Манніхові реакції, покращені за допомогою сонохімії

Манніхові реакції є важливими реакціями утворення вуглець–вуглець зв’язків, які широко використовуються в промисловості, наприклад, у фармацевтичному виробництві та синтезі природних сполук. Хоча більшість одностадійних (one-pot) манніхових реакцій є дуже повільними, позитивні ефекти ультразвукової обробки на манніхові реакції були швидко впроваджені для покращення виходу та швидкості реакції, а також для скорочення традиційно тривалого часу реакції до короткої процедури в манніхових реакціях.

Сонохімія та її переваги в манніхових реакціях

Манніхова реакція є однією з найважливіших реакцій утворення вуглець–вуглець зв’язків в органічному синтезі, оскільки вона забезпечує синтез та біологічно важливі 𝛽-амінокарбонільні сполуки, які є важливими проміжними продуктами для побудови різних азотвмісних природних сполук та фармацевтичних препаратів.

Оскільки більшість одностадійних манніхових реакцій є повільними з часом реакції 10–20 h або навіть довшим, прості, але ефективні методи прискорення реакції є дуже цінними. Особливо синтез орто-заміщених ароматичних амінів через манніхові реакції відомий своєю повільною кінетикою реакції.
Ультразвукове опромінення та згенеровані ним сонохімічні ефекти доведено прискорюють кінетику реакції в манніхових реакціях радикально, наприклад, зі скороченням часу реакції в 13 разів з 20h до 1,5h.

Ультразвукова манніхова реакція 𝛽-амінокарбонільних сполук

Сульфамінова кислота (NH₂SO₃H, SA) використовувалася як ефективний, недорогий, нетоксичний та придатний для повторного використання зелений каталізатор для одностадійної манніхової реакції альдегідів з кетонами та амінами за допомогою ультразвуку. Цей ультразвуковий протокол має переваги високого виходу, м’яких умов, відсутності забруднення навколишнього середовища та простих процедур виділення. Найважливіше, що 𝛽-амінокарбонільні сполуки з орто-заміщеними ароматичними амінами отримуються з прийнятним до добрим виходом за допомогою цієї методології вперше.
Сульфамінова кислота як каталізатор була досліджена, і 10 mol% сульфамінової кислоти було достатньо для повного перебігу реакції до 95% виходу за значно скороченого часу реакції 1,5h (у порівнянні з високоскорісним перемішуванням, яке досягло лише 85% виходу за приблизно 20h). Це підкреслює загальновідомий факт, що потужний ультразвук та сонохімія прискорюють органічні реакції. Таблиця нижче показує значні переваги ультразвукової обробки над високоскорісним перемішуванням для манніхових реакцій.

Високопродуктивне сонохімічне обладнання для манніхових реакцій

Сонохімічне обладнання для синтезу та каталізу хімічних продуктів, таких як амінокарбонільні сполуки та інші проміжні продукти, легко доступне в будь-якому розмірі – від компактних лабораторних ультразвукових гомогенізаторів до повністю промислових ультразвукових реакторів. Hielscher Ultrasonics розробляє, виробляє та постачає високотужні ультразвукові гомогенізатори. Усі ультразвукові системи виготовляються в штаб-квартирі в Тельтові, Німеччина, та звідти розповсюджуються по всьому світу.
Складне апаратне забезпечення та розумне програмне забезпечення ультразвукових гомогенізаторів Hielscher розроблені для гарантування надійної експлуатації, відтворюваних результатів, а також зручності використання. Ультразвукові гомогенізатори Hielscher є міцними та надійними, що дозволяє встановлювати та експлуатувати їх в умовах важких навантажень. Експлуатаційні налаштування можна легко отримати та відрегулювати через інтуїтивне меню, доступ до якого здійснюється через цифровий кольоровий сенсорний дисплей та дистанційне керування через браузер. Тому всі умови обробки, такі як чиста енергія, загальна енергія, амплітуда, час, тиск та температура, автоматично записуються на вбудовану SD-картку. Це дозволяє переглядати та порівнювати попередні сеанси ультразвукової обробки та оптимізувати синтез та функціоналізацію сонохімічно покращених реакцій, таких як манніхова реакція, реакція Дільса–Альдера або приєднання Міхаеля, до найвищої ефективності.
Системи Hielscher Ultrasonics використовуються у всьому світі для сонохімічних процесів (соно-синтез та соно-каталіз) та доведені як надійне обладнання в періодичному та безперервному проточному режимах. Промислові ультразвукові гомогенізатори Hielscher можуть легко працювати з високими амплітудами в безперервному режимі (24/7/365). Амплітуди до 200µm можуть бути легко безперервно згенеровані зі стандартними сонотродами (ультразвукові зонди / рупори). Для ще вищих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Завдяки своїй міцності та низьким вимогам до обслуговування, наші ультразвукові гомогенізатори зазвичай встановлюються для важких умов експлуатації та у складних середовищах.
Ультразвукові процесори Hielscher для сонохімічних синтезів вже встановлені у всьому світі на комерційному рівні. Зв’яжіться з нами зараз, щоб обговорити ваш синтез, рухомий сонохімією, через манніхову реакцію! Наш досвідчений персонал буде радий надати більше інформації про шлях сонохімічного синтезу, ультразвукові системи та ціни!
Завдяки перевагам ультразвукового методу синтезу, ваше хімічне виробництво перевищить інші каталітичні процеси синтезу за ефективністю, простотою та низькою вартістю!

Таблиця нижче дає вам уявлення про приблизну пропускну здатність наших ультразвукових гомогенізаторів: