Hielscher Ultrasonics
Будемо раді обговорити Ваш процес.
Зателефонуйте нам: +49 3328 437-420
Напишіть нам: info@hielscher.com

Сонохимично покращені реакції Дільса-Альдера

Реакції Дільса-Альдера широко використовуються для хімічних синтезів, де повинні утворюватися атомні вуглець-вуглецеві зв'язки. Ультразвук та його сонохімічні ефекти є високоефективними для стимулювання та сприяння реакціям Дільса-Альдера, що призводить до підвищення врожайності, значного скорочення часу реакції та в той же час є частиною екологічно чистої зеленої хімії.

Сонохімічно посилена реакція Дільса-Вільхи для зеленої хімії

Реакції Дільса-Альдера - це хімічні реакції, в яких утворюються зв'язки між атомами вуглецю. Реакцію Дільса-Альдера відносять до термічно дозволеного [4+2] циклоприєднання [π4s + π2s]. Оскільки органічний синтез за допомогою ультразвуку є зеленим та ефективним синтетичним шляхом, який підвищує швидкість реакції, врожайність та вибірковість реакцій, ультразвукова діагностика є простим і надійним методом, який широко використовується в лабораторіях та промисловому виробництві. Часто сонохімічно пропонований шлях сприяє органічному перетворенню в умовах навколишнього середовища, які в іншому випадку вимагають різких умов температури і тиску, що допомагає заощадити витрати на енергію і перетворює хімічний синтез в більш економічну процедуру.

Інформаційний запит




Зверніть увагу на наш Політика конфіденційності.




Ультразвукові засоби, такі як UP400St, широко використовуються для посилення та прискорення органічних реакцій (наприклад, реакція Дільса-Альдера) за допомогою сонохімічних ефектів.

Ультразвукові апарати зондового типу, такі як UP400St широко використовуються для посилення та прискорення органічних реакцій, таких як реакція Дільса-Альдера, за допомогою сонохімічних ефектів.

Ультразвукова реакція Дільса-Вільхи з використанням глибоких евтектичних розчинників

Глибокі евтектичні розчинники (DES) - це розчини кислот і основ Льюїса або Брьонстеда, які утворюють евтектичну суміш. Оскільки глибокі евтектичні розчинники негорючі, мають низький тиск пари та токсичність, а також часто виготовляються з природних сполук, вони є більш економною, більш екологічною альтернативою розчинникам. Відомо, що ультразвукові та глибокі евтектичні розчинники працюють синергічно разом і тому використовуються для хімічного синтезу, а також для ультразвукової екстракції. Використання глибоких евтектичних розчинників корисно і в реакціях Дільса-Альдера, що пропагуються ультразвуком. Наприклад, ультразвук використовується для стимулювання реакції Дільса-Альдера з використанням N-етилмалейміда як дієнофіла, змінюючи природу дієну в глибоких евтектичних розчинниках (DES) як при звичайному нагріванні, так і при ультразвуковій активації.
Використання ультразвукової активації в поєднанні з глибокими евтектичними розчинниками виявилося ефективним, забезпечуючи хороші виходи при різко скороченому часі реакції.

Доведено, що використання ультразвукової активації реакції Дільса-Альдера в поєднанні з глибокими евтектичними розчинниками забезпечує хороші виходи при різко скороченому часі реакції.

