Sonokemično izboljšane Mannich reakcije
Mannichova reakcija so pomembne reakcije, ki tvorijo ogljikove vezi, ki se pogosto uporabljajo v panogah, kot so farmacevtska proizvodnja in sinteza naravnih proizvodov. Medtem ko je večina enolončnic Mannich reakcij zelo počasna, so bili pozitivni učinki ultrasonikacije na reakcije v Mannichu hitro izvedeni, da bi izboljšali stopnjo donosa in reakcije, pa tudi skrajšali tradicionalno dolg čas reakcije na kratek postopek v Mannich reakcijah.
Sonokemija in njene koristi v Mannich Reakcije
Mannichova reakcija je ena najpomembnejših ogljikovo-ogljikovih vezi, ki tvorijo reakcije v organski sintezi, saj si pri izdelavi različnih naravnih proizvodov in farmacevtskih izdelkov, ki vsebujejo dušik, privošči sintetično in biološko pomembne β-aminokarbonilne spojine.
Ultrazvočni inlin sistem za sonokemične reakcije, npr.
Dokazano je, da ultrazvočno obsevanje in s tem ustvarjeni sonokemični učinki drastično pospešijo reakcijsko kinetiko v Mannich reakcijah, npr.
Ultrasonication izboljša enolončnic Mannich reakcijo ketonov, aldehidov in aminov kataliziran s katalizovalnikom sulfamske kisline.
Shema, prilagojena z Zeng et al., 2009
- Občutno pospešen čas reakcije
- višje Donosi
- Natančno obvladljivi pogoji
- nadzor temperature
- serije in-line
- Zelena kemija
Ultrazvočni Mannich Reakcija β-aminokarbonil spojine
Sulfamska kislina (NH2Tako3H, SA) je bil uporabljen kot učinkovit, poceni, nestrupen in recikliran zeleni katalizist za enolončnicno reakcijo aldehidov s ketoni in amini, ki so bili podprti z ultrazvočno pomočjo. Ta ultrazvočni protokol ima prednosti visokega donosa, blagega stanja, onesnaževanja okolja in enostavnih postopkov za delo. Najpomembneje je, da se beta-aminokarbonilne spojine z orto-substituiranim aromatičnim aminom prvič pridobijo v sprejemljivem za dobre donose s to metodologijo.
Preučili so sulfamsko kislino kot katalizovalca in 10 mol% sulfamske kisline je zadostovalo za povsem pogon reakcije na 95% donos v bistveno pospešenem reakcijski času 1,5h (v primerjavi z mešanje visokih hitrosti, ki je doseglo le 85% donos v približno 20h). To poudarja dobro uveljavljeno dejstvo, da moč ultrazvok in sonokemijo pospešita organske reakcije. Spodnja tabela prikazuje pomembne prednosti ultrasonication pred hitro mešanje za Mannich reakcije.
Tabela kaže, da so ultrazvočno katalizovane Mannich reakcije bistveno hitrejše in učinkovitejše v primerjavi z hitrim mešanje.
Študija: © Zeng et al., 2009
Visoko zmogljivost sonokemična oprema za manenske reakcije
Sonokemična oprema za sintezo in katalizo kemičnih izdelkov, kot so aminokarbonilne spojine in drugi posredniki, je lahko na voljo v kateri koli velikosti – od kompaktnih laboratorijskih ultrazvočnih reaktorjev do popolnoma industrijskih ultrazvočnih reaktorjev. Hielscher Ultrasonics modeli, izdelave, in distribuira visoko moč ultrasonicatorji. Vsi ultrazvočni sistemi so narejeni v sedežu v Teltowu v Nemčiji in distribuirani od tam po vsem svetu.
Prefinjena strojna in pametna programska oprema Hielscher ultrasonicators so zasnovani tako, da zagotavljajo zanesljivo delovanje, ponovljive rezultate, kot tudi prijaznost uporabnika. Ultrasonicatorji Hielscher so robustni in zanesljivi, kar omogoča namestitev in delovanje v težkih pogojih. Do operativnih nastavitev je mogoče enostavno dostopati in klicati preko intuitivnega menija, do katerega lahko dostopate prek digitalnega barvnega zaslona na dotik in daljinskega upravljalnika brskalnika. Zato se vsi pogoji obdelave, kot so neto energija, skupna energija, amplituda, čas, tlak in temperatura, samodejno zapišejo na vgrajeno SD kartico. To vam omogoča, da revidirati in primerjati prejšnje sonication teče in optimizirati sintezo in funkcionalnost sonokemično izboljšane reakcije, kot so Mannich reakcija, Diels-Alder reakcija ali Michael dodatek k najvišji učinkovitosti.
