ปฏิกิริยา Mannich ที่ได้รับการปรับปรุงทางโซโนเคมี
ปฏิกิริยาแมนนิกเป็นปฏิกิริยาการสร้างพันธะคาร์บอนและคาร์บอนที่สําคัญ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การผลิตยาและการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ ในขณะที่ปฏิกิริยา Mannich หม้อเดียวส่วนใหญ่จะช้ามาก แต่ผลดีของอัลตราโซนิกในปฏิกิริยา Mannich ได้ถูกนําไปใช้อย่างรวดเร็วเพื่อปรับปรุงผลผลิตและอัตราการเกิดปฏิกิริยาตลอดจนลดเวลาปฏิกิริยาที่ยาวนานแบบดั้งเดิมลงเหลือเพียงขั้นตอนสั้น ๆ ในปฏิกิริยา Mannich
โซโนเคมีและประโยชน์ในปฏิกิริยา Mannich
ปฏิกิริยา Mannich เป็นหนึ่งในปฏิกิริยาการสร้างพันธะคาร์บอน-คาร์บอนที่สําคัญที่สุดในการสังเคราะห์อินทรีย์ เนื่องจากให้สารประกอบ β-aminocarbonyl ที่มีความสําคัญทางสังเคราะห์และทางชีวภาพ ซึ่งเป็นตัวกลางที่สําคัญสําหรับการสร้างผลิตภัณฑ์ธรรมชาติและยาที่มีไนโตรเจนต่างๆ
การฉายรังสีอัลตราโซนิกและเอฟเฟกต์โซโนเคมีที่สร้างขึ้นได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถเร่งจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาในปฏิกิริยา Mannich ได้อย่างมาก เช่น ลดเวลา 13 เท่าจาก 20 ชั่วโมงเป็น 1.5 ชั่วโมง

อัลตราโซนิกช่วยเพิ่มปฏิกิริยา Mannich หม้อเดียวของคีโตนอัลดีไฮด์และเอมีนที่เร่งปฏิกิริยาโดยตัวเร่งปฏิกิริยากรดซัลฟามิก
โครงการดัดแปลงจาก Zeng et al., 2009
- เวลาตอบสนองที่เร็วขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ
- ผลตอบแทนที่สูงขึ้น
- สภาวะที่ควบคุมได้อย่างแม่นยํา
- การควบคุมอุณหภูมิ
- แบทช์และอินไลน์
- เคมีสีเขียว
ปฏิกิริยาอัลตราโซนิก Mannich ของสารประกอบ β-Aminocarbonyl
กรดซัลฟามิก (NH2ดังนั้น3H, SA) ถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสีเขียวที่มีประสิทธิภาพราคาไม่แพงปลอดสารพิษและรีไซเคิลได้สําหรับปฏิกิริยา Mannich หม้อเดียวที่ใช้อัลตราซาวนด์ของอัลดีไฮด์กับคีโตนและเอมีน โปรโตคอลอัลตราซาวนด์นี้มีข้อดีของผลผลิตสูงสภาพที่ไม่รุนแรงไม่มีมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมและขั้นตอนการทํางานที่ง่าย สิ่งสําคัญที่สุดคือสารประกอบเบต้า-อะมิโนคาร์บอนิลที่มีอะโรมาติกเอมีนทดแทนออร์โธจะได้รับผลผลิตที่ยอมรับได้ถึงผลผลิตที่ดีโดยวิธีการนี้เป็นครั้งแรก
กรดซัลฟามิกเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาได้รับการตรวจสอบและกรดซัลฟามิก 10 โมล% เพียงพอที่จะขับเคลื่อนปฏิกิริยาอย่างสมบูรณ์เพื่อให้ได้ผลผลิต 95% ในเวลาปฏิกิริยาที่เร่งขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ 1,5 ชั่วโมง (เมื่อเทียบกับการกวนด้วยความเร็วสูงซึ่งให้ผลผลิตเพียง 85% ในเวลาประมาณ 20 ชั่วโมง) สิ่งนี้เน้นย้ําถึงข้อเท็จจริงที่เป็นที่ยอมรับว่าอัลตราซาวนด์พลังงานและโซโนเคมีเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์ ตารางด้านล่างแสดงข้อดีที่สําคัญของอัลตราโซนิกมากกว่าการกวนด้วยความเร็วสูงสําหรับปฏิกิริยาแมนนิก
