ปฏิกิริยาออร์กาโนกาตาลิกที่ได้รับการส่งเสริมโดย sonication

ในเคมีอินทรีย์ organocatalysis เป็นรูปแบบของตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งอัตราการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีจะเพิ่มขึ้นโดยตัวเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์ นี้ “organocatalyst” ประกอบด้วยคาร์บอนไฮโดรเจนกํามะถันและองค์ประกอบอโลหะอื่น ๆ ที่พบในสารประกอบอินทรีย์ การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์พลังงานสูงกับระบบเคมีเป็นที่รู้จักกันเป็น sonochemistry และเทคนิคที่จัดตั้งขึ้นอย่างดีเพื่อเพิ่มผลผลิตปรับปรุงอัตราการเกิดปฏิกิริยาและเพื่อเร่งความเร็วในการตอบสนอง ภายใต้ sonication มันมักจะเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนเส้นทางทางเคมีหลีกเลี่ยงผลพลอยได้ที่ต้องการ Sonochemistry สามารถส่งเสริมปฏิกิริยาออร์กาโนกาตาลิติกทําให้มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

ออร์กาโนกาตาลิซิสแบบไม่สมมาตร – ปรับปรุงโดยโซนิค

Sonochemistry การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์ประสิทธิภาพสูงในระบบเคมีสามารถปรับปรุงปฏิกิริยาออร์กาโนกาตาลิติกได้อย่างมีนัยสําคัญ organocatalysis แบบอสมมาตรรวมกับ ultrasonication มักจะช่วยให้เปลี่ยน organocatalysis เป็นเส้นทางที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมจึงตกอยู่ภายใต้คําศัพท์ของเคมีสีเขียว Sonication เร่งปฏิกิริยาออร์แกนโนแคตลีติก (ไม่สมมาตร) และนําไปสู่ผลตอบแทนที่สูงขึ้นอัตราการแปลงที่เร็วขึ้นการแยกผลิตภัณฑ์ / การทําให้บริสุทธิ์ง่ายขึ้นและการเลือกที่ดีขึ้นและปฏิกิริยา นอกเหนือจากการมีส่วนร่วมในการปรับปรุงจลนศาสตร์ปฏิกิริยาและผลผลิต ultrasonication มักจะสามารถใช้ร่วมกับตัวทําละลายปฏิกิริยาที่ยั่งยืนเช่นของเหลวไอออนิกตัวทําละลาย eutectic ลึกตัวทําละลายอ่อนปลอดสารพิษและน้ํา ดังนั้น sonochemistry ไม่เพียง แต่ปรับปรุงปฏิกิริยาออร์แกนโนแคต (ไม่สมมาตร) เท่านั้น แต่ยังช่วยความยั่งยืนของปฏิกิริยาออร์กาโนกาตาลิติก

การวิจัยได้แสดงให้เห็นตัวอย่างมากมายสําหรับปฏิกิริยา oragnocatalytic ที่ทวีความรุนแรงขึ้น ตัวอย่างเช่นโมเลกุลดีเอ็นเอสองชั้นเป็นนั่งร้านเจี๊ยบถูกนํามาใช้เพื่อประกอบตัวเร่งปฏิกิริยาไฮบริดโลหะชีวโมเลกุลสําหรับปฏิกิริยาการสังเคราะห์ที่ไม่สมมาตร ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ดีเอ็นเอ G-quadruplex ถูกนํามาใช้ในปฏิกิริยาที่ไม่สมมาตรไมเคิลเพิ่มเติม, Diels-Alder และ Friedel-Crafts ปฏิกิริยา (cf. Zhao และ Shen, 2018)
สําหรับปฏิกิริยาที่ส่งเสริม inidium, sonication แสดงผลประโยชน์ตั้งแต่ปฏิกิริยาที่ขับเคลื่อนด้วย sonochemicalical ทํางานภายใต้เงื่อนไขที่ไม่รุนแรง, จึงรักษาระดับสูงของ diasteroselection. การใช้เส้นทางโซโนเคมผลลัพธ์ที่ดีในการสังเคราะห์ออร์กาโนกาตาไลติกของคาร์โบไฮเดรตβแลคตัมกรดอะมิโนβและ spirodiketopiperazines จากน้ําตาลแลคโทนรวมถึงปฏิกิริยาอัลไลซ์และรีแพตสกี้ในอิเล็กทรอ

