მიხეილის ასიმეტრიული რეაქციები არის ორგანოკატალიტიკური რეაქციების ტიპი, რომელსაც შეუძლია დიდი სარგებელი მოიტანოს სონიკაციით. მაიკლის რეაქცია ან მაიკლის დამატება ფართოდ გამოიყენება ქიმიური სინთეზებისთვის, სადაც ნახშირბად-ნახშირბადის ობლიგაციები იქმნება რბილ პირობებში. ულტრაბგერითი და მისი სონოქიმიური ეფექტები ძალზე ეფექტურია მაიკლის რეაქციების მართვისა და ხელშეწყობისას, რაც იწვევს უფრო მაღალ მოსავალს, მნიშვნელოვნად ამცირებს რეაქციის დროს და ამავდროულად ხელს უწყობს გარემოსდაცვით მწვანე ქიმიას.

სონოქიმია და მაიკლ დამატება

სონოქიმია კარგად არის დადგენილი ქიმიური რეაქციებზე მისი სასარგებლო თვისებების გამო – ხშირად იწვევს უფრო მაღალ მოსავალს, რეაქციის დაჩქარებულ სიჩქარეს, უფრო რბილ, ეკოლოგიურად სუფთა პირობებს, ასევე ეკონომიურ და მარტივ მუშაობას. ეს ნიშნავს, რომ სონოქიმია არის ეფექტური და უვნებელი მეთოდი სინთეზური და კატალიზური ქიმიური რეაქციების გააქტიურების, ხელშეწყობისა და მართვისათვის. ულტრაბგერითი დამუშავებისა და სონოქიმიის მექანიზმი ემყარება აკუსტიკური კავიტაციის ფენომენს, რომელიც იწვევს ძალიან მაღალი წნევისა და ტემპერატურის უნიკალურ პირობებს თხევად გარემოში ბუშტების ძალადობრივი დაშლის გზით. ულტრაბგერითი ან აკუსტიკური კავიტაციის ეფექტი იწვევს რეაქციებს მაღალი ენერგიის დანერგვით, აუმჯობესებს მასის გადაცემას, რითაც ხელს უწყობს ქიმიურ გარდაქმნებს.
მაიკლის რეაქცია ან მაიკლის დამატება არის კარბანიონის ან სხვა ნუკლეოფილის ნუკლეოფილური დამატება α, β- გაჯერებული კარბონილის ნაერთზე, რომელიც შეიცავს ელექტრონების მოხსნის ჯგუფს. მაიკლის რეაქცია დაჯგუფებულია კონიუგირებული დამატებების უფრო დიდ კლასში. როგორც ნახშირბად -ნახშირბადის ობლიგაციების რბილი ფორმირების ერთ -ერთი ყველაზე სასარგებლო მეთოდი, მაიკლის დამატება ფართოდ გამოიყენება მრავალმხრივი ნივთიერებების ორგანული სინთეზისთვის. მიხეილის დამატების მრავალი ასიმეტრიული ვარიანტი არსებობს, რომლებიც წარმოადგენს ორგანოკატალიზურ რეაქციებს.

სონოკატალიზი და ძირითადი თიხა კატალიზებდა მაიკლ იმიდაზოლის დამატება

მარტინ-არანდა და სხვები. (2002) გამოიყენა ულტრაბგერითი და მისი სონოქიმიური ეფექტები, რათა განევითარებინა N- ჩანაცვლებული იმიდაზოლის წარმოებულების ახალი სინთეზის მარშრუტი 21 მიქაელის მიერ იმიდაზოლის დამატებით ეთილკრილიატში, კატალიზირებული ძირითადი თიხებით, კერძოდ Li+ და Cs+ მონტმორილონიტებით. ულტრაბგერითი გააქტიურების გამოყენებით, იმიდაზოლი შედედებულია ეთილის აკრილატით ორი ძირითადი თიხის გამოყენებით – Li+ და Cs+ მონტმორილონიტები. ტუტე თიხები, როგორიცაა Li+ და Cs+ მონტმორილონიტები აქტიური და ძალიან შერჩევითი კატალიზატორები არიან ხახუნის ქვეშ, რითაც აჩვენებენ დადებით გავლენას მიქაელის იმიდაზოლის დამატებაზე ეთილის აკრილატზე. სონოქიმიურად დაწინაურებული კატალიზი ხელს უწყობს და აუმჯობესებს N- შემცვლელი იმიდაზოლის წარმოებულების წარმოქმნას სხვა ჩვეულებრივი თერმული გათბობის რეაქციებთან შედარებით. გარდაქმნა იზრდება თიხების ძირითადობასთან და ულტრაბგერითი დროით. სარგებელი უფრო მაღალი იყო, როდესაც Cs+ მონტმორილონიტები გამოიყენებოდა Li +– სთან შედარებით, რაც შეიძლება აიხსნას უფრო მაღალი ბაზისურობის გამო. (იხილეთ რეაქციის სქემა ქვემოთ)

სონოკატალიზური რეაქცია: იმიდაზოლის მაიკლ დამატება ეთილის აკრილატში
(სქემა ადაპტირებულია Mohapatra et al, 2018.)

კიდევ ერთი ულტრაბგერითი დახმარებით მაიკლ დამატება არის სილიციუმის გოგირდის მჟავა ხელი შეუწყო კატალიზის indole. ლი და სხვები (2006) რეაგირება მოახდინა სილიციუმის გოგირდის მჟავამ და α, β- უჯერი კეტონები ულტრაბგერითი სკანირების ქვეშ, რათა მიიღონ β- ინდოლილკეტონები 50–85% –იანი სარგებელი ოთახის ტემპერატურაზე.

