화학적으로 개선 된 Diels-알더 반응

Diels-Alder 반응은 원자 탄소 탄소 결합이 형성되어야 하는 화학 합성에 널리 사용됩니다. 초음파 및 초음파 화학 적 효과는 운전과 Diels-Alder 반응을 촉진하여 더 높은 수율, 반응 시간을 크게 줄이며 동시에 환경 친화적 인 녹색 화학의 일부가되는 데 매우 효과적입니다.

녹색 화학에 대한 화학적으로 강화 된 다이엘 - 알더 반응

Diels-Alder 반응은 탄소 원자 간의 결합이 형성되는 화학 반응입니다. 디엘-알더 반응은 열허용[4+2] 사이클로테인으로 분류된다[_π4_에스 + _π2_에스]. 초음파 보조 유기 합성은 반응 속도, 수율 및 반응의 선택성을 향상시키는 녹색이고 효율적인 합성 경로이므로 초음파 처리는 실험실 및 산업 생산에 널리 사용되는 간단하고 신뢰할 수있는 기술입니다. 종종, sonochemical로 승진된 경로는 그렇지 않으면 에너지 비용을 절약하고 화학 합성을 절약하는 데 도움이 온도와 압력의 급격한 조건을 필요로 주변 조건에서 유기 변환을 용이하게하고 보호 기 절차로 화학 합성을 켭니다.

깊은 유텍용솔벤트를 이용한 초음파 디엘-알더 반응

깊은 유텍용제 용매(DES)는 루이스 또는 브뢰른스테드 산및 염기의 용액으로 유텍 혼합물을 형성합니다. 깊은 유텍용매는 인화성이 없으며, 낮은 증기 압력과 독성을 가지고 있으며, 종종 천연 화합물로 만들어지기 때문에, 그들은 보호기, 더 환경 친화적 인 용매 대안입니다. 초음파 및 깊은 유텍용매는 시너지 효과로 함께 작동하는 것으로 알려져 있으며 따라서 초음파 추출뿐만 아니라 화학 합성에도 사용됩니다. 깊은 유텍 용매의 사용은 초음파 적으로 촉진 된 Diels-Alder 반응에도 유용합니다. 예를 들어, 초음파 처리는 기존의 가열 및 초음파 활성화 하에서 깊은 유텍용매(DES)에서 디엔의 특성을 변화시키는 디노필레마이드N을 사용하여 디엘-알더 반응을 촉진하는 데 사용된다.
깊은 유텍 용매와 함께 초음파 활성화를 사용하면 반응 시간이 크게 감소할 때 좋은 수율을 제공하는 것이 유익합니다.

울트라소니 개선 딜스-알더 반응.
마룰로 등에서 적응한 계획, 2020

DES 및 초음파 처리를 사용하여 Diels-Alder 반응에 대한 일반 절차

초음파-승격 된 Diels-Alder 반응은 반응 용기에 초음파 프로브 (sonotrode / horn)를 삽입하여 수행되었다. 직경 0.5cm의 초음파 프로브를 사용하여 명목 출력 전력은 70 W. 반응이 40°C에서 수행되었으며 5초 ON 및 20초 OFF 사이클로 초음파 처리 인펄스 모드를 적용하였다. 매우 강화된 Diels-Alder 반응은 침묵하는 조건(각각 70분과 24시간)보다 훨씬 짧은 시간에 좋은 수익률을 제공했습니다.
냉소강화디엘-알더 반응의 에너지 효율을 평가하기 위해 침묵과 초음파 촉진된 Diels-Alder 반응에 대한 에너지 소비를 비교했다. 이 계산은 침묵 반응에 대해 35,094 kJ/g, 초음파 보조 반응(70W 순 에너지의 출력 출력을 가진 초음파 경적)을 위한 28.4 kJ/g의 소비를 제공했습니다. 이로 인해 화학적으로 구동되는 Diels-Alder 반응에 대해 99%의 에너지가 절약됩니다. 이러한 모든 관측은 깊은 유텍 용매 (DES) 및 초음파 조사의 결합 된 사용이 Diels-Alder 반응과 같은 중요한 합성 공정을위한 효율적이고 에너지 절약 방법론임을 강력하게 시사합니다. (마룰로 외, 2020)

