Сонохемијски побољшане Маннихове реакције
Манихове реакције су важне реакције формирања везе угљеник-угљеник, које се широко користе у индустријама као што су фармацеутска производња и синтеза природних производа. Док је већина Маннихових реакција у једној посуди веома спора, позитивни ефекти ултразвучне обраде на Маннихове реакције су брзо примењени како би се побољшао принос и брзина реакције, као и да би се смањило традиционално дуго време реакције на кратку процедуру у Манниховим реакцијама. .
Сонохемија и њене предности у Манниховим реакцијама
Манихова реакција је једна од најважнијих реакција формирања везе угљеник-угљеник у органској синтези, јер даје синтетички и биолошки важна 𝛽-аминокарбонилна једињења, која су важни интермедијери за изградњу различитих природних производа и фармацеутских производа који садрже азот.
Ултразвучни инлине систем за сонохемијске реакције, нпр. за побољшане Маннихове реакције
Доказано је да ултразвучно зрачење и тиме генерисани сонохемијски ефекти драстично убрзавају кинетику реакције у Манниховим реакцијама, на пример, са 13 пута смањењем времена реакције са 20х на 1,5х.
Ултразвучна обрада побољшава Маннихову реакцију у једном лонцу кетона, алдехида и амина катализованих катализатором сулфаминске киселине.
Шема прилагођена од Зенг ет ал., 2009
- Значајно убрзано време реакције
- већи приноси
- Прецизно контролисани услови
- контрола температуре
- Батцх и ин-лине
- зелена хемија
Ултразвучна Манихова реакција 𝛽-аминокарбонилних једињења
Сулфамска киселина (НХ2ТАКО3Х, СА) је коришћен као ефикасан, јефтин, нетоксичан и рециклирајући зелени катализатор за Маннихову реакцију алдехида са кетонима и аминима уз помоћ ултразвука. Овај ултразвучни протокол има предности високог приноса, благог стања, без загађења животне средине и једноставних процедура обраде. Оно што је најважније, бета-аминокарбонилна једињења са орто-супституисаним ароматичним аминима се по први пут добијају у прихватљивим до добрим приносима овом методологијом.
Сулфаминска киселина као катализатор је испитана и 10 мол% сулфаминске киселине је било довољно да се реакција у потпуности доведе до приноса од 95% у значајно убрзаном времену реакције од 1,5 х (у поређењу са мешањем великом брзином, које је постигло само 85% приноса за приближно 20х). Ово наглашава добро утврђену чињеницу да моћни ултразвук и сонохемија убрзавају органске реакције. Табела испод показује значајне предности ултразвучне обраде у односу на мешање великом брзином за Маннихове реакције.
Табела показује да су ултразвучно катализоване Маннихове реакције знатно брже и ефикасније у поређењу са мешањем великом брзином.
Студија: © Зенг ет ал., 2009
Сонохемијска опрема високих перформанси за Маннихове реакције
Сонохемијска опрема за синтезу и катализу хемијских производа као што су аминокарбонилна једињења и други интермедијери је лако доступна у било којој величини – од компактних лабораторијских ултразвучних апарата до потпуно индустријских ултразвучних реактора. Хиелсцхер Ултрасоницс дизајнира, производи и дистрибуира ултрасоникаторе велике снаге. Сви ултразвучни системи се производе у седишту у Телтову у Немачкој и одатле се дистрибуирају широм света.
Софистицирани хардвер и паметни софтвер Хиелсцхер ултрасоникатора су дизајнирани да гарантују поуздан рад, поновљиве резултате као и једноставност за коришћење. Хиелсцхер ултрасоникатори су робусни и поуздани, што омогућава да се инсталирају и раде под тешким условима рада. Оперативним подешавањима се може лако приступити и бирати их преко интуитивног менија, коме се може приступити преко дигиталног екрана осетљивог на додир у боји и даљинског управљача претраживача. Због тога се сви услови обраде као што су нето енергија, укупна енергија, амплитуда, време, притисак и температура аутоматски снимају на уграђену СД картицу. Ово вам омогућава да ревидирате и упоредите претходне серије соникације и да оптимизујете синтезу и функционализацију сонохемијски побољшаних реакција као што су Маннихова реакција, Диелс-Алдерова реакција или додатак Мајклу до највеће ефикасности.
Хиелсцхер Ултрасоницс системи се користе широм света за сонохемијске процесе (соно-синтеза и соно-катализа) и доказано су као поуздана опрема у серијском и континуираном ин-лине режиму. Хиелсцхер индустријски ултрасоникатори могу лако покренути високе амплитуде у континуираном раду (24/7/365). Амплитуде до 200 µм могу се лако континуирано генерисати помоћу стандардних сонотрода (ултразвучне сонде/трубе). За још веће амплитуде, доступне су прилагођене ултразвучне сонотроде. Због своје робусности и ниског одржавања, наши ултрасоникатори се обично инсталирају за тешке примене и у захтевним окружењима.
Хиелсцхер ултразвучни процесори за сонохемијске синтезе су већ инсталирани широм света у комерцијалним размерама. Контактирајте нас сада да разговарамо о вашој сонохемијској синтези путем Маннихове реакције! Нашем искусном особљу ће бити драго да подели више информација о путу сонохемијске синтезе, ултразвучним системима и ценама!
Уз предност методе ултразвучне синтезе, ваша хемијска производња ће се одликовати ефикасношћу, једноставношћу и ниском ценом у поређењу са другим процесима каталитичке синтезе!
Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата:
| Батцх Волуме | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | УП100Х |
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20Л | 0.2 до 4Л/мин | УИП2000хдТ |
| 10 до 100 л | 2 до 10 л/мин | УИП4000хдТ |
| на | 10 до 100 л/мин | УИП16000 |
| на | већи | кластер оф УИП16000 |
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Хиелсцхер Ултрасоницс производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси за апликације за мешање, дисперзију, емулзификацију и екстракцију у лабораторијским, пилотским и индустријским размерама.
Литература / Референце
- 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.
Чињенице које вреди знати
Шта је Маннихова реакција?
Манихова реакција се заснива на вишекомпонентној кондензацији неенолизујућег алдехида, примарног или секундарног амина и карбонилног једињења које се може енолизовати, што даје аминометиловане производе. Иминијум дериват алдехида функционише као акцептор у Маниховој реакцији.
Манихова реакција се користи у многим областима органске хемије. Пошто се Маннихова реакција може покренути као згодна реакција у једном лонцу и такође постављена као двоструке Манихове реакције, овај тип реакције се користи за синтезу финих хемикалија, специјалних хемикалија, фармацеутских производа и природних супстанци (које се користе у путевима биосинтезе, посебно за синтеза алкалоида, пептида и нуклеотида).
Уобичајени примери за хемикалије синтетизоване путем Маннихове реакције укључују:
- алкил амини
- пептиди, нуклеотиди, антибиотици и алкалоиди (нпр. тропинон)
- агрохемикалије, као што су регулатори раста биљака
- боје и полимери
- катализатори
- умрежавање формалдехидног ткива
- лекови и фармацеутски лекови (нпр. ролитетрациклин (Манихов производ тетрациклина и пиролидина), флуоксетин (антидепресив), трамадол и толметин (противупални лек).
- сапун и детерџенти: Манихова реакција се користи за синтезу алкил амина, претварајући неполарне угљоводонике у сапун или детерџенте. Ова резултујућа једињења се користе у разним апликацијама за чишћење, третманима горива у аутомобилима и епоксидним премазима
- полиетерамини из супституисаних разгранатих ланаца алкил етара
- α,β-незасићени кетони термичком деградацијом продуката Манихове реакције (нпр. метил винил кетон из 1-диетиламино-бутан-3-она)
Хиелсцхер Ултрасоницс производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси од лаб до индустријска величина.