გამხსნელებისგან თავისუფალი და კატალიზატორებისგან თავისუფალი აზა-მაიკლის რეაქციები

ამინების კონიუგირებული დამატება კონიუგირებულ ალკენებთან – ცნობილია როგორც აზა-მაიკლის რეაქცია – არის ქიმიური საკვანძო ნაბიჯი სხვადასხვა კომპლექსური ბუნებრივი პროდუქტების, ანტიბიოტიკების, ა-ამინო სპირტებისა და ქირალური დამხმარე ნივთიერებების სინთეზისათვის. ულტრაბგერითი ნაჩვენებია, რომ შეუძლია ხელი შეუწყოს აზა-მაიკლის დამატებით რეაქციას გამხსნელებისა და კატალიზატორების გარეშე.

ულტრაბგერით გამოწვეული აზა-მიქაელის რეაქცია წყალში შემოწმებულია რამდენიმე ამინით და უჯერი კეტონებით, გაჯერებული ნიტრილით და უჯერი ესტერით. სონოქიმიურად დაწინაურებული რეაქცია იძლევა მაღალ მოსავალს სწრაფ და მარტივ პროცედურაში.
შესწავლა და ცხრილი: © Bandyopadhyay et al., 2012

ალიფატური ამინებით ფეროცენილენონების ადვილი დამატება შესაძლებელია სონოქიმიურად გააქტიურებულ რეაქციაში ოთახის ტემპერატურაზე გამხსნელების და კატალიზატორების გამოყენების გარეშე. ეს სონოქიმიური მიქაელის დამატებას შეუძლია მიიღოს 1-ფეროცენილ-3-ამინო კარბონილის ნაერთები aa სწრაფ პროცესში, რაც იძლევა მაღალ მოსავალს, რაც ასევე ეფექტურია სხვა α, β- გაჯერებული კარბონილის ნაერთების აზა-მაიკლ რეაქციაში, როგორიცაა ქალკონი, კარბოქსილის ესტერი და ა. ეს სონოქიმიური რეაქცია არა მხოლოდ ძალიან მარტივი და ადვილია, არამედ სწრაფი, ეკოლოგიურად სუფთა და იაფი პროცესია, რაც მწვანე ქიმიის ატრიბუტებია. (იანგი და სხვები, 2005)
ბანიკის მკვლევართა ჯგუფმა შეიმუშავა კიდევ ერთი მარტივი, პირდაპირი, სწრაფი, წყლის შუამავლობით კატალიზატორებისგან თავისუფალი ოქმი აზა-მაიკლის დამატებით რეაქციისთვის α, β-უჯერი კარბონილის ნაერთებზე ულტრაბგერითი გამოყენებით. სონოქიმიურად გამოწვეული რამდენიმე ამინის დამატება α, β- უჯერი კეტონებში, ეთერებსა და ნიტრილებში განხორციელდა ძალიან ეფექტურად წყალში, ასევე გამხსნელების გარეშე. ამ მეთოდით კატალიზატორები და მყარი საყრდენები არ არის გამოყენებული. ულტრაბგერითი მეთოდით წყალში დაფიქსირდა რეაქციის სიჩქარის შესამჩნევი გაზრდა. ეს ეკოლოგიურად კეთილგანწყობილი პროცედურა უზრუნველყოფს პროდუქტების სუფთა ფორმირებას გაძლიერებული სელექტიურობით. (ბანდიოპადაია და სხვები, 2012)

გამხსნელების და სონოქიმიური დამუშავების ეფექტები პიზერიდინის (1 მლ) და მეთილ აკრილატის (1 მლ) 1 მლ გამხსნელში აზა-მიქაელის რეაქციაზე.
შესწავლა და ცხრილი: © Bandyopadhyay et al., 2012

ულტრაბგერითი ზონდები და რეაქტორები სონოქიმიური რეაქციებისთვის

Hielscher ულტრაბგერითი აღჭურვილობის დახვეწილი აპარატურა და ჭკვიანი პროგრამული უზრუნველყოფა შექმნილია იმისთვის, რომ უზრუნველყოს საიმედო სონოქიმიური დამუშავება, მაგ.
Hielscher ულტრაბგერითი სისტემები მთელ მსოფლიოში გამოიყენება სონოქიმიური პროცესებისთვის, მათ შორის ორგანული სინთეზური რეაქციების ჩათვლით, როგორიცაა მაიკლის დამატებები, მანიჩის რეაქცია, დიელს-ოლდერის რეაქცია და მრავალი სხვა დაწყვილების რეაქცია. დადასტურებულია, რომ საიმედოა მაღალი ხარისხის ქიმიური პროდუქტების მაღალი მოსავლის სინთეზისათვის, Hielscher ულტრაბგერითი საშუალებები გამოიყენება არა მხოლოდ ლაბორატორიულ პარამეტრებში, არამედ სამრეწველო წარმოებაშიც. მათი გამძლეობისა და დაბალი მოვლის გამო, ჩვენი ულტრაბგერითი მოწყობილობები ჩვეულებრივ დამონტაჟებულია მძიმე სამუშაოებისთვის და რთულ გარემოში.
Hielscher ულტრაბგერითი პროცესორები სონოქიმიური სინთეზის, კატალიზების, კრისტალიზაციისა და სხვა რეაქციებისათვის უკვე დამონტაჟებულია მსოფლიოში კომერციულ მასშტაბზე. დაგვიკავშირდით ახლა, რათა განიხილოთ თქვენი სონოქიმიური წარმოების პროცესი! ჩვენი კარგად გამოცდილი პერსონალი მოხარული იქნება გაგიზიაროთ მეტი ინფორმაცია სონოქიმიური სინთეზის გზაზე, ულტრაბგერითი სისტემებისა და ფასების შესახებ!

ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გაძლევთ ჩვენს ულტრასონისტების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:

ლიტერატურა / ცნობები