Name: separation of aldehydes and reactive ketones from mixtures using a bisulfite extraction protocol
Uploaded: 2018-04-02T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Separation of Aldehydes and Reactive Ketones from Mixtures Using a Bisulfite Extraction Protocol at JoVE.com

Bekreftelse er gjort til givere i American Chemical Society Petroleum forskning Fund delvis støtte av denne forskningen. Vi er takknemlige for National Science Foundation (CHE-0619275 og CHE-0963165) for renovering og instrumentering tilskudd som støttes denne forskningen.

1. standardprotokoll for separasjon av aromatiske aldehyder fra en blanding. Eksempel: Separasjon av Benzyl Butyrate fra en 1:1 blanding med Anisaldehyde.
<ol><li>Oppløse 175 μL anisaldehyde og 250 μL benzyl butyrate i 5 mL av metanol og overføre løsningen til separatory trakt. Forsiktig: Natrium bisulfite kan generere svoveldioksid gass, dermed denne protokollen skal utføres med tilstrekkelig ventilasjon, som i avtrekksvifte.</li>
	<li>Legg 1 mL av mettet vandig natrium bisulfite og rist kraftig for ca 30 s.<...

<ol>
	<li>Boucher, M. M., Furigay, M. H., Quach, P. K., Brindle, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid-Liquid+Extraction+Protocol+for+the+Removal+of+Aldehydes+and+Highly+Reactive+Ketones+from+Mixtures.">Liquid-Liquid Extraction Protocol for the Removal of Aldehydes and Highly Reactive Ketones from Mixtures.</a> Org. Process Res. Dev. 21 (9), 1394-1403 (2017).</li><li>Lauer, G. G., Pratt, R. S., Wilson, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+of+Aldehydes+and+Ketones.">Separation of Aldehydes and Ketones.</a> , (1951).</li><li>Hsu, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Separation of Aldehydes from Ketones via Acid-Catalyzed Cyclotrimerization of the Aldehyde. , 4701561 (1987).</li><li>Schreiber, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Process+for+Separating+Aldehydes+and+Ketones.">Process for Separating Aldehydes and Ketones.</a> , (1942).</li><li>Bludworth, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+of+Aldehyde-Ketone+Mixtures.">Separation of Aldehyde-Ketone Mixtures.</a> , (1944).</li><li>Masilamani, D., Manahan, E. H., Vitrone, J., Rogic, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organic+Reactions+of+Sulfur+Dioxide.+Reactions+with+Nucleophilic+Double+Bonds+Leading+to+the+Isomerization,+Aromatization,+Selective+Hydrogen-Deuterium+Exchange,+and+Electron-Transfer+Proceses.">Organic Reactions of Sulfur Dioxide. Reactions with Nucleophilic Double Bonds Leading to the Isomerization, Aromatization, Selective Hydrogen-Deuterium Exchange, and Electron-Transfer Proceses.</a> J. Org. Chem. 48 (25), 4918-4931 (1983).</li><li>Masilamani, D., Rogic, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organic+Reactions+of+Sulfur+Dioxide.+4.+A+Facile+Regiospecific+Hydrogen-Deuterium+Exchange+in+Olefins.+Consequence+of+the+Intermediacy+of+Allylic+Sulfinic+Acids+in+the+Ene+Reaction+of+Sulfur+Dioxide+with+Double+Bonds.">Organic Reactions of Sulfur Dioxide. 4. A Facile Regiospecific Hydrogen-Deuterium Exchange in Olefins. Consequence of the Intermediacy of Allylic Sulfinic Acids in the Ene Reaction of Sulfur Dioxide with Double Bonds.</a> J. Am. Chem. Soc. 100 (14), 4634-4635 (1978).</li><li>Makitra, R. G., Kal'muk, S. D., Bryk, D. V., Polyuzhin, I. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+Controlling+Sulfur+Dioxide+Solubilities+in+Organic+Solvents.">Factors Controlling Sulfur Dioxide Solubilities in Organic Solvents.</a> Russ. J. Inorg. Chem. 55 (8), 1322-1329 (2010).</li><li>van Dam, M. H. H., Lamine, A. S., Roizard, D., Lochon, P., Roizard, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+Sulfur+Dioxide+Removal+Using+Organic+Solvents.">Selective Sulfur Dioxide Removal Using Organic Solvents.</a> Ind. Eng. Chem. Res. 36 (11), 4628-4637 (1997).</li><li>Li, H., Jiao, X., Chen, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solubility+of+Sulphur+Dioxide+in+Polar+Organic+Solvents.">Solubility of Sulphur Dioxide in Polar Organic Solvents.</a> Phys. Chem. Liq. 52 (2), 349-353 (2014).</li><li>Trost, B. M., Brindle, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Direct+Catalytic+Asymmetric+Aldol+Reaction.">The Direct Catalytic Asymmetric Aldol Reaction.</a> Chem. Soc. Rev. 39 (5), 1600 (2010).</li></ol>

