Ultrasoniski veicināta Maikla pievienošanas reakcija

Asimetriskas Maikla reakcijas ir organokatalītisko reakciju veids, kas var gūt lielu labumu no ultraskaņas apstrādes. Maikla reakcija vai Maikla papildinājums tiek plaši izmantots ķīmiskajām sintēzēm, kur oglekļa-oglekļa saites veidojas vieglos apstākļos. Ultrasonication un tā sonochemical efekti ir ļoti efektīvi, vadot un veicinot Michael reakcijas, kā rezultātā tiek iegūta augstāka raža, ievērojami samazināts reakcijas laiks un tajā pašā laikā veicināta videi draudzīga zaļā ķīmija.

Sonochemistry un Maikla papildinājums

Sonochemistry ir labi izveidota, ņemot vērā tās labvēlīgo ietekmi uz ķīmiskajām reakcijām – bieži vien rezultāts ir augstāka raža, paātrināts reakcijas ātrums, maigāki, videi draudzīgāki apstākļi, kā arī taupīšana un vienkārša darbība. Tas nozīmē, ka sonochemistry ir efektīva un nekaitīga metode, lai aktivizētu, veicinātu un vadītu sintētiskās un katalītiskās ķīmiskās reakcijas. Ultraskaņas apstrādes un sonoķīmijas mehānisms ir balstīts uz akustiskās kavitācijas fenomenu, kas izraisa unikālus ļoti augsta spiediena un temperatūras apstākļus, vardarbīgi sabrūkot burbuļiem šķidrā vidē. Ultraskaņas vai akustiskās kavitācijas ietekme ierosina reakcijas, ieviešot augstu enerģiju, uzlabo masas pārnesi, tādējādi veicinot ķīmiskās transformācijas.
Maikla reakcija vai Maikla papildinājums ir karbaniona vai cita nukleofila nukleofila nukleofila pievienošana α,β-nepiesātinātam karbonilsavienojumam, kas satur elektronu izņemošu grupu. Maikla reakcija ir sagrupēta lielākā konjugātu papildinājumu klasē. Michael papildinājums, kas tiek vērtēts kā viena no visnoderīgākajām metodēm oglekļa un oglekļa saišu vieglai veidošanai, tiek plaši izmantots kolektoru vielu organiskajai sintēzei. Pastāv daudzi asimetriski Maikla papildinājuma varianti, kas ir organokatalītisko reakciju veids.

Sonokatalīze un pamata māls katalizēja Miķeļa pievienošanu imidazolam

(2002) izmantoja ultrasonication un tās sonochemical efektus, lai izstrādātu jaunu N-aizvietoto imidazola atvasinājumu sintēzes ceļu 21, michael pievienojot imidazolu etilātam, ko katalizē pamata māli, proti, Li+ un Cs+ montmorilonīti. Izmantojot ultraskaņas aktivāciju, imidazols tika kondensēts ar etilakrilātu, izmantojot divus pamata mālus – Li+ un Cs+ montmorilonīti. Sārmainie māli, piemēram, Li+ un Cs+ montmorillonīti, ir aktīvi un ļoti selektīvi katalizatori ultraskaņas apstākļos, tādējādi parādot pozitīvu ietekmi uz Maikla imidazola pievienošanu etilakrilātam. Sonoķīmiski veicināta katalīze veicina un uzlabo N-aizvietoto imidazola atvasinājumu veidošanos, salīdzinot ar citām parastajām termiskās sildīšanas reakcijām. Konversija palielinās ar mālu bāziskumu un laiku līdz ultrasonication. Raža bija augstāka, ja tika izmantoti Cs+ montmorillonites, salīdzinot ar Li+, ko varētu izskaidrot ar augstāku bāziskumu. (Skatīt reakcijas shēmu zemāk)

Sonokatalītiskā reakcija: Maikls pievieno imidazolu etilakrilātam
(shēma adaptēta no Mohapatra et al, 2018.)

Vēl viens ultraskaņas atbalstīts Maikla papildinājums ir silīcija sērskābe, kas veicina indola katalīzi. (2006) reaģēja silīcija sērskābe un α,β-nepiesātinātie ketoni ultrasonikācijā, lai iegūtu β-indolilketonu ražu 50–85% istabas temperatūrā.