การสังเคราะห์ยาออร์กาโนกาตาลิติกที่ได้รับการส่งเสริมด้วยอัลตราโซนิก

Rogozińska-Szymczak และ Mlynarski (2014) รายงานการเพิ่มไมเคิลที่ไม่สมมาตรของ 4 ไฮดรอกซีคูมารินเป็น α,คีโตนไม่อิ่มตัวβบนน้ําโดยไม่มีตัวทําละลายร่วมอินทรีย์ – ตัวเร่งปฏิกิริยาโดยเอมีนหลักอินทรีย์และ sonication การประยุกต์ใช้ enantiomerically บริสุทธิ์ (S, S) - diphenylethylenediamine จ่ายชุดของสารประกอบที่ใช้งานทางเภสัชกรรมที่สําคัญในผลผลิตที่ดีเพื่อผลผลิตที่ดีเยี่ยม (73-98%) และมี enantioselectivities ที่ดี (สูงถึง 76% ee) ผ่านปฏิกิริยาเร่งโดยอัลตราซาวนด์. นักวิจัยนําเสนอโปรโตคอล sonochemical ที่มีประสิทธิภาพสําหรับการก่อตัวของ 'ของแข็งบนน้ํา' ของ warfarin ต้านการแข็งตัวของเลือดในรูปแบบ enantiomeric ทั้งสอง ปฏิกิริยาออร์กาโนกาตาลิติกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมนี้ไม่เพียง แต่ปรับขนาดได้ แต่ยังให้โมเลกุลของยาเป้าหมายในรูปแบบที่บริสุทธิ์อย่างมหาศาล

การระบาดของโซโนเคมของเทอร์ปีน

Charbonneau et al. (2018) ลดระดับการสลายตัวของ terpenes ที่ประสบความสําเร็จภายใต้ sonication การระบาดของอิดออกซิเดชันทั่วไปต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา แต่ด้วย sonication การไหลของอิดออกซิเดชันจะทํางานเป็นปฏิกิริยาที่ปราศจากตัวเร่งปฏิกิริยา
Limonene dioxide เป็นโมเลกุลกลางที่สําคัญสําหรับการพัฒนาโพลีคาร์บอเนตชีวภาพหรือโพลียูรีเทนที่ไม่ใช่โซไซยาเนต Sonication ช่วยให้ตัวเร่งปฏิกิริยาฟรี epoxidation ของ terpenes ภายในเวลาปฏิกิริยาสั้นมาก – ในเวลาเดียวกันให้ผลตอบแทนที่ดีมาก เพื่อแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของการออกซิเดชันอัลตราโซนิกทีมวิจัยเปรียบเทียบการออกซิเดชันของ limonene กับ limonene dioxide โดยใช้ dimethyl dioxirane ที่สร้างขึ้นในแหล่งกําเนิดเป็นสารออกซิไดซ์ภายใต้ความปั่นป่วนทั่วไปและ ultrasonication สําหรับการทดลองโซนิคทั้งหมด ไฮลเชอร์ UP50H (50W, 30kHz) ห้องปฏิบัติการอัลตราโซนิก ถูกนำมาใช้