Første forsøk på å bruke bisulfite reaksjonen som fjerne aldehyder bruker en typisk tofaset utvinning førte til svært lave nivåer av fjerning. Vi hypotese at reaksjonen ikke var rask nok å skje svært begrenset når de to lagene var i kontakt. For å øke kontakten mellom reaktantene, utviklet vi en totrinns utvinning protokoll som et vann-blandbar løsemiddel brukes først til å tillate tilstrekkelig blanding av reaktantene før innføringen av en ikke blandbar løsemiddel. Innføringen ikke blandbar løsemidde...

Separasjon av komponenter i blandinger fra hverandre er avgjørende for utarbeidelse av rene materialer. Metoden beskrevet heri gir lettvinte separasjon av aldehyder og sterically uhindret syklisk og metyl ketoner fra andre organiske molekyler1. Teknikken er avhengig av reaktivitet av bisulfite med gruppen karbonyl opprette et ladet adduct som kan deles inn i en vandig lag, mens andre komponenter skille i et ikke blandbar organisk lag. Nøkkelen til å oppnå reaktivitet mellom bisulfite og karbonyl er bruken av en blandbar løsemiddel, som gjør at reaksjonen finne sted før separasjon til separate faser. Uten tilsetning av blandbar løsemiddel minimal separasjon er oppnådd, antagelig på grunn av dårlig kontakt mellom den hydrofile bisulfite og den hydrofobe organiske.
Fordelen med denne separasjon metoden for renselse er enkel protokoll. Væske-flytende utvinning er en enkel operasjon som skal utføres, og kan utføres på stor skala. Alternative rensing teknikker, for eksempel kolonnen Ture, er mye mer dyrt, tidkrevende og utfordrende å utføre på stor skala og krever tilstrekkelig differensiering av komponentene i polaritet. Rensing av recrystallization eller destillasjon krever tilstrekkelig differensiering mellom løselighet eller boiling poeng av komponentene i blandingen, henholdsvis. Fordi bisulfite utvinning er avhengig av forskjellen i reaktivitet av karbonyl gruppen av aldehyder og ketoner, kan forbindelser med lignende løselighet, boiling poeng eller polariteter skilles effektivt. Andre kjemisk separasjon metoder finnes for selektiv separasjon av aldehyder og ketoner fra blandinger, for eksempel selektiv dannelsen av oximes2, syklisk måter3eller mercaptal4 formasjon. Disse metodene krever et ekstra trinn å skille dannet arter fra blandingen, fordi produktet ikke vannløselige og derfor kan ikke skilles med en enkel ekstraksjon protokoll. Aldehyd oksidasjon til flyttbare karboksylsyre er en annen rapportert teknikk5, men nødvendig oksidasjon er mindre chemoselective enn mild bisulfite betingelsene beskrevet her, og krever bruk av oksygen gass og kobolt katalysator.
Denne metoden gjelder for separasjon av aldehyder (figur 1) og sterically uhindret syklisk og methyl ketoner (figur 2) fra molekyler som ikke inneholder disse funksjonelle grupper. Spesielt reaktive ketoner, som α-keto estere fjernes også bruke denne prosessen. Alkanes, alkener, pekere, alkynes, estere, amides, karboksylsyre, alkyl halides, alkoholer, fenoler, nitriler, benzyl klorider, epoksider, aniliner, måter, og litt hindret α, β-umettede, eller aryl ketoner er alle unreactive under betingelser og kan skilles fra aldehyd eller reaktive keton komponent blanding (tall 2 og Figur 3). Ethyl ketoner eller α-substituert syklisk ketoner, for eksempel er tilstrekkelig hindret og er derfor bredere, Transat aldehyder og mer reaktiv ketoner. Når du bruker alkener, anbefales Heksan som ikke blandbar løsemiddelet å hindre uønsket nedbryting på grunn av svoveldioksid i bisulfite løsningen. Funksjonsgruppe kompatibiliteten bisulfite utvinning protokollen er svært bred, og er derfor gjelder et ekstremt bredt spekter av separasjoner hvis karbonyl miljøgifter skal skilles fra blandingen er en aldehyd eller en uhindret Methyl eller syklisk keton. Mindre reaktiv ketoner reagerer ikke med bisulfite under disse forholdene og fjernes derfor ikke.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>sodium bisulfite</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>AC419440010&#160;</td>
			<td>1 kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>benzyl butyrate</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>AAB2424130&#160;</td>
			<td>250 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anisaldehyde</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>AC104801000&#160;</td>
			<td>100 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>magnesium sulfate</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>M65-500&#160;</td>
			<td>500 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ethyl acetate</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>E195-4&#160;</td>
			<td>4 L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hexanes</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>H292-4&#160;</td>
			<td>4 L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>methanol&#160;</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>A456-1&#160;</td>
			<td>1 L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dimethylformamide</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>D119-1&#160;</td>
			<td>1 L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>citronellal</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>AAL15753AE&#160;</td>
			<td>100 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>benzylacetone&#160;</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>AC105832500&#160;</td>
			<td>250 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>deionized water</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>BP28194&#160;</td>
			<td>4 L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>piperonal&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P49104-25G</td>
			<td>25 G</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium hydroxide</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>S318-1&#160;</td>
			<td>1 kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>separatory funnel with cap</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>10-437-5B&#160;</td>
			<td>125 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ring stand</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>03-422-215</td>
			<td>3 aluminum rods</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ring clamp</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>12-000-104&#160;</td>
			<td>5 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cork ring</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>07-835AA&#160;</td>
			<td>8 cm outer dimension</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>round bottom flask</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>31-501-107&#160;</td>
			<td>100 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>rotary evaporator with accessories</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>05-000-461&#160;</td>
			<td>cold trap bondenser</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>bump trap 14/20 joint</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>CG132201</td>
			<td>14/20 joint</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>funnel</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>05-555-6&#160;</td>
			<td>organic solvent compatible</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cotton</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>22-456-881</td>
			<td>non-sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glass pipets</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>13-678-20A&#160;</td>
			<td>borosilicate 5.75&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>two 250 microliter syringes</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>14-813-69&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4 erlenmeyer flasks</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>10-040D&#160;</td>
			<td>125 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fume hood&#160;</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>13-118-370&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nitrile gloves</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>19-149-863B&#160;</td>
			<td>medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>safety goggles</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>17-377-403&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>spatula</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>14-357Q</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>balance</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>01-912-403&#160;</td>
			<td>120 g capacity</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