อุปกรณ์ Sonochemical ประสิทธิภาพสูงสําหรับปฏิกิริยา Mannich
อุปกรณ์ Sonochemical สําหรับการสังเคราะห์และเร่งปฏิกิริยาของผลิตภัณฑ์เคมี เช่น สารประกอบอะมิโนคาร์บอนิลและตัวกลางอื่นๆ มีจําหน่ายในทุกขนาด – ตั้งแต่เครื่องอัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดไปจนถึงเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบ Hielscher Ultrasonics ออกแบบผลิตและจัดจําหน่ายเครื่องอัลตราโซนิกกําลังสูง ระบบอัลตราโซนิกทั้งหมดทําขึ้นในสํานักงานใหญ่ใน Teltow ประเทศเยอรมนีและกระจายจากที่นั่นทั่วโลก
ฮาร์ดแวร์ที่ซับซ้อนและซอฟต์แวร์อัจฉริยะของเครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ได้รับการออกแบบมาเพื่อรับประกันการทํางานที่เชื่อถือได้ผลลัพธ์ที่ทําซ้ําได้ตลอดจนความเป็นมิตรกับผู้ใช้ เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher มีความทนทานและเชื่อถือได้ซึ่งช่วยให้สามารถติดตั้งและใช้งานภายใต้สภาวะงานหนัก การตั้งค่าการทํางานสามารถเข้าถึงและโทรออกได้อย่างง่ายดายผ่านเมนูที่ใช้งานง่าย ซึ่งสามารถเข้าถึงได้ผ่านหน้าจอสัมผัสสีดิจิตอลและรีโมทคอนโทรลของเบราว์เซอร์ ดังนั้นเงื่อนไขการประมวลผลทั้งหมดเช่นพลังงานสุทธิพลังงานรวมแอมพลิจูดเวลาความดันและอุณหภูมิจะถูกบันทึกโดยอัตโนมัติในการ์ด SD ในตัว สิ่งนี้ช่วยให้คุณสามารถแก้ไขและเปรียบเทียบการวิ่ง sonication ก่อนหน้านี้และเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสังเคราะห์และการทํางานของปฏิกิริยาที่ได้รับการปรับปรุงทางโซโนเคมีเช่นปฏิกิริยา Mannich, ปฏิกิริยา Diels-Alder หรือไมเคิลเพิ่มเติมเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด
ระบบ Hielscher Ultrasonics ถูกนํามาใช้ทั่วโลกสําหรับกระบวนการโซโนเคมี (การสังเคราะห์โซโนและการเร่งปฏิกิริยาโซโน) และได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นอุปกรณ์ที่เชื่อถือได้ในโหมดแบทช์และโหมดอินไลน์ต่อเนื่อง เครื่องอัลตราโซนิกอุตสาหกรรม Hielscher สามารถเรียกใช้แอมพลิจูดสูงได้อย่างง่ายดายในการทํางานต่อเนื่อง (24/7/365) แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถสร้างได้อย่างง่ายดายอย่างต่อเนื่องด้วย sonotrodes มาตรฐาน (โพรบอัลตราโซนิก / แตร) สําหรับแอมพลิจูดที่สูงขึ้นมี sonotrodes อัลตราโซนิกแบบกําหนดเอง เนื่องจากความทนทานและการบํารุงรักษาต่ําเครื่องอัลตราโซนิกของเราจึงมักติดตั้งสําหรับการใช้งานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง
โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก Hielscher สําหรับการสังเคราะห์โซโนเคมีได้รับการติดตั้งทั่วโลกในระดับเชิงพาณิชย์ ติดต่อเราตอนนี้เพื่อหารือเกี่ยวกับการสังเคราะห์ขับเคลื่อนโซโนเคมีของคุณผ่านปฏิกิริยา Mannich! พนักงานที่มีประสบการณ์ดีของเรายินดีที่จะแบ่งปันข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเส้นทางการสังเคราะห์โซโนเคมีระบบอัลตราโซนิกและราคา!
