Sonochemical적으로 개선된 Mannich 반응
Mannich 반응은 중요한 탄소-탄소 결합 형성 반응으로, 제약 생산 및 천연 제품 합성과 같은 산업에서 널리 사용됩니다. 대부분의 one-pot Mannich 반응은 매우 느리지 만 Mannich 반응에 대한 초음파의 긍정적 인 효과는 수율과 반응 속도를 개선하고 전통적으로 긴 반응 시간을 Mannich 반응에서 짧은 절차로 줄이기 위해 신속하게 구현되었습니다.
Sonochemistry와 Mannich 반응에서의 이점
Mannich 반응은 다양한 질소 함유 천연 제품 및 의약품의 구성에 중요한 중간체인 합성 및 생물학적으로 중요한 β-아미노카르보닐 화합물을 제공하기 때문에 유기 합성에서 가장 중요한 탄소-탄소 결합 형성 반응 중 하나입니다.
초음파 화학 반응을 위한 초음파 인라인 시스템(예: 개선된 Mannich 반응)
초음파 조사 및 이에 따라 생성된 초음파 화학 효과는 Mannich 반응에서 반응 역학을 급격히 가속화하는 것으로 입증되었습니다(예: 반응 시간이 20h에서 1.5h로 13배 감소).
초음파는 sulfamic acid 촉매에 의해 촉매 된 케톤, 알데히드 및 아민의 one-pot Mannich 반응을 향상시킵니다.
Zeng et al., 2009에서 채택한 계획
- 반응 시간 대폭 단축
- 더 높은 수율
- 정밀하게 제어 가능한 조건
- 온도 제어
- 배치 및 인라인
- 녹색화학(Green Chemistry)
β-Aminocarbonyl 화합물의 초음파 Mannich 반응
설팜산(NH2그렇게3H, SA)는 알데히드와 케톤 및 아민의 초음파 보조 일체형 Mannich 반응을 위한 효율적이고 저렴하며 무독성 및 재활용 가능한 녹색 촉매로 사용되었습니다. 이 초음파 프로토콜은 높은 수율, 온화한 조건, 환경 오염이 없으며 간단한 정밀 검사의 장점이 있습니다. 가장 중요한 것은 오르토 치환 방향족 아민을 함유한 베타-아미노카르보닐 화합물이 이 방법론에 의해 처음으로 양호한 수율로 수득된다는 것입니다.
촉매로서의 설팜산을 검사하고 10 mol %의 설팜산을 사용하면 1,5 시간의 상당히 가속화 된 반응 시간 내에 반응을 95 %의 수율로 완전히 구동하기에 충분했습니다 (약 20 시간 동안 85 %의 수율만을 달성 한 고속 교반과 비교). 이것은 전력 초음파 및 초음파 화학이 유기 반응을 가속화한다는 잘 알려진 사실을 강조합니다. 아래 표는 Mannich 반응을위한 고속 교반에 비해 초음파의 중요한 이점을 보여줍니다.
표는 초음파로 촉매 된 Mannich 반응이 고속 교반과 비교할 때 훨씬 빠르고 효율적임을 보여줍니다.
연구: © Zeng et al., 2009
Mannich 반응을 위한 고성능 Sonochemical 장비
아미노카르보닐 화합물 및 기타 중간체와 같은 화학 제품의 합성 및 촉매를 위한 초음파 화학 장비는 모든 크기로 쉽게 사용할 수 있습니다 – 소형 실험실 초음파에서 완전 산업용 초음파 반응기에 이르기까지. Hielscher 초음파는 고출력 초음파를 설계, 제조 및 배포합니다. 모든 초음파 시스템은 독일 Teltow의 본사에서 제작되어 전 세계에 유통됩니다.
Hielscher 초음파의 정교한 하드웨어 및 스마트 소프트웨어는 안정적인 작동, 재현 가능한 결과 및 사용자 친화성을 보장하도록 설계되었습니다. Hielscher 초음파는 견고하고 신뢰할 수있어 중장비 조건에서 설치 및 작동 할 수 있습니다. 작동 설정은 직관적인 메뉴를 통해 쉽게 액세스하고 다이얼을 돌릴 수 있으며, 디지털 컬러 터치 디스플레이 및 브라우저 원격 제어를 통해 액세스할 수 있습니다. 따라서 순 에너지, 총 에너지, 진폭, 시간, 압력 및 온도와 같은 모든 처리 조건이 내장 SD 카드에 자동으로 기록됩니다. 이를 통해 이전의 초음파 처리 실행을 수정 및 비교할 수 있으며 Mannich 반응, Diels-Alder 반응 또는 Michael과 같은 초음파 화학적으로 개선 된 반응의 합성 및 기능화를 최적화하여 최고 효율을 높일 수 있습니다.
