Sonochemicznie ulepszone reakcje Mannicha

Reakcje Mannicha są ważnymi reakcjami tworzenia wiązań węgiel-węgiel, które są szeroko stosowane w przemyśle, takim jak produkcja farmaceutyczna i synteza produktów naturalnych. Podczas gdy większość reakcji Mannicha w jednym garnku jest bardzo powolna, pozytywne efekty ultradźwięków w reakcjach Mannicha zostały szybko wdrożone w celu poprawy wydajności i szybkości reakcji, a także w celu skrócenia tradycyjnie długiego czasu reakcji do krótkiej procedury w reakcjach Mannicha.

Sonochemia i jej zalety w reakcjach Mannicha

Reakcja Mannicha jest jedną z najważniejszych reakcji tworzenia wiązań węgiel-węgiel w syntezie organicznej, ponieważ daje syntetycznie i biologicznie ważne związki 𝛽-aminokarbonylowe, które są ważnymi półproduktami do budowy różnych produktów naturalnych zawierających azot i farmaceutyków.

Ponieważ większość jednopotowych reakcji Mannicha jest powolna, a czas reakcji wynosi 10-20 godzin lub nawet dłużej, bardzo cenione są proste, ale skuteczne techniki promowania reakcji. Szczególnie synteza orto-podstawionych amin aromatycznych w reakcjach Mannicha jest znana z powolnej kinetyki reakcji.
Udowodniono, że promieniowanie ultradźwiękowe i generowane w ten sposób efekty sonochemiczne drastycznie przyspieszają kinetykę reakcji w reakcjach Mannicha, np. z 13-krotnym zmniejszeniem z 20 godzin do 1,5 godziny w czasie reakcji.

Ultradźwiękowa reakcja Mannicha związków 𝛽-aminokarbonylowych

Kwas sulfaminowy (NH₂SO₃H, SA) zastosowano jako wydajny, niedrogi, nietoksyczny i nadający się do recyklingu zielony katalizator do wspomaganej ultradźwiękami jednopunktowej reakcji Mannicha aldehydów z ketonami i aminami. Ten protokół ultradźwiękowy ma zalety wysokiej wydajności, łagodnego stanu, braku zanieczyszczenia środowiska i prostych procedur obróbki. Co najważniejsze, związki beta-aminokarbonylowe z orto-podstawionymi aminami aromatycznymi uzyskuje się z akceptowalną lub dobrą wydajnością za pomocą tej metodologii po raz pierwszy.
Zbadano kwas sulfaminowy jako katalizator, a 10 mol% kwasu sulfaminowego było wystarczające, aby doprowadzić reakcję całkowicie do 95% wydajności w znacznie przyspieszonym czasie reakcji wynoszącym 1,5 godziny (w porównaniu do mieszania z dużą prędkością, które osiągnęło tylko 85% wydajności w około 20 godzin). Podkreśla to dobrze ugruntowany fakt, że ultradźwięki mocy i sonochemia przyspieszają reakcje organiczne. Poniższa tabela pokazuje znaczące zalety ultradźwięków w porównaniu z szybkim mieszaniem w reakcjach Mannicha.

Wysokowydajny sprzęt sonochemiczny do reakcji Mannicha

Sprzęt sonochemiczny do syntezy i katalizy produktów chemicznych, takich jak związki aminokarbonylowe i inne półprodukty, jest łatwo dostępny w każdym rozmiarze. – od kompaktowych ultrasonografów laboratoryjnych po w pełni przemysłowe reaktory ultradźwiękowe. Hielscher Ultrasonics projektuje, produkuje i dystrybuuje ultrasonografy dużej mocy. Wszystkie systemy ultradźwiękowe są produkowane w siedzibie głównej w Teltow w Niemczech i stamtąd dystrybuowane na całym świecie.
Zaawansowany sprzęt i inteligentne oprogramowanie ultrasonografów Hielscher zostały zaprojektowane tak, aby zagwarantować niezawodne działanie, powtarzalne wyniki, a także łatwość obsługi. Ultradźwięki Hielscher są solidne i niezawodne, co pozwala na instalację i obsługę w ciężkich warunkach. Ustawienia operacyjne są łatwo dostępne i wybierane za pomocą intuicyjnego menu, do którego można uzyskać dostęp za pomocą cyfrowego kolorowego wyświetlacza dotykowego i pilota zdalnego sterowania. W związku z tym wszystkie warunki przetwarzania, takie jak energia netto, energia całkowita, amplituda, czas, ciśnienie i temperatura są automatycznie rejestrowane na wbudowanej karcie SD. Pozwala to na rewizję i porównanie poprzednich przebiegów sonikacji oraz optymalizację syntezy i funkcjonalizacji sonochemicznie ulepszonych reakcji, takich jak reakcja Mannicha, reakcja Dielsa-Aldera lub addycja Michaela do najwyższej wydajności.
Systemy Hielscher Ultrasonics są stosowane na całym świecie w procesach sonochemicznych (sono-synteza i sono-kataliza) i okazały się niezawodnym sprzętem w trybie wsadowym i ciągłym w linii. Przemysłowe ultrasonografy Hielscher mogą z łatwością pracować z wysokimi amplitudami w trybie ciągłym (24/7/365). Amplitudy do 200 µm można łatwo generować w sposób ciągły za pomocą standardowych sonotrod (sondy ultradźwiękowe? rogi). Dla jeszcze wyższych amplitud dostępne są dostosowane sonotrody ultradźwiękowe. Ze względu na swoją wytrzymałość i niskie koszty utrzymania, nasze ultradźwięki są powszechnie instalowane w ciężkich zastosowaniach i wymagających środowiskach.
Procesory ultradźwiękowe Hielscher do syntez sonochemicznych są już instalowane na całym świecie na skalę komercyjną. Skontaktuj się z nami już teraz, aby omówić sonochemicznie napęd syntezy poprzez reakcję Mannicha! Nasz doświadczony personel z przyjemnością podzieli się dodatkowymi informacjami na temat ścieżki syntezy sonochemicznej, systemów ultradźwiękowych i cen!
Dzięki zaletom metody syntezy ultradźwiękowej, produkcja chemiczna będzie wyróżniać się wydajnością, prostotą i niskimi kosztami w porównaniu z innymi procesami syntezy katalitycznej!

Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowców: