Сонохимически улучшенные реакции Манниха
Реакции Манниха являются важными реакциями образования углерод-углеродных связей, которые широко используются в таких отраслях, как фармацевтическое производство и синтез природных продуктов. В то время как большинство реакций Манниха с одним горшком очень медленные, положительные эффекты ультразвука на реакции Манниха были быстро реализованы, чтобы улучшить выход и скорость реакции, а также сократить традиционно длительное время реакции вплоть до короткой процедуры в реакциях Манниха.
Сонохимия и ее преимущества в реакциях Манниха
Реакция Манниха является одной из наиболее важных реакций формирования углерод-углеродных связей в органическом синтезе, поскольку она дает синтетически и биологически важные β-аминокарбонильные соединения, которые являются важными промежуточными продуктами для построения различных азотсодержащих природных продуктов и фармацевтических препаратов.
Доказано, что ультразвуковое облучение и создаваемые таким образом сонохимические эффекты резко ускоряют кинетику реакций в реакциях Манниха, например, с 13-кратным сокращением времени реакции с 20 ч до 1,5ч.

Ультразвук улучшает реакцию Манниха с одним горшком кетонов, альдегидов и аминов, катализируемых катализатором сульфаминовой кислоты.
Схема, адаптированная из Zeng et al., 2009
- Значительно ускорено время реакции
- Более высокие урожаи
- Точно управляемые условия
- контроль температуры
- пакетный и поточный
- Зеленая химия
Ультразвуковая реакция Манниха β-аминокарбонильных соединений
Сульфаминовая кислота (NH)2ТАК3H, SA) использовался в качестве эффективного, недорогого, нетоксичного и перерабатываемого зеленого катализатора для ультразвуковой реакции Альдегидов с кетонами и аминами с помощью ультразвука. Этот протокол ультразвука имеет преимущества высокой урожайности, мягкого состояния, отсутствия загрязнения окружающей среды и простых процедур работы. Самое главное, что бета-аминокарбонильные соединения с ортозамещенными ароматическими аминами впервые получают с приемлемыми до хороших выходов по этой методике.
Сульфаминовая кислота в качестве катализатора была исследована, и 10 моль% сульфаминовой кислоты было достаточно, чтобы полностью привести реакцию к выходу 95% при значительно ускоренном времени реакции 1,5 ч (по сравнению с высокоскоростным перемешиванием, которое достигало только 85% выхода примерно за 20 ч). Это подчеркивает хорошо известный факт, что силовой ультразвук и сонохимия ускоряют органические реакции. В приведенной ниже таблице показаны значительные преимущества ультразвуковой передачи перед высокоскоростным перемешиванием для реакций Манниха.
Высокоэффективное сонохимическое оборудование для реакций Манниха
Сонохимическое оборудование для синтеза и катализа химических продуктов, таких как аминокарбонильные соединения и другие промежуточные продукты, легко доступно при любом размере – от компактных лабораторных ультразвуковых аппаратов до полностью промышленных ультразвуковых реакторов. Hielscher Ultrasonics разрабатывает, производит и распространяет мощные ультразвуковые аппараты. Все ультразвуковые системы производятся в штаб-квартире в Тельтове, Германия и распространяются оттуда по всему миру.
Сложное аппаратное и интеллектуальное программное обеспечение ультразвуковых аппаратов Hielscher предназначены для обеспечения надежной работы, воспроизводимых результатов, а также удобства для пользователя. Ультразвуковые аппараты Hielscher прочны и надежны, что позволяет устанавливаться и эксплуатироваться в тяжелых условиях эксплуатации. Рабочие настройки могут быть легко доступны и набраны через интуитивно понятное меню, к которому можно получить доступ через цифровой цветной сенсорный дисплей и пульт дистанционного управления браузером. Поэтому все условия обработки, такие как чистая энергия, общая энергия, амплитуда, время, давление и температура, автоматически записываются на встроенную SD-карту. Это позволяет пересматривать и сравнивать предыдущие прогоны обработки ультразвуком и оптимизировать синтез и функционализацию сонохимически улучшенных реакций, таких как реакция Манниха, реакция Дильса-Альдера или добавление Майкла с максимальной эффективностью.