Šķīdinātājus nesaturošas un bez katalizatoriem Aza-Michael reakcijas

Konjugēta amīnu pievienošana konjugētiem alkēniem – pazīstams kā aza-Maikla reakcija – ir ķīmiski svarīgs solis dažādu sarežģītu dabisku produktu, antibiotiku, a-aminospirtu un hirālu palīglīdzekļu sintēzei. Ir pierādīts, ka ultrasonication spēj veicināt šādu aza-Michael pievienošanas reakciju bez šķīdinātāja un katalizatora vidē.

Ultraskaņas izraisītā aza-Michael reakcija ūdenī ir pārbaudīta ar vairākiem amīniem un nepiesātinātiem ketoniem, nepiesātinātu nitrilu un nepiesātinātu esteri. Sonoķīmiski veicinātā reakcija deva augstu ražu ātrā un vienkāršā procedūrā.
pētījums un tabula: © Bandyopadhyay et al., 2012

Facilu Maikla ferocenylenonu pievienošanu alifātiskiem amīniem var palaist sonoķīmiski veicinātā reakcijā, neizmantojot šķīdinātājus un katalizatorus istabas temperatūrā. Šis sonochemical Michael papildinājums var atļauties 1-ferocenil-3-amino karbonilsavienojumus ātrā procesā, kas dod augstu ražu, kas ir efektīva arī citu α,β-nepiesātināto karbonilsavienojumu, piemēram, halkona, karboksilestera uc, aza-Michael reakcijā. Šī sonochemical reakcija ir ne tikai ļoti vienkārša un viegli apstrādājama, bet arī ātrs, videi draudzīgs un lēts process, kas ir zaļās ķīmijas atribūti. (Yang et al., 2005)
Banik pētniecības grupa izstrādāja vēl vienu vienkāršu, vienkāršu, ātru, ūdens mediētu katalizatoru nesaturošu protokolu vairāku amīnu aza-Michael pievienošanas reakcijai uz α,β-nepiesātinātiem karbonilsavienojumiem, izmantojot ultrasonication. Sonoķīmiski izraisītā vairāku amīnu pievienošana α,β-nepiesātinātajiem ketoniem, esteriem un nitriliem ir veikta ļoti efektīvi ūdenī, kā arī bez šķīdinātājiem. Šajā metodē nav izmantoti katalizatori vai cietie balsti. Ievērojams reakcijas ātruma uzlabojums ir novērots ūdenī ar ultraskaņas izraisītu metodi. Šī videi labvēlīgā procedūra ir nodrošinājusi tīru produktu veidošanu ar uzlabotu selektivitāti. (Bandyopadhyay et al., 2012)

Šķīdinātāju un sonoķīmiskās apstrādes ietekme uz aza-Michael reakciju ar piperidīnu (1 ml) un metilakrilātu (1 ml) 1 ml šķīdinātājā.
pētījums un tabula: © Bandyopadhyay et al., 2012

Ultraskaņas zondes un reaktori sonochemical reakcijām

Hielscher ultrasonikatoru izsmalcinātā aparatūra un viedā programmatūra ir izstrādāta, lai garantētu uzticamu sonochemical apstrādi, piemēram, veicot organisko sintēzi un katalīzes reakcijas ar reproducējamiem rezultātiem un lietotājam draudzīgā veidā.
Hielscher Ultrasonics sistēmas tiek izmantotas visā pasaulē sonochemiskiem procesiem, ieskaitot organiskās sintētiskās reakcijas, piemēram, Maikla piedevas, Mannich reakciju, Diels-Alder reakciju un daudzas citas savienojuma reakcijas. Pierādīts, ka tas ir uzticams augstas kvalitātes ķīmisko produktu augstas ražas sintēzei, Hielscher ultrasonikatori tiek izmantoti ne tikai laboratorijas apstākļos, bet arī rūpnieciskajā ražošanā. Sakarā ar to izturību un zemu apkopi, mūsu ultrasonikatori parasti tiek uzstādīti lieljaudas lietojumiem un prasīgā vidē.
Hielscher ultraskaņas procesori sonochemical syntheses, katalīzes, kristalizācija un citas reakcijas jau ir uzstādīti visā pasaulē komerciālā mērogā. Sazinieties ar mums tagad, lai apspriestu savu sonochemical ražošanas procesu! Mūsu pieredzējušais personāls labprāt dalīsies ar vairāk informācijas par sonochemical sintēzes ceļu, ultraskaņas sistēmām un cenām!

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:

Literatūra / Atsauces