Reagimi i shtimit të Michael i promovuar me ultratinguj

Reaksionet asimetrike të Michael janë një lloj reaksionesh organokatalitike, të cilat mund të përfitojnë shumë nga sonikimi. Reaksioni i Michael ose shtimi i Michael përdoret gjerësisht për sintezat kimike, ku lidhjet karbon-karbon formohen në kushte të buta. Ultratingulli dhe efektet e tij sonokimike janë shumë efikase në drejtimin dhe promovimin e reaksioneve të Michael duke rezultuar në rendimente më të larta, kohë të reduktuar ndjeshëm të reagimit dhe në të njëjtën kohë duke kontribuar në kiminë e gjelbër miqësore me mjedisin.

Sonokimia dhe shtimi i Michael

Sonokimia është e vendosur mirë për efektet e saj të dobishme në reaksionet kimike – shpesh rezulton në rendimente më të larta, shpejtësi të përshpejtuar të reagimit, kushte më të buta, miqësore me mjedisin, si dhe kursim dhe funksionim të thjeshtë. Kjo do të thotë se sonokimia është një metodë efikase dhe e padëmshme për të aktivizuar, nxitur dhe nxitur reaksionet kimike sintetike dhe katalitike. Mekanizmi i përpunimit tejzanor dhe sonokimisë bazohet në fenomenin e kavitacionit akustik, i cili shkakton kushte unike të presioneve dhe temperaturave shumë të larta përmes kolapsit të dhunshëm të flluskave në një mjedis të lëngshëm. Efektet e kavitacionit tejzanor ose akustik inicojnë reaksione me futjen e energjisë së lartë, përmirësojnë transferimin e masës, duke lehtësuar kështu transformimet kimike.
Reaksioni i Michael ose shtimi i Michael është shtimi nukleofilik i një karbanioni ose një nukleofili tjetër në një përbërje karbonil α, β-të pangopur që përmban një grup që tërheq elektron. Reaksioni i Michael grupohet në klasën më të madhe të shtesave të konjuguara. E vlerësuar si një nga metodat më të dobishme për formimin e butë të lidhjeve karbon-karbon, shtesa Michael përdoret gjerësisht për sintezën organike të substancave të shumëfishta. Ekzistojnë shumë variante asimetrike të shtimit Michael, të cilat janë një lloj reaksionesh organokatalitike.

Sonocatalysis dhe Basic Clay Catalized Michael Addition of Imidazole

Martin-Aranda etj. (2002) përfitoi nga ultratingulli dhe efektet e tij sonokimike për të zhvilluar një rrugë të re sinteze të derivateve të imidazolit të zëvendësuar me N 21 nga shtimi i imidazolit Michael në etilakrilat të katalizuar nga argjilat bazë, përkatësisht montmorillonitet Li+ dhe Cs+. Duke përdorur aktivizimin tejzanor, imidazoli u kondensua me akrilat etil duke përdorur dy argjilat bazë – Montmorillonitet Li+ dhe Cs+. Argjilat alkaline si montmorillonitet Li+ dhe Cs+ janë katalizatorë aktivë dhe shumë selektivë nën sonikacion, duke treguar kështu efekte pozitive në shtimin Michael të imidazolit në akrilat etilik. Kataliza e promovuar sonokimikisht nxit dhe përmirëson formimin e derivateve të imidazolit të zëvendësuar me N kur krahasohet me reaksionet e tjera të ngrohjes termike konvencionale. Konvertimi rritet me bazën e argjilave dhe me kohën e ultrazërit. Rendimenti ishte më i lartë kur montmorillonitet Cs+ u përdorën në krahasim me Li+, gjë që mund të shpjegohet për shkak të bazueshmërisë më të lartë. (Shih skemën e reagimit më poshtë)

Reaksioni sonokatalitik: Shtimi Michael i imidazolit në akrilat etilik
(skema e përshtatur nga Mohapatra et al, 2018.)

Një tjetër shtesë e Michael me ndihmën e ultrazërit është katalizimi i indolit të nxitur nga acidi sulfurik silicë. Li et al. (2006) reaguan acid sulfurik të silicës dhe ketonet α, β-të pangopura nën ultratinguj për të marrë rendimentet e β-indolilketoneve prej 50-85% në temperaturën e dhomës.

Reaksionet Aza-Michael pa tretës dhe pa katalizator

Shtimi i konjuguar i amineve në alkenet e konjuguara – i njohur si reagimi aza-Michael – është një hap kyç kimik për sintezën e produkteve të ndryshme komplekse natyrore, antibiotikëve, a-amino alkooleve dhe lëndëve ndihmëse kirale. Ultratingulli është treguar i aftë për të nxitur një reagim të tillë shtesë aza-Michael në një mjedis pa tretës dhe pa katalizator.

Reaksioni aza-Michael i shkaktuar nga ultrazëri në ujë është testuar me disa amina dhe ketone të pangopura, nitril të pangopur dhe ester të pangopur. Reaksioni i nxitur sonokimikisht dha rendimente të larta në një procedurë të shpejtë dhe të thjeshtë.
studimi dhe tabela: © Bandyopadhyay et al., 2012

Një shtim i lehtë Michael i ferrocenilenoneve me aminat alifatike mund të përdoret në një reaksion të nxitur sonokimikisht pa përdorimin e tretësve dhe katalizatorëve në temperaturën e dhomës. Kjo shtesë sonokimike Michael mund të përballojë komponimet 1-ferrocenil-3-amino karbonil në një proces të shpejtë duke dhënë rendimente të larta, i cili është gjithashtu efikas në reaksionin aza-Michael të komponimeve të tjera karbonil α, β-të pangopura si kalkon, ester karboksilik etj. Ky reaksion sonokimik nuk është vetëm shumë i thjeshtë dhe i lehtë për t'u trajtuar, por është gjithashtu një proces i shpejtë, miqësor ndaj mjedisit dhe i lirë, të cilat janë atribute të kimisë së gjelbër. (Yang et al., 2005)
Grupi hulumtues i Banikut zhvilloi një tjetër protokoll të thjeshtë, të drejtpërdrejtë, të shpejtë, pa katalizator të ndërmjetësuar nga ujor për reaksionin e shtimit të aza-Michael të disa aminave në komponimet karbonil α, β-të pangopura duke aplikuar ultratinguj. Shtimi i disa aminave të shkaktuara nga sonokimik në ketonet, esteret dhe nitrilet α, β-të pangopura, është kryer me shumë efikasitet në ujë, si dhe në kushte pa tretës. Në këtë metodë nuk janë përdorur katalizatorë ose mbështetës të ngurtë. Rritje e jashtëzakonshme e shpejtësisë së reagimit është vërejtur në ujë me metodën e induktuar me ultratinguj. Kjo procedurë e mirë për mjedisin ka siguruar formim të pastër të produkteve me selektivitet të shtuar. (Bandyopadhyay et al., 2012)

Efektet e tretësve dhe trajtimit sonokimik në reaksionin aza-Michael të piperidinës (1 mL) dhe metil akrilatit (1 mL) në 1 mL tretës.
studimi dhe tabela: © Bandyopadhyay et al., 2012

Sondat tejzanor dhe reaktorët për reaksione sonokimike

Hardueri i sofistikuar dhe softueri inteligjent i ultrasonikëve Hielscher janë krijuar për të garantuar përpunim të besueshëm sonokimik, p.sh. kryerjen e reaksioneve të sintezës organike dhe katalizës me rezultate të riprodhueshme dhe në mënyrë miqësore për përdoruesit.
Sistemet Hielscher Ultrasonics përdoren në mbarë botën për proceset sonokimike duke përfshirë reaksionet sintetike organike si shtesat Michael, reaksioni Mannich, reaksioni Diels-Alder dhe shumë reaksione të tjera bashkuese. Të dëshmuar se janë të besueshëm për sintezën e rendimenteve të larta të produkteve kimike me cilësi të lartë, ultrasonikët Hielscher nuk përdoren vetëm në mjedise laboratorike, por edhe në prodhimin industrial. Për shkak të qëndrueshmërisë së tyre dhe mirëmbajtjes së ulët, ultrasonikët tanë instalohen zakonisht për aplikime të rënda dhe në mjedise kërkuese.
Procesorët tejzanor Hielscher për sintezat sonokimike, katalizimet, kristalizimin dhe reaksione të tjera janë instaluar tashmë në të gjithë botën në shkallë komerciale. Na kontaktoni tani për të diskutuar procesin tuaj të prodhimit sonokimik! Stafi ynë me përvojë të mirë do të jetë i lumtur të ndajë më shumë informacion mbi rrugën e sintezës sonokimike, sistemet tejzanor dhe çmimet!

Tabela e mëposhtme ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonikëve tanë:

Literatura / Referencat