Reagimi i Shtimit i Michael i Promovuar Ultrasonically

Reagimet asimetrike të Michael janë një lloj reagimesh organokatalitike, të cilat mund të përfitojnë shumë nga zërit. Reagimi Michael ose shtimi 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 nxitjen e reaksioneve të Michael duke rezultuar në rendimente më të larta, ulur ndjeshëm kohën e reagimit dhe në të njëjtën kohë duke kontribuar në kiminë e gjelbër miqësore me mjedisin.

Sonokimi dhe Shtesa e Michael

Sonokimi është krijuar mirë për efektet e tij përfituese në reaksionet kimike – shpesh duke rezultuar 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 sonokimi është një metodë efikase dhe e padëmshme për të aktivizuar, promovuar 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 shembjes së dhunshme të flluskave në një mjedis të lëngshëm. Efektet e kavitacionit tejzanor ose akustik fillojnë reagimet me futjen e energjisë së lartë, përmirësojnë transferimin e masës, duke lehtësuar kështu transformimet kimike.
Reagimi 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 tërheqës të elektroneve. Reagimi i Michael është grupuar në klasën më të madhe të shtesave të konjuguara. E vlerësuar si një nga metodat më të dobishme për formimin e butë të lidhjeve të karbonit -karbonit, shtesa Michael përdoret gjerësisht për sintezën organike të substancave të shumëfishta. Ekzistojnë shumë variante asimetrike të shtimit të Michael, të cilat janë një lloj reagimesh organokatalitike.

Sonokataliza dhe argjila themelore e katalizuar Michael Shtimi i Imidazole

Martin-Aranda etj. (2002) përfitoi nga tejzanorizimi dhe efektet e tij sonokimike në mënyrë që të zhvillonte një rrugë të re sinteze të derivateve të imidazolit të zëvendësuar me N 21 me shtimin e imidazolit nga Michael në etilacrilat të katalizuar nga argjila bazë, domethënë Li+ dhe Cs+ montmorillonites. Duke përdorur aktivizimin tejzanor, imidazoli u kondensua me etil akrilat duke përdorur dy argjila bazë – Li+ dhe Cs+ montmorillonites. Argjila alkaline si Li+ dhe Cs+ montmorillonites janë katalizatorë aktivë dhe shumë selektivë nën zërit, duke treguar kështu efekte pozitive në shtimin e imidazolit nga Michael në etil akrilat. Kataliza e promovuar sonokimikisht promovon dhe përmirëson formimin e derivateve të imidazolit të zëvendësuar me N kur krahasohet me reagimet e tjera konvencionale të ngrohjes termike. Konvertimi rritet me bazësinë e argjilave dhe kohën në ultratinguj. Rendimenti ishte më i lartë kur Cs+ montmorillonites u përdorën në krahasim me Li+, gjë që mund të shpjegohet për shkak të bazalitetit më të lartë. (Shihni skemën e reagimit më poshtë)

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

Një shtesë shtesë e Michael e ndihmuar me ultratinguj është acidi sulfurik silicë i nxitur nga kataliza e indolit. Li et al. (2006) reagoi acid sulfurik silicë dhe α, ketone β-të pangopura nën ultratinguj në mënyrë që të merrte rendimentet β-indolylketones prej 50-85% në temperaturën e dhomës.

Reagimet pa tretës dhe pa katalizatorë Aza-Michael

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

Reagimi aza-Michael i shkaktuar nga ultratingulli në ujë është testuar me disa amina dhe ketone të pangopura, nitrile të pangopura dhe ester të pangopur. Reagimi i promovuar sonokimikisht dha rendimente të larta në një procedurë të shpejtë dhe të thjeshtë.
studim dhe tabelë: © Bandyopadhyay et al., 2012

Një shtim i lehtë i Michael i ferrocenilenoneve me amina alifatike mund të ekzekutohet në një reagim të promovuar sonokimikisht pa përdorimin e tretësve dhe katalizatorëve në temperaturën e dhomës. Kjo shtesë sonokimike e 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 reagimin aza-Michael të komponimeve të tjera α, β-të pangopura karbonile siç janë kalkoni, esteri karboksilik etj. Ky reagim sonokimik nuk është vetëm shumë i thjeshtë dhe i lehtë për tu 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 kërkimor i Banik zhvilloi një protokoll tjetër të thjeshtë, të drejtpërdrejtë, të ndërmjetësuar nga uji, pa katalizator, për reagimin e shtimit aza-Michael të disa aminave në komponimet karbonilike α, β-të pangopura duke aplikuar ultratinguj. Shtimi i sonokimikisht i shkaktuar i disa amineve në α, ketone β, të pangopura, estere dhe nitrile është kryer në mënyrë shumë efikase në ujë, si dhe në kushte pa tretës. Asnjë katalizator ose mbështetës i fortë nuk janë përdorur në këtë metodë. Rritja e dukshme e shkallës së reagimit është vërejtur në ujë nën metodën e induktuar me ultratinguj. Kjo procedurë e favorshme për mjedisin ka siguruar formimin e pastër të produkteve me selektivitet të shtuar. (Bandyopadhyay et al., 2012)

Efektet e tretësve dhe trajtimit sonokimik në reagimin aza-Michael të piperidinës (1 ml) dhe metil akrilatit (1 ml) në 1 ml tretës.
studim dhe tabelë: © Bandyopadhyay et al., 2012

Sonda tejzanor dhe reaktorët për reaksionet sonokimike

Pajisjet e sofistikuara dhe softueri inteligjent i ultrazërit Hielscher janë krijuar për të garantuar përpunim të besueshëm sonokimik, p.sh. kryerjen e sintezës organike dhe reaksioneve të katalizës me rezultate të riprodhueshme dhe në mënyrë miqësore për përdoruesit.
Sistemet Hielscher Ultrasonics përdoren në të gjithë botën për proceset sonokimike duke përfshirë reaksionet sintetike organike siç janë shtesat e Michael, reagimi Mannich, reagimi Diels-Alder dhe shumë reagime të tjera bashkuese. E provuar të jetë e besueshme për sintezën e rendimenteve të larta të produkteve kimike me cilësi të lartë, ultrazërit Hielscher nuk përdoren vetëm në mjediset laboratorike, por edhe në prodhimin industrial. Për shkak të qëndrueshmërisë dhe mirëmbajtjes së ulët, ultratingujt tanë zakonisht instalohen për aplikime të rënda dhe në mjedise të vështira.
Përpunuesit tejzanor Hielscher për sintezat sonokimike, katalizat, kristalizimin dhe reaksionet e 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 më poshtë ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonicators tonë:

Literatura / Referencat