Hielscher 초음파 시스템은 전 세계적으로 초음파 화학 공정 (초음파 합성 및 소노 촉매 작용)에 사용되며 배치 및 연속 인라인 모드에서 신뢰할 수있는 장비로 입증되었습니다. Hielscher 산업용 초음파는 연속 작동 (24/7/365)에서 높은 진폭을 쉽게 실행할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭은 표준 소노트로드(초음파 프로브/혼)를 사용하여 쉽게 연속적으로 생성할 수 있습니다. 더 높은 진폭을 위해 맞춤형 초음파 소노트로드를 사용할 수 있습니다. 견고 함과 낮은 유지 보수로 인해 당사의 초음파기는 일반적으로 중장비 응용 분야 및 까다로운 환경에 설치됩니다.
초음파 화학 합성을위한 Hielscher 초음파 프로세서는 이미 전 세계적으로 상업적 규모로 설치되어 있습니다. Mannich 반응을 통한 초음파 화학적으로 구동되는 합성에 대해 논의하려면 지금 저희에게 연락하십시오! 경험이 풍부한 직원이 초음파 화학 합성 경로, 초음파 시스템 및 가격에 대한 자세한 정보를 공유하게되어 기쁩니다!
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아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.
| 배치 볼륨(Batch Volume) | 유량 | 권장 장치 |
|---|---|---|
| 1 내지 500mL | 10 내지 200mL/분 | 업100H |
| 10 내지 2000mL | 20 내지 400mL/분 | UP200HT, UP400ST |
| 0.1 내지 20L | 0.2 내지 4L/min | UIP2000hdT 님 |
| 10에서 100L | 2 내지 10L/min | UIP4000hdt 님 |
| N.A. 개시 | 10 내지 100L/min | UIP16000 |
| N.A. 개시 | 큰 | 의 클러스터 UIP16000 |
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Hielscher 초음파는 실험실, 파일럿 및 산업 규모에서 혼합 응용 분야, 분산, 유화 및 추출을위한 고성능 초음파 균질화기를 제조합니다.
문헌 / 참고문헌
- 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.
알아 둘 만한 가치가 있는 사실
만니치 반응이란 무엇입니까?
Mannich 반응은 비에놀리제이션 알데히드, 1차 또는 2차 아민 및 에놀리저성 카르보닐 화합물의 다성분 축합을 기반으로 하며, 이는 아미노메틸화 생성물을 생성합니다. 알데히드의 이미늄 유도체는 Mannich 반응에서 수용체로 기능합니다.
Mannich 반응은 유기 화학의 많은 분야에서 사용됩니다. Mannich 반응은 편리한 one-pot 반응으로 실행할 수 있고 이중 Mannich 반응으로도 설정할 수 있기 때문에 이 반응 유형은 정밀 화학 물질, 특수 화학 물질, 제약 및 천연 물질(생합성 경로, 특히 알칼로이드, 펩타이드 및 뉴클레오티드 합성에 사용)의 합성에 사용됩니다.
Mannich 반응을 통해 합성된 화학 물질의 일반적인 예는 다음과 같습니다.
- 알킬 아민
- 펩타이드, 뉴클레오티드, 항생제 및 알칼로이드(예: 트로피논)
- 식물 성장 조절제와 같은 농약
- 페인트 및 폴리머
- 촉매
- 포름알데히드 조직 가교
- 의약품 및 의약품(예: 롤리테트라사이클린(테트라사이클린과 피롤리딘의 만니히 제품), 플루옥세틴(항우울제), 트라마돌 및 톨메틴(항염증제).
- 비누 및 세제: Mannich 반응은 알킬 아민을 합성하는 데 사용되어 비극성 탄화수소를 비누 또는 세제로 변환합니다. 이렇게 생성된 화합물은 다양한 세척 응용 분야, 자동차 연료 처리 및 에폭시 코팅에 사용됩니다
- 치환된 분지사슬 알킬 에테르로부터의 폴리에테르아민
- Mannich 반응 생성물의 열 분해에 의한 α,β-불포화 케톤(예: 1-디에틸아미노-부탄-3-온의 메틸 비닐 케톤)
