초음파로 촉진된 마이클 첨가 반응

비대칭 마이클 반응은 유기 촉매 반응의 일종으로, 초음파 처리로부터 많은 이익을 얻을 수 있습니다. 마이클 반응 또는 마이클 첨가는 탄소-탄소 결합이 온화한 조건에서 형성되는 화학 합성에 널리 사용됩니다. 초음파와 그 초음파 화학 효과는 마이클 반응을 유도하고 촉진하는 데 매우 효과적이어서 수율이 높아지고 반응 시간이 크게 단축되며 동시에 환경 친화적 인 녹색 화학에 기여합니다.

Sonochemistry와 Michael Addition

Sonochemistry는 화학 반응에 대한 유익한 효과로 잘 알려져 있습니다 – 종종 더 높은 수율, 가속화된 반응 속도, 더 온화하고 환경 친화적인 조건, 절약 및 간단한 작동으로 이어집니다. 이는 초음파 화학이 합성 및 촉매 화학 반응을 활성화, 촉진 및 추진하는 효율적이고 무해한 방법임을 의미합니다. 초음파 처리 및 초음파 화학의 메커니즘은 액체 매체에서 기포의 격렬한 붕괴를 통해 매우 높은 압력과 온도의 독특한 조건을 유도하는 음향 캐비테이션 현상을 기반으로합니다. 초음파 또는 음향 캐비테이션의 효과는 고에너지의 도입에 의해 반응을 시작하고 질량 전달을 개선하여 화학적 변형을 촉진합니다.
마이클 반응 또는 마이클 첨가는 전자 인출기를 포함하는 α,β-불포화 카르보닐 화합물에 카바니온 또는 다른 친핵체를 친핵성 첨가하는 것입니다. 마이클 반응은 더 큰 종류의 켤레 첨가물로 분류됩니다. 탄소-탄소 결합의 온화한 형성에 가장 유용한 방법 중 하나로 평가되는 마이클 첨가는 매니폴드 물질의 유기 합성에 널리 사용됩니다. 마이클 첨가의 많은 비대칭 변이체가 존재하며, 이는 유기 촉매 반응의 한 유형입니다.

Sonocatalysis 및 Basic Clay는 Imidazole의 Michael 첨가를 촉매했습니다.

Martin-Aranda et al. (2002)는 염기성 점토, 즉 Li + 및 Cs + 몬모릴로 나이트에 의해 촉매 된 에틸 아크릴 레이트에 이미 다졸을 마이클 (Michael)을 첨가하여 N 치환 된 이미 다졸 유도체 (21)의 새로운 합성 경로를 개발하기 위해 초음파 및 초음파 화학 효과를 이용했습니다. 초음파 활성화를 사용하여, 이미다졸은 두 개의 염기성 점토를 사용하여 에틸 아크릴레이트로 축합하였다 – Li+ 및 Cs+ 몬모릴로나이트. Li + 및 Cs + 몬 모릴로 나이트와 같은 알칼리성 점토는 초음파 처리 하에서 활성적이고 매우 선택적인 촉매이므로 에틸 아크릴 레이트에 이미 다졸을 마이클 첨가하는 데 긍정적 인 효과를 나타냅니다. Sonochemically 촉진 촉매는 다른 종래의 열 가열 반응과 비교할 때 N-치환된 이미다졸 유도체의 형성을 촉진하고 개선합니다. 변환은 점토의 염기도와 초음파 처리 시간에 따라 증가합니다. 수율은 Li+에 비해 Cs+ 몬모릴로나이트를 사용했을 때 더 높았는데, 이는 염기도성이 더 높기 때문에 설명될 수 있습니다. (아래 반응 계획 참조)

Sonocatalytic 반응: 에틸 아크릴레이트에 이미다졸의 마이클 첨가
(Mohapatra et al, 2018에서 발췌한 구성표)

또 다른 초음파 보조 Michael 추가는 인돌의 촉매 작용을 촉진하는 규산 황산입니다. Li et al. (2006)은 실온에서 50-85 %의 β- 인돌 릴 케톤 수율을 얻기 위해 초음파로 실리카 황산과 α,β 불포화 케톤을 반응시켰다.