ด้วยข้อได้เปรียบของวิธีการสังเคราะห์อัลตราโซนิกการผลิตทางเคมีของคุณจะมีประสิทธิภาพความเรียบง่ายและต้นทุนต่ําเมื่อเทียบกับกระบวนการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาอื่น ๆ !
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนํา |
---|---|---|
1 ถึง 500 มล. | 10 ถึง 200 มล. / นาที | UP100H |
10 ถึง 2000 มล. | 20 ถึง 400 มล. / นาที | UP200 ฮิต, UP400ST |
0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L / นาที | UIP2000hdt |
10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
ไม่ | 10 ถึง 100L / นาที | UIP16000 |
ไม่ | ขนาด ใหญ่ | คลัสเตอร์ของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
วรรณกรรม / อ้างอิง
- 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.
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
ปฏิกิริยา Mannich คืออะไร?
ปฏิกิริยา Mannich ขึ้นอยู่กับการควบแน่นหลายองค์ประกอบของอัลดีไฮด์ที่ไม่สามารถเอโนลิซ์ได้เอมีนหลักหรือทุติยภูมิและสารประกอบคาร์บอนิลที่อีโนไลซ์ได้ซึ่งให้ผลิตภัณฑ์อะมิโนเมทิลเลต อนุพันธ์อิมิเนียมของอัลดีไฮด์ทําหน้าที่เป็นตัวรับในปฏิกิริยาแมนนิก
ปฏิกิริยา Mannich ใช้ในหลายด้านของเคมีอินทรีย์ เนื่องจากปฏิกิริยา Mannich สามารถดําเนินการเป็นปฏิกิริยาหม้อเดียวที่สะดวกและยังตั้งค่าเป็นปฏิกิริยา Mannich คู่ปฏิกิริยาประเภทนี้จึงใช้สําหรับการสังเคราะห์สารเคมีชั้นดีสารเคมีพิเศษยาและสารธรรมชาติ (ใช้ในวิถีการสังเคราะห์ทางชีวภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสําหรับการสังเคราะห์อัลคาลอยด์เปปไทด์และนิวคลีโอไทด์)
ตัวอย่างทั่วไปสําหรับสารเคมีที่สังเคราะห์ผ่านปฏิกิริยา Mannich ได้แก่:
- อัลคิลเอมีน
- เปปไทด์ นิวคลีโอไทด์ ยาปฏิชีวนะ และอัลคาลอยด์ (เช่น โทรปิโนน)
- สารเคมีทางการเกษตร เช่น สารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช
- สีและโพลีเมอร์
- ตัวเร่งปฏิกิริยา
- การเชื่อมขวางเนื้อเยื่อฟอร์มาลดีไฮด์
- ยาและยา (เช่น rolitetracycline (ผลิตภัณฑ์ Mannich ของ tetracycline และ pyrrolidine), fluoxetine (ยากล่อมประสาท), tramadol และ tolmetin (ยาต้านการอักเสบ)
- สบู่และผงซักฟอก: ปฏิกิริยา Mannich ใช้ในการสังเคราะห์อัลคิลเอมีน โดยเปลี่ยนไฮโดรคาร์บอนที่ไม่มีขั้วเป็นสบู่หรือผงซักฟอก สารประกอบที่ได้เหล่านี้ถูกนํามาใช้ในการใช้งานทําความสะอาด การบําบัดเชื้อเพลิงยานยนต์ และการเคลือบอีพ็อกซี่ที่หลากหลาย
- โพลีอีเทอร์มีนจากอัลคิลอีเทอร์โซ่กิ่งทดแทน
- คีโตนไม่อิ่มตัว α,β โดยการย่อยสลายทางความร้อนของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา Mannich (เช่น เมทิลไวนิลคีโตนจาก 1-diethylamino-butan-3-one)

Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม