Reações de Mannich sonoquimicamente melhoradas
A reação de Mannich são reações importantes de formação de carbono-carbono, que são amplamente utilizadas em indústrias como a produção farmacêutica e a síntese de produtos naturais. Embora a maioria das reações mannich de um pote sejam muito lentas, os efeitos positivos da ultrassônica nas reações de Mannich foram rapidamente implementados a fim de melhorar a taxa de rendimento e reação, bem como para reduzir o tempo de reação tradicionalmente longo para baixo para um procedimento curto nas reações de Mannich.
Sonoquímica e seus Benefícios em Reações mannich
A reação de Mannich é uma das mais importantes reações de formação de carbono-carbono na síntese orgânica, pois oferece compostos sinteticamente e biologicamente importantes β-aminocarbono, que são importantes intermediários para a construção de vários produtos naturais e farmacêuticos contendo nitrogênio.
A irradiação ultrassônica e os efeitos sonográficos gerados são comprovados para acelerar a cinética de reação nas reações de Mannich drasticamente, por exemplo, com uma redução de 13 vezes de 20h para 1,5h no tempo de reação.

A ultrassônica melhora a reação mannich de um pote de cetonas, aldeídos e aminas catalisados por catalisador de ácido sulfímico.
Esquema adaptado de Zeng et al., 2009
- Tempo de reação significativamente acelerado
- Os rendimentos mais elevados
- Condições precisamente controláveis
- controle de temperatura
- lote e in-line
- Química verde
Reação ultrassônica de Mannich de compostos β-aminocarbono
Ácido sulfímico (NH2ASSIM3H, SA) foi utilizado como um catalisador verde eficiente, barato, não tóxico e reciclável para a reação mannich de um pote assistido por ultrassom de aldeídos com cetonas e aminas. Este protocolo de ultrassom tem vantagens de alto rendimento, condição leve, sem poluição ambiental e procedimentos simples de trabalho. Mais importante, compostos beta-aminocarbono com aminas aromáticas substituídas por orto-substituídos são obtidos em aceitável para bons rendimentos por esta metodologia pela primeira vez.
O ácido sulfísmico como catalisador foi examinado e 10% de ácido sulfámico mol% foi suficiente para conduzir a reação completamente a 95% de rendimento em um tempo de reação significativamente acelerado de 1,5h (em comparação com a agitação de alta velocidade, que alcançou apenas 85% de rendimento em aproximadamente 20h). Isso sublinha o fato bem estabelecido de que o ultrassom de energia e a ultrassom de sonoquímica aceleram as reações orgânicas. A tabela abaixo mostra as vantagens significativas da ultrassônica em relação à agitação de alta velocidade para reações de Mannich.
Equipamento sonoquímico de alto desempenho para reações de Mannich
Equipamentos sonológicos para a síntese e catálise de produtos químicos como compostos de aminocarbono e outros intermediários estão prontamente disponíveis em qualquer tamanho – de ultrassonicadores de laboratório compactos a reatores ultrassônicos totalmente industriais. Hielscher Ultrasonics projeta, fabrica e distribui ultrassonicadores de alta potência. Todos os sistemas ultrassônicos são fabricados na sede em Teltow, Alemanha e distribuídos de lá em todo o mundo.
O hardware sofisticado e o software inteligente dos ultrassonicadores Hielscher são projetados para garantir uma operação confiável, resultados reprodutíveis, bem como a simpatia do usuário. Os ultrassonicadores Hielscher são robustos e confiáveis, o que permite ser instalado e operado sob condições pesadas de serviço. As configurações operacionais podem ser facilmente acessadas e discadas através do menu intuitivo, que pode ser acessado através de tela de toque de cores digitais e controle remoto do navegador. Portanto, todas as condições de processamento, como energia líquida, energia total, amplitude, tempo, pressão e temperatura são automaticamente registradas em um cartão SD embutido. Isso permite que você revise e compare as corridas de sônica anteriores e otimize a síntese e a funcionalidade de reações sonoquimicamente melhoradas, como a reação de Mannich, a reação de Diels-Alder ou a adição de Michael à maior eficiência.