Ультразвуково покращена реакція Дільса-Альдера.
схема адаптована з Marullo et al., 2020

Загальний порядок проведення реакції Дільса-Альдера з використанням ДЕС та УЗД

Реакції Дільса-Альдера проводили ультразвуковим способом шляхом введення ультразвукового зонда (сонотроде / ріжок) в реакційну посудину. За допомогою ультразвукового зонда з наконечником діаметром 0,5 см номінальна вихідна потужність становила 70 Вт. Реакції проводилися при 40°С із застосуванням ультразвукового імпульсного режиму з циклами 5 сек ON і 20 sec OFF. Ультразвуково інтенсифікована реакція Дільса-Альдера давала хороші виходи за значно коротший час, ніж в беззвучних умовах (70 хв і 24 год для сонохимических і тихих реакцій відповідно).
Для оцінки енергетичної ефективності сонохімічно інтенсифікованої реакції Дільса-Альдера порівнювали енерговитрати на тиху та ультразвукову реакцію Дільса-Альдера. Розрахунки дали витрату 35 094 кДж/г для безшумної реакції та 28,4 кДж/г для ультразвукової реакції (ультразвуковий рупор з вихідною потужністю 70 Вт чистої енергії) відповідно. Це призводить до економії 99% енергії для сонохімічно керованої реакції Дільса-Альдера. Всі ці спостереження переконливо свідчать про те, що спільне використання глибоких евтектичних розчинників (DES) і ультразвукового опромінення є ефективною та енергозберігаючою методологією для важливих синтетичних процесів, таких як реакція Дільса-Альдера. (Марулло та ін., 2020)

Дія різних глибоких евтектичних розчинників в поєднанні з ультразвуковим звуком

Найкращі результати були отримані при ультразвуковій реакції Дільса-Альдера, коли в якості розчинників використовуються глибокі евтектичні розчинники [ChCl]:[Fru] і [TBACl]:[EG]. Використання [ChCl]:[Fru] та [TBACl]:[EG] як розчинників дозволило значно скоротити час реакції, а також значно покращити вихід (для [TBACl]:[EG] 73% та 87%, а для [ChCl]:[Fru] 23 та 75% у тихих та сонохімічних умовах відповідно).
У деяких випадках, а саме, коли в якості розчинників використовуються [TBPCl]:[EG], [ChCl]:[Gly] і [AcChCl]:[EG], виходи можна порівняти з тими, що отримані в безшумних умовах, але швидкість хімічного процесу все одно значно підвищується за допомогою ультразвуку.
Ультразвук дуже добре працює з низьким тиском пари та в'язкими розчинниками, такими як іонні рідини (IL), оскільки ці умови сприяють генерації більш інетнсевих ефектів кавітації. Оскільки глибокі евтектичні розчинники мають схожі фізичні властивості з іонними рідинами, їх можна доцільно використовувати разом з ультразвуком. Комбінована взаємодія глибоких евтектичних розчинників (DES) і ультразвуку значно знижує енергетичну потребу реакції Дільса-Альдера. Можна спостерігати значне скорочення часу реакції з 24 год до 70 хв, що дозволяє отримати дуже хороші врожаї. Що стосується ефективності процесу, це означає, що спільне використання глибоких евтектичних розчинників (DES) і ультразвуку дозволяє обробляти кількість матеріалів в 10 разів більшу, ніж в безшумних умовах. (Марулло та ін., 2020)

Інформаційний запит




Зверніть увагу на наш Політика конфіденційності.




Ультразвукова реакція Дільса-Альдера оксабіциклічних алкенів

Wei та його колеги (2004) показали, що ультразвукова реакція Дільса–Альдера заміщених фуранів з реактивними дієнофілами, такими як диметилацетилендікарбоксилат (DMAD) та диметилмалеат, дозволила функціоналізувати оксабіциклічні алкени з хорошим виходом. Ультразвукова реакція регіоспецифічного фурано Дільса-Альдера циклододавання 2-вінілових фуранів з DMAD забезпечила функціоналізовані оксабіциклічні алкени з хорошим виходом.