Ультразвуковые системы Hielscher используются во всем мире для сонохимических процессов (соно-синтез и соно-катализ) и зарекомендовали себя как надежное оборудование в периодическом и непрерывном поточном режиме. Промышленные ультразвуковые аппараты Hielscher могут легко работать с высокими амплитудами в непрерывной работе (24/7/365). Амплитуды до 200 мкм могут быть легко непрерывно генерируются стандартными сонотродами (ультразвуковыми зондами / рогами). Для еще более высоких амплитуд доступны индивидуальные ультразвуковые сонотроды. Благодаря своей прочности и низким эксплуатационным требованиям наши ультразвуковые аппараты обычно устанавливаются для тяжелых условий эксплуатации и в сложных условиях.
Ультразвуковые процессоры Hielscher для сонохимических синтезов уже установлены во всем мире в коммерческих масштабах. Свяжитесь с нами сейчас, чтобы обсудить ваш синтез сонохимического привода с помощью реакции Манниха! Наши опытные сотрудники будут рады поделиться дополнительной информацией о пути сонохимического синтеза, ультразвуковых системах и ценообразовании!
Благодаря преимуществу метода ультразвукового синтеза, ваше химическое производство будет превосходить по эффективности, простоте и низкой стоимости по сравнению с другими процессами каталитического синтеза!
В приведенной ниже таблице приведена приблизительная производительность наших ультразвуковых аппаратов:
Объем партии | Скорость потока | Рекомендуемые устройства |
---|---|---|
От 1 до 500 мл | От 10 до 200 мл / мин | UP100H |
От 10 до 2000 мл | От 20 до 400 мл / мин | Uf200 ः т, UP400St |
0.1 до 20L | 0.2 до 4L / мин | UIP2000hdT |
От 10 до 100 литров | От 2 до 10 л / мин | UIP4000hdT |
не доступно | От 10 до 100 л / мин | UIP16000 |
не доступно | больше | кластер UIP16000 |
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Литература / Ссылки
- 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.
Полезные сведения
Что такое реакция Манниха?
Реакция Манниха основана на многокомпонентной конденсации неименизуемого альдегида, первичного или вторичного амина и энолизируемого карбонильного соединения, которое дает аминометилированные продукты. Производное иминия альдегида функционирует как акцептор в реакции Манниха.
Реакция Манниха используется во многих областях органической химии. Поскольку реакция Манниха может быть запущена как удобная реакция с одним горшком, а также настроена как двойные реакции Манниха, этот тип реакции используется для синтеза тонких химических веществ, специальных химических веществ, фармацевтических препаратов и природных веществ (используется в биосинтетических путях, особенно для синтеза алкалоидов, пептидов и нуклеотидов).
Общие примеры химических веществ, синтезированных с помощью реакции Манниха, включают:
- алкиламина
- пептиды, нуклеотиды, антибиотики и алкалоиды (например, тропинон)
- агрохимикаты, такие как регуляторы роста растений
- краски и полимеры
- Катализаторов
- сшивание формальдегидной ткани
- лекарственные средства и фармацевтические препараты (например, ролитетрациклин (продукт Манниха из тетрациклина и пирролидина), флуоксетин (антидепрессант), трамадол и толметин (противовоспалительный препарат).
- мыло и моющие средства: реакция Манниха используется для синтеза алкиламинов, превращая неполярные углеводороды в мыло или моющие средства. Эти полученные соединения используются в различных областях очистки, обработки автомобильного топлива и эпоксидных покрытий.
- полиэфирамины из замещенных алкильных эфиров с разветвленными цепями
- α β-ненасыщенных кетонов путем термической деградации продуктов реакции Манниха (например, метилвинилкетона из 1-диэтиламино-бутана-3-она)

Hielscher Ultrasonics производит высокую производительность ультразвуковых гомогенизаторов из лаборатория в промышленного размера.