Catálisis transferencia fase mejorada ne inducida ya ultrasonidos

Ya ultrasonidos mextha nts'edi ya hño conocidos ir nge ár ñut'i ya 'na'ño reacciones químicas. Ar nä'ä bí denomina Sonoquímica. Ya reacciones heterogéneas, ne hontho ya reacciones ar transferencia fase, ya campos ya nt'ot'e xi potenciales pa ya ultrasonidos nts'edi. Nu'bya ar energía mecánica ne sonoquímica aplicada ja ya reactivos, ar xi da du'mi ya reacciones, ar tsa̲ da mejorar significativamente ar velocidad reacción, nja'bu ngu tasas ar conversión xí altas, pe̲ts'i ar rendimientos ne ar xi dähä mpädi mäs xi productos. Escalabilidad lineal ya ultrasonidos ne ar disponibilidad sistemas ultrasónicos fiables industrial o̲t'e ar xí técnica 'nar njäts'i interesante pa ar producción química.

catálisis ya transferencia fase

Catálisis ya transferencia fase (PTC) ge 'nar dets'e hontho catálisis heterogénea ne pädi komongu 'nar metodología xi hño pa da síntesis ar orgánica. Ir nge ar njapu'befi 'nar catalizador transferencia fase, ar tsa̲ ga solubilizar reactivos iónicos, nä'ä da menudo ya solubles ja 'nar fase acuosa pe insolubles ja 'nar fase orgánica. 'Me̲hna ir bo̲ni ke PTC ge 'nar njäts'i alternativa pa superar ar hñäki heterogeneidad ja 'nar reacción jar dá interacción ja yoho sustancias ubicadas ja ya 'na'ño fases 'nar mezcla ar inhibe nu'bya incapacidad ja ya reactivos pa ar unir. (Esen et jar el. 2010) Ya ventajas Nxoge ar catálisis ya transferencia fase ya t'olo ya ts'edi mfädi, ya nt'ot'e experimentales sencillos, ya nkohi reacción suaves, altas ya velocidades ar reacción, altas ya selectividades ne njapu'befi ar reactivos baratos ne ambientalmente benignos, komongu ya sales amonio cuaternario ne ya solventes, ne ar posibilidad ga OT'UJE preparaciones tso̲kwa gran escala (Ooi et jar el. 2007).
'Nar variedad reacciones líquido-líquido ne líquido-sólido ar xi intensificado ne 'yo̲t'e selectivas ir nge njapu'befi ya catalizadores simples transferencia fase (PT) komongu ar quats, polietilenglicol — 400, etcétera, da permiten da especies ya iónicas 'bu̲hu̲ transportadas ar fase acuosa bí fase ar orgánica. Ar nuna modo, ar xi superar ya hñäki asociados extremadamente xí hñets'i'i ár solubilidad ja ya reactivos orgánicos jar fase ar acuosa. Ya industrias ar farmacéutica ne ar plaguicidas, ar PTC ar gi japu̲'be̲fi ampliamente ne xi cambiado yá fundamentos ya negocios. (Sharma 2002)

Ultrasonido nts'edi

Ár nt'ot'e ultrasonidos nts'edi ge 'nar herramienta xi hño conocida pa da t'ot'e Emulsiones. Jar química, gi emulsiones tamaño extremadamente fino ar utilizan da mejorar ya reacciones químicas. 'Me̲hna ir bo̲ni ke ar área contacto interfacial ja yoho wa mäs líquidos inmiscibles ar agranda drásticamente ne, ir proporciona 'nar nsa̲di xi hño, mäs completo y/o mäs rápido ar reacción.
Pa catálisis ya transferencia fase – El igual ke pa ma 'ra ya reacciones químicas: da t'ot'e xingu ya energía cinética pa da du'mi ar reacción.
'Me̲hna pe̲ts'i varios efectos positivos ir nge ar reacción química:

• 'Nar reacción química da normalmente hingi ar produciría nu'bya ár xí hñets'i'i energía cinética to da du'mi ar ir nge ya ultrasonidos.
• Ya reacciones químicas xi acelerar ar ir nge ya PTC asistida ya ultrasonidos.
• Evitación nxo̲ge ar catalizador transferencia fase.
• Ya nt'ot'e primas ar xi utilizar ar bí mäs nt'ot'e xi hño.
• Ya subproductos ar xi reducir.
• Reemplazo 'nar base xí nze̲di peligrosa ne costosa ja 'nar base inorgánica bojä.