Os sistemas Hielscher Ultrasonics são usados em todo o mundo para processos sonoquímicos (sono-síntese e sono-catalisse) e são comprovadamente equipamentos confiáveis no modo em lote e contínuos em linha. Os ultrassonicadores industriais hielscher podem facilmente executar altas amplitudes em operação contínua (24/7/365). Amplitudes de até 200μm podem ser facilmente geradas continuamente com sonotrodes padrão (sondas ultrassônicas/chifres). Para amplitudes ainda maiores, sonotrodes ultrassônicos personalizados estão disponíveis. Devido à sua robustez e baixa manutenção, nossos ultrasonicadores são comumente instalados para aplicações pesadas e em ambientes exigentes.
Os processadores ultrassônicos hielscher para sínteses sonoras já estão instalados em todo o mundo em escala comercial. Entre em contato conosco agora para discutir sua síntese sonoquimicamente através da reação de Mannich! Nossa equipe bem experiente ficará feliz em compartilhar mais informações sobre o caminho da síntese sonora, sistemas ultrassônicos e preços!
Com a vantagem do método de síntese ultrassônica, sua produção química se destacará em eficiência, simplicidade e baixo custo quando comparada a outros processos de síntese catalítica!
A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators:
Volume batch | Quociente de vazão | Dispositivos Recomendados |
---|---|---|
1 a 500mL | 10 a 200 mL / min | UP100H |
10 a 2000 mL | 20 a 400 mL / min | UP200Ht, UP400St |
0.1 a 20L | 00,2 a 4 L / min | UIP2000hdT |
10 a 100L | 2 de 10L / min | UIP4000hdT |
n / D. | 10 a 100L / min | UIP16000 |
n / D. | maior | aglomerado de UIP16000 |
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Literatura / Referências
- 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.
Fatos, vale a pena conhecer
O que é a Reação Mannich?
A reação de Mannich é baseada em uma condensação multicompontada de um aldeído não-naturaliz, uma amina primária ou secundária e um composto carbonil enolizável, que produz produtos aminomtilados. A derivada de iminium do aldeído funciona como o aceitador na reação de Mannich.
A reação de Mannich é usada em muitas áreas da química orgânica. Uma vez que a reação de Mannich pode ser executada como uma reação conveniente de um pote e também configurada como reações duplas de Mannich, este tipo de reação é usado para a síntese de produtos químicos finos, produtos químicos especiais, produtos farmacêuticos e substâncias naturais (usados em vias biossintéticas, especialmente para a síntese de alcaloides, peptídeos e nucleotídeos).
Exemplos comuns para produtos químicos sintetizados através da reação de Mannich incluem:
- aminas alquila
- peptídeos, nucleotídeos, antibióticos e alcaloides (por exemplo, tropinona)
- agroquímicos, como reguladores de crescimento de plantas
- tintas e polímeros
- Catalisadores
- formaldeído tecido crosslinking
- medicamentos e medicamentos farmacêuticos (por exemplo, rolitetracyclina (o produto Mannich da tetraciclina e pirrodina), fluoxetina (antidepressivo), tramadol e tolmetina (anti-inflamatório).
- sabão e detergentes: A reação de Mannich é usada para sintetizar aminas de alquila, convertendo hidrocarbonetos não polares em sabão ou detergentes. Estes compostos resultantes são usados em uma variedade de aplicações de limpeza, tratamentos de combustível automotivo e revestimentos epóxi
- polietheraminas de éteres de cadeia ramificada substituídos alquilo cadeia
- α,β cetonas insaturadas pela degradação térmica dos produtos de reação mannich (por exemplo, cetona de vinil metil de 1-dietethylamino-butan-3-one)

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho de Laboratório para tamanho industrial.