무용제 및 무촉매 Aza-Michael 반응

공액 알켄에 아민의 복합 첨가 – 아자-마이클 반응으로 알려져 있습니다. – 다양한 복합 천연물, 항생제, A-아미노 알코올 및 키랄 보조제의 합성을 위한 화학적 핵심 단계입니다. 초음파는 무용제 및 촉매가없는 환경에서 이러한 aza-Michael 추가 반응을 촉진 할 수있는 것으로 나타났습니다.

물에서의 초음파 유도 아자-마이클 반응은 여러 아민과 불포화 케톤, 불포화 니트릴 및 불포화 에스테르로 테스트되었습니다. 초음파 화학적으로 촉진 된 반응은 빠르고 간단한 절차로 높은 수율을 제공했습니다.
연구 및 표: © Bandyopadhyay et al., 2012

지방족 아민을 함유한 페로세닐레논을 마이클이 쉽게 첨가하면 실온에서 용매 및 촉매를 사용하지 않고 초음파 화학적으로 촉진된 반응으로 실행할 수 있습니다. 이 초음파 화학적 마이클 첨가는 빠른 공정으로 1- 페로 세닐 -3- 아미노 카르 보닐 화합물을 감당할 수 있으며, 이는 칼콘, 카르 복실 산 에스테르 등과 같은 다른 α,β-불포화 카르 보닐 화합물의 아자 마이클 반응에도 효율적입니다. 이 초음파 화학 반응은 매우 간단하고 다루기 쉬울 뿐만 아니라 녹색 화학의 속성인 빠르고 환경 친화적이며 저렴한 공정입니다. (Yang et al., 2005)
Banik의 연구 그룹은 초음파를 적용하는 α,β-불포화 카르보닐 화합물에 대한 여러 아민의 아자-마이클 첨가 반응을위한 또 다른 간단하고 간단하며 신속한 수성 매개 촉매가없는 프로토콜을 개발했습니다. α,β-불포화 케톤, 에스테르 및 니트릴에 여러 아민을 초음파 화학적으로 유도된 첨가는 무용제 조건에서뿐만 아니라 물에서도 매우 효율적으로 수행되었습니다. 이 방법에는 촉매 또는 고체 지지체가 사용되지 않았습니다. 초음파 유도 방법의 하에서 물에서 반응 속도의 현저한 향상이 관찰되었습니다. 이 환경적으로 무해한 절차는 향상된 선택성을 가진 제품의 깨끗한 형성을 제공했습니다. (Bandyopadhyay 외, 2012)

1mL 용매에서 피페리딘(1mL)과 메틸 아크릴레이트(1mL)의 aza-Michael 반응에 대한 용매 및 초음파 처리의 효과.
연구 및 표: © Bandyopadhyay et al., 2012

Sonochemical 반응을 위한 초음파 프로브 및 반응기

Hielscher 초음파의 정교한 하드웨어 및 스마트 소프트웨어는 신뢰할 수있는 초음파 화학 처리 (예 : 재현 가능한 결과와 사용자 친화적 인 방식으로 유기 합성 및 촉매 반응을 수행)를 보장하도록 설계되었습니다.
Hielscher 초음파 시스템은 Michael additions, Mannich 반응, Diels-Alder 반응 및 기타 여러 커플 링 반응과 같은 유기 합성 반응을 포함한 초음파 화학 공정에 전 세계적으로 사용됩니다. 고품질 화학 제품의 높은 수율 합성에 대해 신뢰할 수있는 것으로 입증 된 Hielscher 초음파기는 실험실 환경뿐만 아니라 산업 생산에도 사용됩니다. 견고 함과 낮은 유지 보수로 인해 당사의 초음파기는 일반적으로 중장비 응용 분야 및 까다로운 환경에 설치됩니다.
초음파 화학 합성, 촉매, 결정화 및 기타 반응을위한 Hielscher 초음파 프로세서는 이미 전 세계적으로 상업적 규모로 설치되어 있습니다. 당신의 sonochemical 제조 과정에 관하여 토론하기 위하여 저희에게 지금 연락하십시오! 경험이 풍부한 직원이 초음파 화학 합성 경로, 초음파 시스템 및 가격에 대한 자세한 정보를 공유하게되어 기쁩니다!

아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.

문헌 / 참고문헌