Hielscher Ultrasonics sistemi se uporabljajo po vsem svetu za sonokemične procese (sono-sinteza in sono-kataliza) in so dokazano zanesljiva oprema v paketnem in neprekinjenem in-line načinu. Hielscher industrijski ultrasonicatorji lahko brez težav zaženejo visoke amplitude v neprekinjenem delovanju (24/7/365). Amplitude do 200μm je mogoče enostavno neprekinjeno ustvarjati s standardnimi sonotrodi (ultrazvočne sonde / rogovi). Za še višje amplitude so na voljo prilagojeni ultrazvočni sonotrodi. Zaradi svoje robustnosti in nizkega vzdrževanja so naši ultrazvočniktorji običajno nameščeni za zahtevne aplikacije in v zahtevnih okoljih.
Hielscher ultrazvočni procesorji za sonokemične sinteze so že nameščeni po vsem svetu v komercialnem obsegu. Kontaktirajte nas, da se pogovorite o sonokemični pogon sintezi preko Mannich reakcije! Naše dobro izkušeno osebje bo z veseljem deliti več informacij o sonokemični sintezi pot, ultrazvočni sistemi in določanje cen!
S prednostjo metode ultrazvočne sinteze bo vaša kemična proizvodnja v primerjavi z drugimi procesi katalitične sinteze odlična v učinkovitosti, lahkotnosti in nizkih stroških!
V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators:
| serija Volume | Pretok | Priporočena naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 00,1 do 20L | 00,2 do 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L / min | UIP4000hdT |
| ni podatkov | 10 do 100L / min | UIP16000 |
| ni podatkov | večja | gruča UIP16000 |
Kontaktiraj nas! / Vprašajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljivost ultrazvočnih homogenizatorjev za mešanje aplikacij, disperzijo, emulgiranje in ekstrakcijo na lab, pilot in industrijske lestvice.
Literatura/reference
- 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.
Dejstva je treba vedeti
Kaj je Mannich reakcija?
Mannichova reakcija temelji na večsestavni kondenzaciji neenoliznega aldehida, primarnega ali sekundarnega amina in enolizične karbonilne spojine, ki daje aminometilizirane izdelke. Derivat iminija aldehida deluje kot sprejemnik v reakciji v Mannichu.
Mannich reakcija se uporablja na številnih področjih organske kemije. Ker se mannična reakcija lahko izvaja kot priročna enolončnična reakcija in je tudi nastavljena kot dvojne Mannichove reakcije, se ta vrsta reakcije uporablja za sintezo finih kemikalij, posebnih kemikalij, farmacevtskih in naravnih snovi (uporablja se pri biozintetičnih poteh, zlasti za sintezo alkaloidov, peptidov in jedrskih snovi).
Pogosti primeri za kemikalije, sintetiizirane prek reakcije v Mannichu, vključujejo:
- alkil amini
- peptidi, jedrkotidi, antibiotiki in alkaloidi (npr. tropinon)
- agrokemike, kot so regulatorji rasti rastlin
- barve in polimeri
- Katalizatorji
- formaldehidnega navzkrižnega povezovanja
- zdravila in farmacevtska zdravila (npr. rolitetracycline (zdravilo tetraciklina in pirolidina v Mannichu), fluoksetin (antidepresiv), tramadol in tolmetin (protivnetno zdravilo).
- milo in detergenti: Mannich reakcija se uporablja za sintezo alkil aminov, pretvorbo nepolarnih ogljikovodikov v milo ali detergente. Te spojine se uporabljajo v različnih čistilnih aplikacijah, avtomobilskih obdelavah goriva in epoksi premazih
- polieteramini iz substituiranih razvejanih verižnih alkil eterov
- α,β nenasičenih ketonov s toplotno razgradnja mannih reakcijskih produktov (npr. metil vinil keton iz 1-dietilamino-butan-3-1)
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljivost ultrazvočnih homogenizatorjev iz laboratorij do industrijske velikosti.