초음파 처리와 결합하여 다양한 깊은 유텍 용매의 효과

초음파 로 승격 된 Diels-Alder 반응에 대한 최상의 결과를 얻었으며, 깊은 유텍 용매 [ChCl]:[Fru]와 [TBACl]:[EG]가 용매로 사용됩니다. [ChCl]:[Fru]와 [TBACl]:[EG]를 용매로 사용하여 반응 시간을 크게 줄일 수 있었고 수율이 크게 향상되었습니다([TBACl]:[EG] 73% 및 87%, 및 [ChCl]:[Fru] 23 및 75% 침묵 및 sonochemical 조건 하에서 각각).
어떤 경우에는 [TBPCl]:[EG], [ChCl]:[Gly], [AcChCl]:[EG]가 용매로 사용되는 경우, 수율은 침묵조건에서 얻은 것과 비교할 수 있지만, 화학 공정의 속도는 여전히 초음파 처리에 의해 크게 개선된다.
초음파 처리는 이러한 조건이 더 많은 이네트 캐비테이션 효과의 생성을 용이하게하기 때문에 이온 액체 (IL)와 같은 낮은 증기 압력 및 점성 용매와 매우 잘 작동합니다. 깊은 유텍용매는 이온 액체와 유사한 물리적 특성을 가지고 있기 때문에 초음파와 함께 적절하게 사용할 수 있습니다. 깊은 유텍 용매 (DES)와 초음파 처리의 결합 된 상호 작용은 딜스 알더 반응의 에너지 수요를 크게 감소시다. 반응 시간의 시그미캔트 감소는 매우 양호한 수율을 제공하면서 관찰될 수 있다. 공정 효율과 관련하여, 이것은 깊은 eutectic 용매 (DES)와 초음파의 결합 된 사용이 침묵 조건보다 10 배 높은 양의 재료를 처리 할 수 있음을 의미합니다. (마룰로 외, 2020)

옥사비클리알케네스의 초음파 디엘스-알더 반응

웨이와 동료(2004)는 초음파가 디메틸 아세틸렌디카르복틸레이트(DMAD)와 디메틸 말레아테와 같은 반응성 디에노필러를 대체하는 푸란의 Diels-Alder 반응을 촉진하여 기능성 산화산화된 알켄을 좋은 수확량으로 제공한 것으로 나타났다. DMAD 가구 기능성 옥사비클리알켄을 곁들인 2비닐 가구의 리지오특이적 푸라노 디엘-알더 사이클로추가 의 초음파 홍보 반응.

Sonochemically 향상 된 사이클로 추가 반응

브라보와 동료 (2006)는 반응 매체로 imidazolium 기반 이온 액체에 카보닐 디노필을 가진 사이클로펜타디엔 또는 1,3-사이클로헥사디엔을 포함하는 일련의 화학적 사이클로추가 를 기술했다. 그(것)들은 초음파가 효과적으로 대응하는 침묵 반응과 비교될 때 더 높은 수율 및/또는 감소된 반응 시간 귀착되는 이러한 사이클로추가 반응을 향상시킨다는 것을 보여주었습니다. 예를 들어, 간단한 α,β 메틸 비닐 케톤 이나 acrolein 초음파 활성화의 효과 같은 불포화 디노 필러는 분명하다. 예를 들어, 메틸 비닐 케톤은 온화한 초음파 처리의 1 시간 안에 89%의 수율을 초래하고, 침묵반응은 같은 반응 시간 내에 단지 52%를 주었습니다.

초음파 화학적으로 촉진 된 Diels-알더 반응에 대한 모든 크기의 초음파 검사기

Hielscher 초음파는 합성 및 촉매 반응과 같은 화학 시스템에 통합하기 위한 고성능 초음파 프로브 형 균질화 및 초음파 화학 장비를 설계, 제조 및 배포합니다. Hielscher 초음파 는 화학 반응을 촉진하고 강화, 가속화 및 개선하기 위해 신뢰할 수있는 도구로 전 세계적으로 사용됩니다.
Hielscher 초음파’ 초음파 프로세서는 소규모 실험실 장치에서 배치 및 흐름 화학 응용 프로그램을위한 대형 산업용 프로세서에 이르기까지 모든 크기에서 사용할 수 있습니다. 초음파 진폭의 정밀한 조정 – sonochemical 응용 프로그램에 대 한 가장 중요 한 매개 변수 – Hielscher 초음파를 낮은 에서 매우 높은 진폭으로 작동시키고 특정 화학 반응 시스템의 필요한 초음파 공정 조건에 정밀하게 진폭을 조정할 수 있습니다.
Hielscher의 초음파 발전기는 자동 데이터 프로토콜이 있는 스마트 소프트웨어를 갖추고 있습니다. 초음파 에너지, 온도, 압력 및 시간과 같은 모든 중요한 처리 매개 변수는 장치가 켜지자마자 내장 된 SD 카드에 자동으로 저장됩니다.
공정 모니터링 및 데이터 기록은 지속적인 공정 표준화 및 제품 품질에 중요합니다. 자동으로 기록된 프로세스 데이터에 액세스하여 이전 초음파 처리 실행을 수정하고 결과를 평가할 수 있습니다.
또 다른 사용자 친화적 인 기능은 디지털 초음파 시스템의 브라우저 원격 제어입니다. 원격 브라우저 제어를 통해 어디서나 원격으로 초음파 프로세서를 시작, 중지, 조정 및 모니터링할 수 있습니다.
우리의 고성능 초음파 균질화제에 대한 자세한 내용은 지금 저희에게 연락하여 Diels-Alder 반응, 매니치 반응 또는 마이클 추가와 같은 유기 합성 반응을 개선할 수 있습니다!

아래 표는 초음파 장비의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다.