เวลาที่ใช้ในการแปลง limonene เป็น limonene ไดออกไซด์อย่างสมบูรณ์ด้วยผลผลิต 100% ภายใต้ sonication เพียง 4.5 นาทีที่อุณหภูมิห้อง ในการเปรียบเทียบเมื่อใช้ความปั่นป่วนทั่วไปโดยใช้เครื่องกวนแม่เหล็กเวลาที่ต้องการเพื่อให้ได้ผลผลิต 97% ของ limonene dioxide คือ 1.5 ชั่วโมง นอกจากนี้ยังมีการศึกษาการระบาดของαไพน์โดยใช้เทคนิคความปั่นป่วนทั้งสอง Epoxidation ของ α-ไพน์ไปยังα-ไพน์ออกไซด์ภายใต้ sonication ต้องใช้เพียง 4 นาทีด้วยผลผลิตที่ได้รับ 100% ในขณะที่เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการทั่วไปเวลาปฏิกิริยาคือ 60 นาที สําหรับ terpenes อื่น ๆ βไพน์ถูกเปลี่ยนเป็นβไพน์ออกไซด์ในเวลาเพียง 4 นาทีในขณะที่ farnesol ให้ผลผลิต 100% ของ triepoxide ใน 8 นาที Carveol อนุพันธ์ limonene ถูกเปลี่ยนเป็นคาร์วีโอลไดออกไซด์ด้วยผลผลิต 98% ในปฏิกิริยาการออกซิเดชันของคาร์โวนโดยใช้ไดออกซิราน dimethyl การแปลงเป็น 100% ใน 5 นาทีผลิต 7,8-carvone ออกไซด์
ข้อได้เปรียบหลักของการ epoxidation terpene sonochemical คือธรรมชาติที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมของสารออกซิไดซ์ (เคมีสีเขียว) เช่นเดียวกับเวลาปฏิกิริยาที่ลดลงอย่างมีนัยสําคัญในการทําออกซิเดชันนี้ภายใต้ความปั่นป่วนอัลตราโซนิก วิธีการออกซิเดชันนี้อนุญาตให้มีการแปลง limonene ถึง 100% ด้วยผลผลิต 100% ของ limonene dioxide ในเวลาเพียง 4.5 นาทีเมื่อเทียบกับ 90 นาทีเมื่อใช้ความปั่นป่วนแบบดั้งเดิม นอกจากนี้ไม่พบผลิตภัณฑ์ออกซิเดชันของ limonene เช่นคาร์โวนคาร์โวลและแอลกอฮอล์ perrilyl ในสื่อปฏิกิริยา การ epoxidation ของ α-pinene ภายใต้อัลตราซาวนด์ต้องใช้เพียง 4 นาทีให้ผลผลิต 100% ของαไพน์ออกไซด์โดยไม่ต้องออกซิเดชันของแหวน เทอร์ปีนอื่น ๆ เช่นβไพน์ฟาร์เนซอลและคาร์โวลก็ออกซิไดซ์เช่นกันซึ่งนําไปสู่ผลผลิตเอปออกไซด์ที่สูงมาก

ผลกระทบ sonochemical

อีกทางเลือกหนึ่งของวิธีการแบบคลาสสิกโปรโตคอลที่ใช้ sonochemical ถูกนํามาใช้เพื่อเพิ่มอัตราของปฏิกิริยาที่หลากหลายส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ที่สร้างขึ้นภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรงลงโดยมีการลดเวลาปฏิกิริยาอย่างมีนัยสําคัญ วิธีการเหล่านี้ได้รับการอธิบายว่าเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและยั่งยืนมากขึ้นและเกี่ยวข้องกับการเลือกมากขึ้นและการใช้พลังงานที่ลดลงสําหรับการเปลี่ยนแปลงที่ต้องการ กลไกของวิธีการดังกล่าวขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ของโพรงอากาศอะคูสติกซึ่งก่อให้เกิดเงื่อนไขที่ไม่ซ้ํากันของความดันและอุณหภูมิผ่านการก่อตัวการเจริญเติบโตและการล่มสลายของอะเดียแบติกของฟองอากาศในสื่อของเหลว ผลกระทบนี้ช่วยเพิ่มการถ่ายโอนมวลและเพิ่มการไหลปั่นป่วนในของเหลวอํานวยความสะดวกในการเปลี่ยนแปลงทางเคมี ในการศึกษาของเราการใช้อัลตราซาวนด์ได้นําไปสู่การผลิตสารประกอบในเวลาปฏิกิริยาที่ลดลงและให้ผลผลิตและความบริสุทธิ์สูง ลักษณะดังกล่าวได้เพิ่มจํานวนสารประกอบที่ประเมินในรูปแบบทางเภสัชวิทยาซึ่งเอื้อต่อการเร่งการตีในกระบวนการเพิ่มประสิทธิภาพลูกค้าเป้าหมาย
ไม่เพียง แต่อินพุตพลังงานสูงนี้สามารถเพิ่มผลกระทบทางกลในกระบวนการที่แตกต่างกัน แต่ยังเป็นที่รู้จักกันเพื่อก่อให้เกิดปฏิกิริยาใหม่ที่นําไปสู่การก่อตัวของสารเคมีที่ไม่คาดคิด สิ่งที่ทําให้ sonochemistry ไม่เหมือนใครคือปรากฏการณ์ที่น่าทึ่งของโพรงอากาศซึ่งสร้างขึ้นในพื้นที่ จํากัด ของสภาพแวดล้อมที่มีฟองอากาศขนาดเล็กผลกระทบพิเศษเนื่องจากรอบความดันสูง / ความดันต่ําสลับกันความแตกต่างที่อุณหภูมิสูงมากแรงเฉือนสูงและการสตรีมของเหลว

