Sonokimyoviy usulda yaxshilangan Mannich reaksiyalari

Mannich reaksiyalari uglerod–uglerod bogʻlarini hosil qiluvchi muhim reaksiyalar boʻlib, farmatsevtika mahsulotlarini ishlab chiqarish va tabiiy mahsulotlarni sintez qilish kabi sanoat sohalarida keng qoʻllaniladi. Bir idishda amalga oshiriladigan Mannich reaksiyalarining aksariyati juda sekin kechsa-da, unum va reaksiya tezligini oshirish, shuningdek, Mannich reaksiyalarining anʼanaviy uzoq davom etish vaqtini qisqa jarayongacha kamaytirish uchun ultratovush bilan ishlov berishning Mannich reaksiyalariga ijobiy taʼsiridan tezda foydalanila boshlandi.

Sonokimyo va uning Mannich reaksiyalaridagi afzalliklari

Mannich reaksiyasi organik sintezda uglerod–uglerod bogʻlarini hosil qiluvchi eng muhim reaksiyalardan biridir, chunki u sintetik va biologik jihatdan muhim boʻlgan 𝛽-aminokarbonil birikmalarini olish imkonini beradi. Bu birikmalar tarkibida azot boʻlgan turli tabiiy mahsulotlar va farmatsevtika preparatlarini yaratishda muhim oraliq mahsulotlardir.

Ultratovushli reaktorlar Mannich reaksiyasi kabi organokatalitik reaksiyalarni sezilarli darajada yaxshilashi mumkin.

Sonokimyoviy reaksiyalar, masalan, yaxshilangan Mannich reaksiyalari uchun oqim liniyasiga oʻrnatiladigan ultratovushli tizim

Bir idishda amalga oshiriladigan Mannich reaksiyalarining aksariyati sekin kechib, reaksiya vaqti 10–20 h yoki undan ham uzoq boʻlgani sababli, reaksiyani tezlashtiruvchi oddiy, ammo samarali usullar juda qadrlanadi. Ayniqsa, Mannich reaksiyalari orqali orto-oʻrinbosarli aromatik aminlarni sintez qilish reaksiyaning sekin kinetikasi bilan maʼlum.
Ultratovush bilan nurlantirish va bunda yuzaga keladigan sonokimyoviy taʼsirlar Mannich reaksiyalarining kinetikasini keskin tezlashtirishi isbotlangan, masalan, reaksiya vaqtini 20h dan 1,5h gacha 13 baravar qisqartiradi.

Ultratovush bilan ishlov berish va uning sonokimyoviy taʼsirlari sulfamin kislota katalizatori yordamida bir idishda amalga oshiriladigan Mannich reaksiyalarini jadallashtiradi

Ultratovush bilan ishlov berish sulfamin kislota katalizatori yordamida katalizlanadigan ketonlar, aldegidlar va aminlarning bir idishdagi Mannich reaksiyasini yaxshilaydi.
Sxema Zeng va boshq., 2009 asosida moslashtirilgan

Ultratovushning Mannich reaksiyasidagi afzalliklari

Reaksiya vaqtining sezilarli qisqarishi
Yuqoriroq unum
Aniq boshqariladigan sharoitlar
Haroratni nazorat qilish
Partiyali va oqim liniyasida ishlash
Yashil kimyo

𝛽-aminokarbonil birikmalarining ultratovushli Mannich reaksiyasi

Sulfamin kislota (NH₂SO₃H, SA) aldegidlarning ketonlar va aminlar bilan ultratovush yordamida bir idishda amalga oshiriladigan Mannich reaksiyasi uchun samarali, arzon, zaharsiz va qayta foydalanish mumkin boʻlgan yashil katalizator sifatida qoʻllanilgan. Ushbu ultratovushli usul yuqori unum, yumshoq sharoitlar, atrof-muhitni ifloslantirmaslik va reaksiya mahsulotlarini ajratib olishning oddiy tartiblari kabi afzalliklarga ega. Eng muhimi, ushbu usul yordamida orto-oʻrinbosarli aromatik aminlar bilan beta-aminokarbonil birikmalari ilk bor maqbuldan yaxshigacha boʻlgan unumlarda olinadi.
Sulfamin kislota katalizator sifatida tekshirildi va 10 mol% sulfamin kislota reaksiyani sezilarli darajada qisqartirilgan 1,5h vaqt ichida 95% unum bilan toʻliq amalga oshirish uchun yetarli boʻldi (yuqori tezlikda aralashtirish bilan solishtirganda, bu usul taxminan 20h ichida atigi 85% unumga erishgan). Bu yuqori quvvatli ultratovush va sonokimyo organik reaksiyalarni tezlashtirishi haqidagi yaxshi tasdiqlangan faktni taʼkidlaydi. Quyidagi jadval Mannich reaksiyalarida ultratovush bilan ishlov berishning yuqori tezlikda aralashtirishga nisbatan sezilarli afzalliklarini koʻrsatadi.