separation of aldehydes and reactive ketones from mixtures using a bisulfite extraction protocol

Rensing av organiske forbindelser er en avgjørende del av syntetiske rutineoperasjoner. Muligheten til å fjerne forurensninger til en vandig lag ved å generere en ladet struktur gir en mulighet til å bruke utvinning som en enkel renselse teknikk. Ved å kombinere bruk av en blandbar organisk løsemiddel mettet natrium bisulfite, aldehyder og reaktive ketoner kan bli vellykket forvandlet til belastet bisulfite addukter som kan deretter skilles fra andre organisk komponenter av en blanding av den innføring av en ikke blandbar organisk lag. Her beskriver vi en enkel protokoll for fjerning av aldehyder, inkludert sterically hindret neopentyl aldehyder og ketoner noen, fra kjemiske blandinger. Ketoner kan skilles hvis de er sterically uhindret syklisk eller methyl ketoner. Alifatisk aldehyder og ketoner brukes vannistedenfor som blandbar løsemiddelet for å forbedre fjerning priser. Bisulfite tillegg reaksjonen kan reverseres ved basification av kammervann laget, slik at re isolasjon av reaktive karbonyl komponenten av en blanding.

Fremgangsmåte 1 aldehyd fjerning brukes aromatiske aldehyder. Prosedyre 2, der vannistedenfor er brukt som blandbar løsemiddel, skal brukes for alifatisk aldehyder og ketoner. Prosedyre 2 bør også brukes for blandinger som ikke er fullstendig oppløselig i metanol. Materialet fra hver av protokollene analyseres for renhet bruker 1H-NMR integrering analyse og utvinningsgraden av masse. Typisk purities og inngang er større e...

Watch this Scientific Journal Video about Separation of Aldehydes and Reactive Ketones from Mixtures Using a Bisulfite Extraction Protocol at JoVE.com

Separation of Aldehydes and Reactive Ketones from Mixtures Using a Bisulfite Extraction Protocol

Separasjon av aldehyder og reaktive ketoner fra blandinger bruker en Bisulfite utvinning protokoll

Her presenterer vi en protokoll for å fjerne aldehyder og reaktive ketoner fra blandinger av en væske-flytende utvinning protokollen direkte med mettet natrium bisulfite i et blandbar løsemiddel. Denne kombinerte protokollen er rask og lettvint å utføre. Den aldehyd eller keton kan bli re isolert av basification av kammervann laget.

The purification of organic compounds is an essential component of routine synthetic operations. The ability to remove contaminants into an aqueous layer ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Chemistry

Introduction: Matter and Measurement

SCIENTISTS IN ACTION

Untargeted Metabolomics from Biological Sources Using Ultraperformance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry (UPLC-HRMS)

Untargeted Metabolomics from Biological Sources Using Ultraperformance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry UPLC-HRMS

Vilkårlige Metabolomics fra biologiske kilder Bruke UltraPerformance væskekromatografi-High Resolution massespektrometri (UPLC-HRMS)

Here we present a workflow to analyze the metabolic profiles for biological samples of interest including; cells, serum, or tissue. The sample is first ...

A Simple and Rapid Protocol for Measuring Neutral Lipids in Algal Cells Using Fluorescence

En enkel og rask protokoll for måling av nøytrale lipider i algecellene med fluoresens

Algae are considered excellent candidates for renewable fuel sources due to their natural lipid storage capabilities. Robust monitoring of algal ...

Confocal Imaging of Confined Quiescent and Flowing Colloid-polymer Mixtures

Confocal Imaging av Confined Hvile og Flowing Kolloid-polymer blandinger

The behavior of confined colloidal suspensions with attractive interparticle interactions is critical to the rational design of materials for directed ...

Supercritical Nitrogen Processing for the Purification of Reactive Porous Materials

Kritisk Nitrogen Processing for rensing av reaktiv porøse materialer

Supercritical fluid extraction and drying methods are well established in numerous applications for the synthesis and processing of porous materials. ...

Preparation of Biopolymer Aerogels Using Green Solvents

Utarbeidelse av Biopolymer Aerogels Bruke Grønne Løsemidler

Although the first reports on aerogels made by Kistler1 in the 1930s dealt with aerogels from both inorganic oxides (silica and others) and biopolymers ...

Sulfate Separation by Selective Crystallization with a Bis-iminoguanidinium Ligand

Sulfat Separasjon ved Selektiv Krystallisering med en Bis-iminoguanidinium Ligand

A simple and effective method for selective sulfate separation from aqueous solutions by crystallization with a bis-guanidinium ligand, ...

Capillary Electrophoresis to Monitor Peptide Grafting onto Chitosan Films in Real Time

Kapillær elektroforese til Monitor Peptide Negl på Chitosan Filmer i sanntid

Free-solution capillary electrophoresis (CE) separates analytes, generally charged compounds in solution through the application of an electric field. ...

A Protocol for Safe Lithiation Reactions Using Organolithium Reagents

En protokoll for sikker litium Reaksjoner Bruke organolitiumreagenser

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents ...

Fabrication and Testing of Catalytic Aerogels Prepared Via Rapid Supercritical Extraction

Fabrikasjon og Testing av katalytiske Aerogels forberedes Via raske superkritisk ekstraksjon

Protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms are presented. Three ...

A Two-Step Protocol for Umpolung Functionalization of Ketones Via Enolonium Species

En to-trinns protokoll for Umpolung Functionalization av ketoner Via Enolonium arter

&#945;-Functionalization of ketones via umpolung of enolates by hypervalent iodine reagents is an important concept in synthetic organic chemistry. ...