'Bu̲ nuya efectos, PTC ge 'nar metodología química invaluable pa ar síntesis orgánica a partir de dos ne mäs reactivos inmiscibles: ar catálisis ya transferencia fase (PTC) permite utilizar materia prima ya procesos químicos bí mäs nt'ot'e xi hño ne ya producir ar bí mäs rentable. Mejora ya reacciones químicas ya PTC ge 'nar herramienta mahyoni pa ar producción química nä'ä to mejorar ar ir nge njapu'befi ya ultrasonidos ya nt'ot'e espectacular.

Ejemplos reacciones PTC promovidas ya ultrasonidos

• Síntesis ya 'ra'yo derivados N'-(4,6-disustituido-pirimidina-2-il)-N-(5-aril-2-furoil)tiourea utilizando PEG — 400 jár ultrasonidos. (Ken et jar el. 2005)
• Síntesis asistida ya ultrasonidos ácido ar mandélico ya PTC jar líquido iónico gi 'ñudi 'nar mejora significativa jar rendimiento ya reacciones jar nkohi ambientales. (Hua et jar el. 2011)
• Kubo et jar ar. (2008) informan ar alquilación C asistida ya ultrasonidos fenilacetonitrilo ja 'nar entorno hinda disolventes. Ntsoni ultrasonido pa da nja ntungi ar reacción bí atribuyó ja ar área interfacial extremadamente dätä ja ya yoho fases líquidas. Ar ultrasonicación xta komongu ar nt'uni 'nar velocidad reacción xingu mäs ngut'a da mezcla dá mecánica.
• Sonicación Nxoge ar reacción tetracloruro carbono ko magnesio pa ar generación diclorocarbeno xta komongu ar nt'uni 'nar dätä rendimiento gema — diclorociclopropano jar 'bu̲i Kwä olefinas. (Lin et jar el. 2003)
• Ar ultrasonido proporciona ar aceleración ar reacción Cannizzaro ar p— clorobenzaldehído ja ya transferencia fase. Ar catalizadores ar transferencia trifásicos – cloruro benciltrietilamonio (TEBA), Aliquat ne 18 — crown — 6 —, nä'ä xi xi probados ya Polácková et jar ar. (1996) bí bí nthe̲hu̲ da TEBA ar mäs ar efectivo. Ferrocenocarbaldehído ne p— Ar dimetilaminobenzaldehído umbi, jar nkohi similares, 1, 5 — diaril — 1, 4 — pentadieno — 3 — onas komongu producto principal.
• Lin — Xiao et jar ar. (1987) xi demostrado da combinación ya ultrasonidos ne ya PTC promueve eficazmente ar generación diclorocarbeno a partir de ar cloroformo jar menos ya pa, xi hño 'nar rendimiento ne 'nar me̲ti yá 'bede ya catalizador.
• Yang et jar ar. (2012) xi investigado ar síntesis xí, asistida ya ultrasonidos, ya ar 4 — hidroxibenzoato ar bencilo utilizando dicloruro 4,4 'nar — bis (tributilammoniometil) — 1, 1 'nar — bifenilo (QCl₂) komongu ar catalizador. Ir nge njapu'befi ya QCl₂, xi desarrollado 'nar novedosa catálisis transferencia fase doble ar sitio. Nuna ar catálisis transferencia fase sólido-líquido (SLPTC) bí xi llevado da t'ot'e xi hño komongu 'nar proceso ya lotes ko ya ultrasonidos. Jár sonicación intensa, ar 33% ar ar Q2 + añadida contiene ar 45,2% ar Q (Ph (o) COO)₂ ar xi transferido jar ar fase orgánica pa reaccionar ko ar bromuro bencilo, nä'ä bí mejoró ar velocidad reacción Nxoge. Nuna ar velocidad reacción mejorada bí obtuvo jár 0,106 ar min^-1 nja'bu̲ ar 300 W irradiación ultrasónica, mente hinda sonicación 'nar tasa 0,0563 min^-1 ar observó. Ar nuna modo, ar xi demostrado ntsoni sinérgico catalizador transferencia fase doble emplazamiento ko ya ultrasonidos jar catálisis transferencia fase.

Mejora ultrasónica ar reacción transferencia fase asimétrica

Ko ar objetivo ar da t'ot'e 'nar nt'ot'e práctico pa ar síntesis asimétrica a-aminoácidos ne yá derivados, Maruoka ne Ooi (2007) investigaron "nu'bu̲ ar ndi mejorar ar reactividad ya sales amonio cuaternario quirales N — spiro ne simplificar yá estructuras." Mä ya xki da irradiación ar ultrasónica produce homogeneización, bi mä, di fino Emulsiones, aumenta gran da medida ar área interfacial dige dá nuna to ocurrir reacción, nä'ä ndi proporcionar 'nar aceleración sustancial ar velocidad ya reacciones transferencia fase líquido-líquido. Ar hecho, ar sonicación ar mezcla reacción ar subunidad 2, yoduro metilo ne (S, S) — naftil (1 mol %) jar tolueno yá KOH acuoso ja ar 50% ma 0 °C durante 1 h dio lugar al producto de alquilación correspondiente con un rendimiento de el 63% con un 88�; ar rendimiento ar químico ne ar enantioselectividad ma comparables ko ya ar 'nar reacción llevada da t'ot'e xi hño ya simple agitación ar mezcla Nxoge hñäto ya ora (0 °C, 64%, 90% ee) "." (Maruoka et jar el. 2007; hne. 4229)

Ma'na ar klase ar reacción catálisis asimétrica ge ar reacción Michael. Adición dietilo ma Michael NAr acetil — aminomalonato ma chalcona ar ba handi influenciado positivamente ya ultrasonicación, nä'ä da traduce ja 'nar aumento ar 12% ar ar rendimiento (ndezu̲ ar 72% obtenido Nxoge ar reacción silenciosa asta ar 82% jár ultrasonidos). Ar pa reacción ar 'rato ya 'nandi mäs rápido jár ultrasonido nts'edi ja ya comparación ko ar reacción hinda ultrasonido. Exceso enantiomérico (ee) hingi xi cambiado ne bí ja ar 40% pa ambas reacciones, ko ne hinda ultrasonido. (Mirza — Aghayan et jar el. 1995)
Li et jar ar. (2003) demostraron da reacción Michael ya chalconas komongu aceptores ko varios compuestos activos ar metileno komongu ar malonato dietilo, ar nitrometano, ar ciclohexanona, ar acetoacetato ar etilo ne ar acetilacetona komongu donantes catalizados ya KF yá alúmina básica xta lugar da aductos mar hñets'i rendimiento ja 'nar pa mäs hingi maa jár irradiación ultrasónica. Jar ma'na estudio, Li et jar ar. (2002) xi demostrado éxito síntesis asistida ya ultrasonidos chalconas catalizadas ya KF — bí ar₂O₃.
Gi reacciones PTC bí thogi muestran ho̲ntho 'nar t'olo gama ar ar ár hne ne ya posibilidades ar irradiación ultrasónica.
Ar ntsa̲ ne evaluación ecografía yá Ts'ut'ubi dige yá posibles ya mejoras ja ar PTC ar na sencilla. Dispositivos ultrasónicos laboratorio komongu ar ar Hielscher UP200Ht (200 vatios) ne sistemas sobremesa komongu ar ar Hielscher UIP1000hd (1000 vatios) permiten primeras ya pruebas. (ga tsita 1 ne 2)

Producción nt'ot'e xi hño da compite jár ta̲i químico

Ko ar catálisis ya transferencia fase ultrasónica ar beneficiará ar 'natho wa ndunthe ventajas beneficiosas:

• Inicialización reacciones ke ar ma'na modo hingi serían factibles
• Aumento ar rendimiento
• Reducción disolventes costosos, anhidros ne apróticos
• Reducción ar pa reacción
• Temperaturas ar reacción xí bajas
• Mfädi simplificada
• njapu'befi ya bo̲jä, alcalino acuoso en lugar de alcóxidos metálicos alcalinos, amida sodio, hidruro sodio wa sodio metálico
• Ya nt'ot'e primas mäs hingi hmädi, hontho oxidantes ndu
• Desplazamiento ar selectividad
• cambio ya proporciones producto (nt'udi, alquilación O — yá C)
• Aislamiento ne purificación simplificados
• Aumento rendimiento ir nge ar supresión ya reacciones secundarias
• Escalado sencillo ne lineal asta ar producción industrial, 'nehe ko 'nar rendimiento mar na hñets'i