Ultratovush yordamida katalizlanadigan Mannich reaksiyasi yuqori tezlikda aralashtirishga nisbatan sezilarli darajada tezroq va samaraliroq.

Jadval ultratovush yordamida katalizlanadigan Mannich reaksiyalari yuqori tezlikda aralashtirishga nisbatan sezilarli darajada tezroq va samaraliroq ekanini koʻrsatadi.
Tadqiqot: © Zeng va boshq., 2009

UP400St ultratovush qurilmasi yordamida nanokremnezyomni ultratovush bilan dispersiyalash

Mannich reaksiyalari uchun yuqori unumdorlikdagi sonokimyoviy uskunalar

Aminokarbonil birikmalari va boshqa oraliq mahsulotlar kabi kimyoviy mahsulotlarning sintezi va katalizi uchun sonokimyoviy uskunalar istalgan oʻlchamda osongina topiladi – ixcham laboratoriya ultratovush qurilmalaridan to toʻliq sanoat miqyosidagi ultratovushli reaktorlargacha. Hielscher Ultrasonics yuqori quvvatli ultratovush qurilmalarini loyihalaydi, ishlab chiqaradi va tarqatadi. Barcha ultratovushli tizimlar Germaniyaning Teltow shahridagi bosh qarorgohda ishlab chiqariladi va u yerdan butun dunyoga tarqatiladi.
Hielscher ultratovush qurilmalarining ilgʻor apparat taʼminoti va aqlli dasturiy taʼminoti ishonchli ishlashni, takroran olinadigan natijalarni hamda foydalanish qulayligini kafolatlash uchun yaratilgan. Hielscher ultratovush qurilmalari mustahkam va ishonchli boʻlib, ularni ogʻir ish sharoitlarida oʻrnatish va ishlatish imkonini beradi. Ishlash sozlamalariga raqamli rangli sensorli displey va brauzer orqali masofadan boshqarish yordamida ochiladigan tushunarli menyu orqali osongina kirish va ularni tanlash mumkin. Shu sababli sof energiya, jami energiya, amplituda, vaqt, bosim va harorat kabi barcha ishlov berish sharoitlari oʻrnatilgan SD-kartaga avtomatik ravishda yozib boriladi. Bu avvalgi ultratovush bilan ishlov berish jarayonlarini qayta koʻrib chiqish va solishtirish hamda Mannich reaksiyasi, Diels-Alder reaksiyasi yoki Michael birikishi kabi sonokimyoviy usulda yaxshilangan reaksiyalardagi sintez va funksionallashtirishni eng yuqori samaradorlikka erishish uchun optimallashtirish imkonini beradi.
Hielscher Ultrasonics tizimlari butun dunyoda sonokimyoviy jarayonlar (sonosintez va sonokataliz) uchun qoʻllaniladi va partiyali hamda uzluksiz oqim liniyasi rejimlarida ishonchli uskuna ekani tasdiqlangan. Hielscher sanoat ultratovush qurilmalari uzluksiz ishlashda (24/7/365) yuqori amplitudalarda osongina ishlay oladi. Standart sonotrodlar (ultratovushli zondlar / shoxlar) yordamida 200µm gacha boʻlgan amplitudalarni uzluksiz ravishda osongina hosil qilish mumkin. Yanada yuqoriroq amplitudalar uchun buyurtmaga moslab tayyorlangan ultratovushli sonotrodlar mavjud. Mustahkamligi va kam texnik xizmat talab qilishi sababli ultratovush qurilmalarimiz odatda ogʻir ish sharoitlaridagi qoʻllanishlar uchun va murakkab muhitlarda oʻrnatiladi.
Sonokimyoviy sintezlar uchun Hielscher ultratovushli protsessorlari butun dunyoda tijorat miqyosida allaqachon oʻrnatilgan. Mannich reaksiyasi orqali sonokimyoviy taʼsir yordamida amalga oshiriladigan sintezingizni muhokama qilish uchun hoziroq biz bilan bogʻlaning! Katta tajribaga ega xodimlarimiz sonokimyoviy sintez yoʻli, ultratovushli tizimlar va narxlar haqida batafsilroq maʼlumot berishdan mamnun boʻladilar!
Ultratovushli sintez usulining afzalligi tufayli kimyoviy ishlab chiqarishingiz boshqa katalitik sintez jarayonlariga nisbatan samaradorlik, soddalik va kam xarajat jihatidan ustun boʻladi!

Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish quvvati haqida tasavvur beradi:

Partiya hajmi	Hajmiy oqim tezligi	Tavsiya etiladigan qurilmalar
1 dan 500mL gacha	10 dan 200mL/min gacha	UP100H
10 dan 2000mL gacha	20 dan 400mL/min gacha	UP200Ht, UP400St
0,1 dan 20L gacha	0,2 dan 4L/min gacha	UIP2000hdT
10 dan 100L gacha	2 dan 10L/min gacha	UIP4000hdT
n.a.	10 dan 100L/min gacha	UIP16000
n.a.	kattaroq	Qurilmalar klasteri: UIP16000

Biz bilan bogʻlaning! / Bizdan soʻrang!

Yuqori siljish kuchlariga ega ultratovushli gomogenizatorlar laboratoriya, stol usti, tajriba-sanoat va sanoat miqyosidagi ishlov berishda qoʻllaniladi.

Hielscher Ultrasonics laboratoriya, tajriba-sanoat va sanoat miqyosida aralashtirish, dispersiyalash, emulsiyalash va ekstraksiya uchun yuqori unumdorlikdagi ultratovushli gomogenizatorlarni ishlab chiqaradi.

Tegishli mavzular

Adabiyotlar / Manbalar

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.

Bilishga arziydigan faktlar

Mannich reaksiyasi nima?

Mannich reaksiyasi enollana olmaydigan aldegid, birlamchi yoki ikkilamchi amin va enollana oladigan karbonil birikmasining koʻp komponentli kondensatsiyasiga asoslanadi va natijada aminometillangan mahsulotlar hosil boʻladi. Aldegidning iminiy hosilasi Mannich reaksiyasida akseptor vazifasini bajaradi.

Mannich reaksiyasi organik kimyoning koʻplab sohalarida qoʻllaniladi. Mannich reaksiyasini qulay bir idishli reaksiya sifatida amalga oshirish va shuningdek, qoʻsh Mannich reaksiyalari sifatida tashkil etish mumkinligi sababli, bu reaksiya turi nozik kimyoviy mahsulotlar, maxsus kimyoviy mahsulotlar, farmatsevtika preparatlari va tabiiy moddalarni sintez qilish uchun qoʻllaniladi (biosintetik yoʻllarda, ayniqsa, alkaloidlar, peptidlar va nukleotidlar sintezida ishlatiladi).
Mannich reaksiyasi orqali sintez qilinadigan kimyoviy moddalarning keng tarqalgan misollari quyidagilarni oʻz ichiga oladi:

alkil aminlar
peptidlar, nukleotidlar, antibiotiklar va alkaloidlar (masalan, tropinon)
agrokimyoviy moddalar, masalan, oʻsimlik oʻsishini boshqaruvchi moddalar
boʻyoqlar va polimerlar
katalizatorlar
formaldegid yordamida toʻqimalarda koʻndalang bogʻlar hosil qilish
dori vositalari va farmatsevtik preparatlar (masalan, rolitetratsiklin (tetratsiklin va pirrolidinning Mannich mahsuloti), fluoksetin (antidepressant), tramadol va tolmetin (yalligʻlanishga qarshi dori).
sovun va yuvish vositalari: Mannich reaksiyasi qutbsiz uglevodorodlarni sovun yoki yuvish vositalariga aylantirish orqali alkil aminlarni sintez qilish uchun qoʻllaniladi. Hosil boʻlgan bu birikmalar turli tozalash ishlarida, avtomobil yoqilgʻisiga ishlov berishda va epoksid qoplamalarda qoʻllaniladi
oʻrinbosarli, tarmoqlangan zanjirli alkil efirlaridan olinadigan poliefiraminlar
Mannich reaksiyasi mahsulotlarini termik parchalash orqali olinadigan α,β-toʻyinmagan ketonlar (masalan, 1-dietilamino-butan-3-ondan metil vinil keton)

Yuqori unumdorlikdagi ultratovush texnologiyasi! Hielscher mahsulotlari assortimenti ixcham laboratoriya ultratovush qurilmasidan stol usti qurilmalari orqali toʻliq sanoat miqyosidagi ultratovushli tizimlargacha boʻlgan butun koʻlamni qamrab oladi.

Hielscher Ultrasonics yuqori unumdorlikdagi ultratovushli gomogenizatorlarni laboratoriya oʻlchamidan sanoat oʻlchamigacha ishlab chiqaradi.