipat dari 20 jam menjadi 1,5 jam dalam waktu reaksi.

Ultrasonikasi meningkatkan reaksi Mannich satu pot keton, aldehida dan amina yang dikatalisis oleh katalis asam sulfamit.
Skema yang diadaptasi dari Zeng et al., 2009
- Waktu reaksi yang dipercepat secara signifikan
- hasil yang lebih tinggi
- Kondisi yang dapat dikontrol secara tepat
- kontrol suhu
- batch dan di-line
- kimia hijau
Reaksi Mannich Ultrasonik Senyawa β-Aminocarbonyl
Asam sulfamat (NH2JADI3H, SA) digunakan sebagai katalis hijau yang efisien, murah, tidak beracun, dan dapat didaur ulang untuk reaksi Mannich satu pot yang dibantu ultrasound dari aldehida dengan keton dan amina. Protokol ultrasound ini memiliki keunggulan hasil tinggi, kondisi ringan, tidak ada pencemaran lingkungan, dan prosedur pemeriksaan yang sederhana. Yang terpenting, senyawa beta-aminokarbonil dengan amina aromatik orto-tersubstitusi diperoleh dalam hasil yang dapat diterima hingga baik dengan metodologi ini untuk pertama kalinya.
Asam sulfamat sebagai katalis diperiksa dan 10 mol% asam sulfamat cukup untuk mendorong reaksi sepenuhnya hingga hasil 95% dalam waktu reaksi yang dipercepat secara signifikan selama 1,5 jam (dibandingkan dengan pengadukan kecepatan tinggi, yang hanya mencapai hasil 85% dalam waktu sekitar 20 jam). Ini menggarisbawahi fakta yang mapan bahwa ultrasound daya dan sonokimia mempercepat reaksi organik. Tabel di bawah ini menunjukkan keuntungan signifikan dari ultrasonikasi dibandingkan pengadukan berkecepatan tinggi untuk reaksi Mannich.
Peralatan Sonokimia Kinerja Tinggi untuk Reaksi Mannich
Peralatan sonokimia untuk sintesis dan katalisis produk kimia seperti senyawa aminokarbonil dan zat antara lainnya sudah tersedia dalam berbagai ukuran – Dari ultrasonicators lab kompak hingga reaktor ultrasonik industri penuh. Hielscher Ultrasonics merancang, memproduksi, dan mendistribusikan ultrasonicator berdaya tinggi. Semua sistem ultrasonik dibuat di kantor pusat di Teltow, Jerman dan didistribusikan dari sana ke seluruh dunia.
Perangkat keras canggih dan perangkat lunak pintar ultrasonicators Hielscher dirancang untuk menjamin operasi yang andal, hasil yang dapat direproduksi, serta keramahan pengguna. Ultrasonicators Hielscher kuat dan andal, yang memungkinkan untuk dipasang dan dioperasikan dalam kondisi tugas berat. Pengaturan operasional dapat dengan mudah diakses dan diputar melalui menu intuitif, yang dapat diakses melalui layar sentuh warna digital dan remote control browser. Oleh karena itu, semua kondisi pemrosesan seperti energi bersih, energi total, amplitudo, waktu, tekanan, dan suhu secara otomatis dicatat pada kartu SD bawaan. Ini memungkinkan Anda untuk merevisi dan membandingkan jalanan sonikasi sebelumnya dan untuk mengoptimalkan sintesis dan fungsionalisasi reaksi yang ditingkatkan secara sonokimia seperti reaksi Mannich, reaksi Diels-Alder atau penambahan Michael untuk efisiensi tertinggi.
Sistem Ultrasonik Hielscher digunakan di seluruh dunia untuk proses sonokimia (sintesis sono dan katalisis sono) dan terbukti menjadi peralatan yang andal dalam mode batch dan in-line kontinu. Ultrasonicator industri Hielscher dapat dengan mudah menjalankan amplitudo tinggi dalam operasi terus menerus (24/7/365). Amplitudo hingga 200μm dapat dengan mudah dihasilkan terus menerus dengan sonotrode standar (probe ultrasonik / tanduk). Untuk amplitudo yang lebih tinggi, sonotrode ultrasonik yang disesuaikan tersedia. Karena kekokohan dan perawatannya yang rendah, ultrasonicator kami biasanya dipasang untuk aplikasi tugas berat dan di lingkungan yang menuntut.
Prosesor ultrasonik Hielscher untuk sintesis sonokimia sudah dipasang di seluruh dunia dalam skala komersial. Hubungi kami sekarang untuk mendiskusikan sintesis penggerak sonokimia Anda melalui reaksi Mannich! Staf kami yang berpengalaman akan dengan senang hati berbagi informasi lebih lanjut tentang jalur sintesis sonokimia, sistem ultrasonik, dan harga!
Dengan keunggulan metode sintesis ultrasonik, produksi kimia Anda akan unggul dalam efisiensi, kesederhanaan, dan biaya rendah jika dibandingkan dengan proses sintesis katalitik lainnya!
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:
Batch Volume | Flow Rate | Direkomendasikan perangkat |
---|---|---|
1 hingga 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
10-2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 hingga 20L | 0.2 sampai 4L/min | UIP2000hdT |
10 sampai 100L | 2-10L/min | UIP4000hdT |
n.a. | 10 sampai 100L/menit | UIP16000 |
n.a. | kristal yang lebbig | cluster UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Literatur / Referensi
- 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.
Fakta-fakta yang Patut Diketahui
Apa itu Reaksi Mannich?
Reaksi Mannich didasarkan pada kondensasi multi-komponen dari aldehida yang tidak dapat dienolizable, amina primer atau sekunder dan senyawa karbonil yang dapat dienolizasi, yang menghasilkan produk aminometilasi. Turunan iminium dari aldehida berfungsi sebagai akseptor dalam reaksi Mannich.
Reaksi Mannich digunakan di banyak bidang kimia organik. Karena reaksi Mannich dapat dijalankan sebagai reaksi satu pot yang nyaman dan juga diatur sebagai reaksi Mannich ganda, jenis reaksi ini digunakan untuk sintesis bahan kimia halus, bahan kimia khusus, obat-obatan dan zat alami (digunakan dalam jalur biosintetik, terutama untuk sintesis alkaloid, peptida, dan nukleotida).
Contoh umum untuk bahan kimia yang disintesis melalui reaksi Mannich meliputi:
- alkil amina
- peptida, nukleotida, antibiotik, dan alkaloid (misalnya tropinon)
- agrokimia, seperti pengatur pertumbuhan tanaman
- cat dan polimer
- Katalis
- Ikatan silang jaringan formaldehida
- obat-obatan dan obat-obatan farmasi (misalnya rolitetracycline (produk Mannich dari tetracycline dan pyrrolidine), fluoxetine (antidepresan), tramadol dan tolmetin (obat anti-inflamasi).
- sabun dan deterjen: Reaksi Mannich digunakan untuk mensintesis alkil amina, mengubah hidrokarbon non-polar menjadi sabun atau deterjen. Senyawa yang dihasilkan ini digunakan dalam berbagai aplikasi pembersihan, perawatan bahan bakar otomotif, dan pelapis epoksi
- Polyetheramines dari alkil eter rantai bercabang yang disubstitusi
- α,β-keton tak jenuh oleh degradasi termal produk reaksi Mannich (misalnya metil vinil keton dari 1-dietilamino-butan-3-satu)

Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.