Сонохімічно покращені реакції циклоприєднання

Браво та його колеги (2006) описали серію сонохімічних циклодобавок, що включають циклопентадієн або 1,3-циклогексадієн з карбонільними дієнофілами в іонній рідині на основі імідазолію як реакційне середовище. Вони продемонстрували, що ультразвук ефективно покращує ці реакції циклоприєднання, що призводить до більш високих виходів та/або скорочення часу реакції порівняно з відповідними беззвучними реакціями. Наприклад, для простих α β ненасичених дієнофілів, таких як метилвінілкетон або акролеїн, ефекти ультразвукової активації очевидні. Наприклад, метилвінілкетон дає вихід 89% протягом 1 год при слабкому ультразвуку, тоді як безшумна реакція дає лише 52% за той же час реакції.

Ультразвукові засоби будь-якого розміру для реакцій Дільса-Альдера з ультрахімічним просуванням

Hielscher Ultrasonics розробляє, виробляє та розповсюджує високоефективні ультразвукові гомогенізатори зондового типу та сонохімічне обладнання для інтеграції в хімічні системи, такі як реакції синтезу та каталізу. Ультразвукові апарати Hielscher використовуються в усьому світі як надійний засіб для сприяння, посилення, прискорення і поліпшення хімічних реакцій.
Hielscher Ultrasonics’ Ультразвукові процесори доступні в будь-якому розмірі, від невеликих лабораторних пристроїв до великих промислових процесорів для пакетних і потокових хімічних застосувань. Точне регулювання амплітуди ультразвуку – Найважливіший параметр для сонохімічних застосувань – дозволяє експлуатувати ультразвукові апарати Hielscher при малих і дуже високих амплітудах і точно налаштовувати амплітуду під необхідні умови ультразвукового процесу конкретної системи хімічної реакції.
Ультразвуковий генератор Hielscher оснащений розумним програмним забезпеченням з автоматичним протоколюванням даних. Всі важливі параметри обробки, такі як ультразвукова енергія, температура, тиск і час, автоматично зберігаються на вбудованій SD-карті, як тільки пристрій включається.
Моніторинг процесів і запис даних важливі для безперервної стандартизації процесів і якості продукції. Отримавши доступ до автоматично записаних даних процесу, ви можете переглянути попередні прогони ультразвуку та оцінити результат.
Ще однією зручною функцією є дистанційне керування нашими цифровими ультразвуковими системами через браузер. За допомогою віддаленого керування браузером ви можете запускати, зупиняти, налаштовувати та контролювати свій ультразвуковий процесор віддалено з будь-якого місця.
Зв'яжіться з нами зараз, щоб дізнатися більше про наші високоефективні ультразвукові гомогенізатори, які можуть покращити вашу реакцію органічного синтезу, такі як реакції Дільса-Альдера, реакції Манніха або додавання Майкла серед багатьох інших!

Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів:

Об'єм партії Витрата Рекомендовані пристрої
Від 1 до 500 мл Від 10 до 200 мл/хв UP100H
Від 10 до 2000 мл Від 20 до 400 мл/хв UP200Ht, UP400St
0від 1 до 20 л 0від .2 до 4 л/хв UIP2000HDT
Від 10 до 100 л Від 2 до 10 л/хв UIP4000HDT
Н.А. Від 10 до 100 л/хв UIP16000
Н.А. Більше кластер UIP16000

Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!

Запитайте більше інформації

Будь ласка, скористайтеся формою нижче, щоб запросити додаткову інформацію про ультразвукові процесори, застосування та ціну. Ми будемо раді обговорити з Вами Ваш процес і запропонувати Вам ультразвукову систему, що відповідає Вашим вимогам!









Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.




Ультразвукові гомогенізатори з високим зсувом використовуються в лабораторній, настільній, пілотній та промисловій обробці.

Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори для змішування, диспергування, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних та промислових масштабах.



Література / Список літератури

Факти, які варто знати


Високоефективна ультразвукова техніка! Асортимент продукції Hielscher охоплює повний спектр від компактного лабораторного ультразвукового апарату для настільних пристроїв до повністю промислових ультразвукових систем.

Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторії до промислові розміри.

Будемо раді обговорити Ваш процес.

Давайте зв'яжемося.