ข้อดีของปฏิกิริยาออร์กาโนกาตาลีติกที่ได้รับการส่งเสริมโดยโซโนเคมี

Sonication ถูกนํามาใช้มากขึ้นในการสังเคราะห์อินทรีย์และการเร่งปฏิกิริยาเนื่องจากผลกระทบ sonochemical แสดงความรุนแรงของปฏิกิริยาทางเคมี. โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม (เช่นความร้อนการกวน) sonochemistry มีประสิทธิภาพมากขึ้นสะดวกและควบคุมได้อย่างแม่นยํา Sonication และ sonochemistry มีข้อดีหลายประการเช่นผลผลิตที่สูงขึ้นความบริสุทธิ์ที่เพิ่มขึ้นของสารประกอบและการเลือกเวลาปฏิกิริยาที่สั้นลงต้นทุนที่ต่ํากว่ารวมถึงความเรียบง่ายในการดําเนินงานและจัดการขั้นตอน sonochemical ปัจจัยที่เป็นประโยชน์เหล่านี้ทําให้ปฏิกิริยาทางเคมีที่ช่วย ultrasonically ไม่เพียง แต่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและประหยัด แต่ยังเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
ปฏิกิริยาอินทรีย์จํานวนมากได้รับการพิสูจน์แล้วว่าให้ผลผลิตที่สูงขึ้นในเวลาปฏิกิริยาที่สั้นลงและ / หรือภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรงเมื่อดําเนินการโดยใช้ sonication

Ultrasonication ช่วยให้ปฏิกิริยาหม้อเดียวง่าย

Sonication ช่วยให้สามารถเริ่มต้นปฏิกิริยาหลายองค์ประกอบเป็นปฏิกิริยาหม้อเดียวที่ให้การสังเคราะห์สารประกอบที่มีความหลากหลายทางโครงสร้าง ปฏิกิริยาหม้อเดียวดังกล่าวมีค่าสําหรับประสิทธิภาพโดยรวมที่สูงและความเรียบง่ายเนื่องจากไม่จําเป็นต้องแยกและการทําให้บริสุทธิ์ของตัวกลาง

ผลกระทบของคลื่นอัลตราซาวนด์ต่อปฏิกิริยาออร์กาโนกาตาไลติกที่ไม่สมมาตรถูกนํามาใช้อย่างประสบความสําเร็จในปฏิกิริยาประเภทต่างๆรวมถึงตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟสปฏิกิริยาเฮ็คไฮโดรเจนปฏิกิริยาแมนนิกปฏิกิริยาบาร์เบียร์และบาร์เบียร์ปฏิกิริยาเหมือนอัลเดอร์ปฏิกิริยาการมีเพศสัมพันธ์ของซูซูกิและการเพิ่มมิเชล

ค้นหา ultrasonicator ที่เหมาะสําหรับปฏิกิริยา organocatalytic ของคุณ!

Hielscher Ultrasonics เป็นพันธมิตรที่เชื่อถือได้ของคุณเมื่อพูดถึงอุปกรณ์อัลตราโซนิกคุณภาพสูงประสิทธิภาพสูง Hielscher ออกแบบผลิตและจัดจําหน่ายโพรบอัลตราโซนิกที่ทันสมัยเครื่องปฏิกรณ์และถ้วยเขาสําหรับการใช้งาน sonochemical อุปกรณ์ทั้งหมดผลิตขึ้นภายใต้ขั้นตอนที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO และมีความแม่นยําของเยอรมันเพื่อคุณภาพที่เหนือกว่าในสํานักงานใหญ่ของเราใน Teltow (ใกล้เบอร์ลิน) เยอรมนี
พอร์ตโฟลิโอของ Hielscher ultrasonicators มีตั้งแต่เครื่องอัลตราโซนิกห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดไปจนถึงเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบสําหรับการผลิตสารเคมีขนาดใหญ่ โพรบ (หรือที่เรียกว่า sonotrodes, เขาอัลตราโซนิกหรือเคล็ดลับ), รุ่นที่กําหนดเองสามารถผลิตได้ตามความต้องการของคุณเช่นกัน
ตั้งแต่ไฮลเชอร์อัลตราโซนิก’ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกมีให้บริการในทุกขนาดตั้งแต่อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการขนาดเล็กไปจนถึงโปรเซสเซอร์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่สําหรับการใช้งานเคมีแบบแบทช์และการไหล sonication ประสิทธิภาพสูงสามารถนําไปใช้ได้อย่างง่ายดายในการตั้งค่าปฏิกิริยาใด ๆ การปรับที่แม่นยําของแอมพลิจูดอัลตราโซนิก – พารามิเตอร์ที่สําคัญที่สุดสําหรับการใช้งานโซโนเคมี – ช่วยให้การใช้งาน Hielscher ultrasonicators ที่แอมพลิจูดต่ําถึงสูงมากและเพื่อปรับแต่งแอมพลิจูดตรงตามเงื่อนไขกระบวนการอัลตราโซนิกที่จําเป็นของระบบปฏิกิริยาทางเคมีที่เฉพาะเจาะจง
เครื่องกําเนิดอัลตราโซนิก Hielscher มีซอฟต์แวร์สมาร์ทที่มีโปรโตคอลข้อมูลอัตโนมัติ พารามิเตอร์การประมวลผลที่สําคัญทั้งหมดเช่นพลังงานอัลตราโซนิกอุณหภูมิความดันและเวลาจะถูกเก็บไว้โดยอัตโนมัติในการ์ด SD ในตัวทันทีที่อุปกรณ์เปิด
การตรวจสอบกระบวนการและการบันทึกข้อมูลเป็นสิ่งสําคัญสําหรับมาตรฐานกระบวนการอย่างต่อเนื่องและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ด้วยการเข้าถึงข้อมูลกระบวนการที่บันทึกไว้โดยอัตโนมัติคุณสามารถแก้ไขการวิ่ง sonication ก่อนหน้านี้และประเมินผลลัพธ์
อีกคุณสมบัติที่ใช้งานง่ายคือการควบคุมระยะไกลของเบราว์เซอร์ของระบบอัลตราโซนิกดิจิตอลของเรา ผ่านการควบคุมเบราว์เซอร์ระยะไกลคุณสามารถเริ่มต้นหยุดปรับและตรวจสอบโปรเซสเซอร์ล้ําเสียงของคุณจากระยะไกลจากที่ใดก็ได้
ติดต่อเราตอนนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ homogenizers อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงของเราสามารถปรับปรุงปฏิกิริยาการสังเคราะห์ oragnocatalytic ของคุณ!

ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา: