Name: synthesis of esters via a greener steglich esterification in acetonitrile
Uploaded: 2018-10-30T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Esters Via a Greener Steglich Esterification in Acetonitrile at JoVE.com

Denne forskning blev støttet af Siena College og Center for Undergraduate Research og kreativ aktivitet. Vi takke Dr. Thomas Hughes og Dr. Kristopher Kolonko for nyttige samtaler, Ms. Allycia Barbera for tidligt arbejde med denne metode, og Siena College Stewarts avanceret instrumentering og (SAInT) teknologicenter for instrumentation ressourcer.

Forsigtig: Consult sikkerhedsdatablade (SDSs) forud for anvendelse af kemikalier i denne procedure. Bruge relevante personlige værnemidler (PPE) herunder splash briller, laboratoriekittel og nitril eller butyl handsker som mange af reagenser og opløsningsmidler er ætsende eller brandfarlige. Udføre alle reaktioner i et stinkskab. Det er unødvendigt at tørre glas eller bruge en atmosfære af nitrogen til denne protokol.
1. Carbodiimide kobling reaktion for primære alkoholer
<ol><li>I e...

<ol>
	<li>Williams, A., Ibrahim, I. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbodiimide+chemistry:+recent+advances.">Carbodiimide chemistry: recent advances.</a> Chemical Reviews. 81 (6), 589-636 (1981).</li><li>H&#246;fle, G., Steglich, W., Vorbr&#252;ggen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=4-Dialkylaminopyridines+as+Highly+Active+Acylation+Catalysts.+[New+synthetic+method+(25)].">4-Dialkylaminopyridines as Highly Active Acylation Catalysts. [New synthetic method (25)].</a> Angewandte Chemie International Edition in English. 17 (8), 569-583 (1978).</li><li>Neises, B., Steglich, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+Method+for+the+Esterification+of+Carboxylic+Acids.">Simple Method for the Esterification of Carboxylic Acids.</a> Angewandte Chemie International Edition in English. 17 (7), 522-524 (1978).</li><li>Tsvetkova, B., Tencheva, J., Peikov, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Esterification+of+7-theophyllineacetic+acid+with+diethylene+glycol+monomethyl+ether.">Esterification of 7-theophyllineacetic acid with diethylene glycol monomethyl ether.</a> Acta pharmaceutica. 56 (2), 251-257 (2006).</li><li>Tsakos, M., Schaffert, E. S., Clement, L. L., Villadsen, N. L., Poulsen, T. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ester+coupling+reactions+-+an+enduring+challenge+in+the+chemical+synthesis+of+bioactive+natural+products.">Ester coupling reactions - an enduring challenge in the chemical synthesis of bioactive natural products.</a> Natural Product Reports. 32 (4), (2015).</li><li>Morales-Serna, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+Benzotriazole+Esters+as+a+Strategy+in+the+Esterification+of+Tertiary+Alcohols.">Using Benzotriazole Esters as a Strategy in the Esterification of Tertiary Alcohols.</a> Synthesis. 2010 (24), 4261-4267 (2010).</li><li>Anastas, P., Eghbali, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Green+Chemistry:+Principles+and+Practice.">Green Chemistry: Principles and Practice.</a> Chemical Society Reviews. 39 (1), 301-312 (2010).</li><li>Constable, D. J. C., Jimenez-Gonzalez, C., Henderson, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perspective+on+solvent+use+in+the+pharmaceutical+industry.">Perspective on solvent use in the pharmaceutical industry.</a> Organic Process Research and Development. 11 (1), 133-137 (2007).</li><li>Byrne, F. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tools+and+techniques+for+solvent+selection:+green+solvent+selection+guides.">Tools and techniques for solvent selection: green solvent selection guides.</a> Sustainable Chemical Processes. 4 (1), 7 (2016).</li><li>Hossaini, R., Chipperfield, M. P., Montzka, S. A., Rap, A., Dhomse, S., Feng, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficiency+of+short-lived+halogens+at+influencing+climate+through+depletion+of+stratospheric+ozone.">Efficiency of short-lived halogens at influencing climate through depletion of stratospheric ozone.</a> Nature Geoscience. 8 (3), (2015).</li><li>Corker, E. C., Mentzel, U. V., Mielby, J., Riisager, A., Fehrmann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+alternative+pathway+for+production+of+acetonitrile:+ruthenium+catalysed+aerobic+dehydrogenation+of+ethylamine.">An alternative pathway for production of acetonitrile: ruthenium catalysed aerobic dehydrogenation of ethylamine.</a> Green Chemistry. 15 (4), 928-933 (2013).</li><li>McConvey, I. F., Woods, D., Lewis, M., Gan, Q., Nancarrow, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Importance+of+Acetonitrile+in+the+Pharmaceutical+Industry+and+Opportunities+for+its+Recovery+from+Waste.">The Importance of Acetonitrile in the Pharmaceutical Industry and Opportunities for its Recovery from Waste.</a> Organic Process Research &amp; Development. 16 (4), 612-624 (2012).</li><li>Jad, Y. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peptide+synthesis+beyond+DMF:+THF+and+ACN+as+excellent+and+friendlier+alternatives.">Peptide synthesis beyond DMF: THF and ACN as excellent and friendlier alternatives.</a> Organic &amp; Biomolecular Chemistry. 13 (8), 2393-2398 (2015).</li><li>Williams, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+method+for+the+profiling+of+the+endocannabinoid+metabolome+by+LC-atmospheric+pressure+chemical+ionization-MS.">Quantitative method for the profiling of the endocannabinoid metabolome by LC-atmospheric pressure chemical ionization-MS.</a> Analytical Chemistry. 79 (15), 5582-5593 (2007).</li><li>Benmansour, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discovery+of+novel+dengue+virus+NS5+methyltransferase+non-nucleoside+inhibitors+by+fragment-based+drug+design.">Discovery of novel dengue virus NS5 methyltransferase non-nucleoside inhibitors by fragment-based drug design.</a> European Journal of Medicinal Chemistry. 125, 865-880 (2017).</li><li>Maier, W., Corrie, J. E. T., Papageorgiou, G., Laube, B., Grewer, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+analysis+of+inhibitory+effects+of+caged+ligands+for+the+NMDA+receptor.">Comparative analysis of inhibitory effects of caged ligands for the NMDA receptor.</a> Journal of Neuroscience Methods. 142 (1), 1-9 (2005).</li><li>Schwartz, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+soluble+azido+polyisocyanopeptides+as+functional+&#946;-sheet+mimics.">Water soluble azido polyisocyanopeptides as functional &#946;-sheet mimics.</a> Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. 47 (16), 4150-4164 (2009).</li><li>Hangauer, M. J., Bertozzi, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+FRET-Based+Fluorogenic+Phosphine+for+Live-Cell+Imaging+with+the+Staudinger+Ligation.">A FRET-Based Fluorogenic Phosphine for Live-Cell Imaging with the Staudinger Ligation.</a> Angewandte Chemie International Edition. 47 (13), 2394-2397 (2008).</li><li>Hsieh, P. -. W., Chen, W. -. Y., Aljuffali, I., Chen, C. -. C., Fang, J. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Co-Drug+Strategy+for+Promoting+Skin+Targeting+and+Minimizing+the+Transdermal+Diffusion+of+Hydroquinone+and+Tranexamic+Acid.">Co-Drug Strategy for Promoting Skin Targeting and Minimizing the Transdermal Diffusion of Hydroquinone and Tranexamic Acid.</a> Current Medicinal Chemistry. 20 (32), 4080-4092 (2013).</li><li>Moretto, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Rigid+Helical+Peptide+Axle+for+a+[2]Rotaxane+Molecular+Machine.">A Rigid Helical Peptide Axle for a [2]Rotaxane Molecular Machine.</a> Angewandte Chemie International Edition. 48 (47), 8986-8989 (2009).</li><li>Hanessian, S., McNaughton-Smith, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+versatile+synthesis+of+a+&#946;-turn+peptidomimetic+scaffold:+An+approach+towards+a+designed+model+antagonist+of+the+tachykinin+NK-2+receptor.">A versatile synthesis of a &#946;-turn peptidomimetic scaffold: An approach towards a designed model antagonist of the tachykinin NK-2 receptor.</a> Bioorganic &amp; Medicinal Chemistry Letters. 6 (13), 1567-1572 (1996).</li><li>Lutjen, A. B., Quirk, M. A., Barbera, A. M., Kolonko, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+(E)-cinnamyl+ester+derivatives+via+a+greener+Steglich+esterification+(In+Press).">Synthesis of (E)-cinnamyl ester derivatives via a greener Steglich esterification (In Press).</a> Bioorganic &amp; Medicinal Chemistry. , (2018).</li><li>Wang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Steglich+Esterification.">Steglich Esterification.</a> Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents. , (2010).</li><li>Padias, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Making the Connections: A How-To Guide for Organic Chemistry Lab Techniques. , (2011).</li><li>Zubrick, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Organic Chem Lab Survival Manual: A Student's Guide to Techniques. , (2015).</li></ol>

Den metode, der præsenteres her blev udviklet til at minimere risici fra opløsningsmiddel i forbindelse med en traditionel Steglich esterificering ved hjælp af en grønnere opløsningsmiddel system og ved at reducere behovet for kolonne kromatografi8,9. Tilsvarende reaktionen udbytter og priser kan opnås med brugen af acetonitril i stedet for tør chlorerede opløsningsmidler eller DMF22.
Flere vigtige trin ...

Ester forbindelser er almindeligt brugt til applikationer såsom smag forbindelser, lægemidler, kosmetik og materialer. Almindeligt, bruges brugen af carbodiimide kobling reagenser, der til at lette en ester dannelse fra en carboxylsyre og en alkohol1. For eksempel i Steglich esterificering, dicyclohexylcarbodiimide (DCC) er reagerede med en carboxylsyre i overværelse af 4-dimethylaminopyridine (DMAP) til at danne en aktiveret syre derivat, generelt i en chloreret opløsningsmiddel system eller dimethylformamid (DMF)2,3,4. Den aktiverede syre afledte derefter gennemgår en nukleofil acyl substitution med en alkohol dannes ester produkt, som er normalt renset via kromatografi. Steglich esterificering muliggør mild kobling af store, komplekse carboxylsyrer og alkoholer, herunder sterically forhindret sekundære og tertiære alkoholer2,5,6. Målet med dette arbejde er at ændre standard Steglich esterificering protokollen for at give en grønnere syntetiske mulighed for denne fælles esterificering reaktion.
Et vigtigt aspekt i udformningen af nye syntetiske metode er at søge at minimere brug og dannelse af farlige stoffer. Tolv principper af grøn kemi7 kan bruges til at give en retningslinje for at skabe sikrere synteser. Nogle af disse omfatter forebyggelse af affaldsdannelse (princip 1) og anvendelse af sikrere opløsningsmidler (princippet 5). Navnlig tegner opløsningsmidler sig for 80-90% af de ikke-vandige massen af materialer i farmaceutiske8. Således kan ændre en protokol for at bruge en mindre farlige opløsningsmidler gøre en stor indvirkning på greenness på en organisk reaktion.
Steglich esterificering reaktioner bruger ofte vandfri chlorerede opløsningsmidler systemer eller DMF; disse opløsningsmidler er imidlertid bekymring for både miljøet og menneskers sundhed. Dichlormethan (CH2Cl2) og chloroform (CHCl3) er sandsynligt kræftfremkaldende hos mennesker, og DMF har reproduktionstoksicitet bekymringer9. CH2Cl2 er derudover ozonnedbrydende10. En mindre farlige opløsningsmidler for Steglich esterificering ville således være af stor nytte. Der er ikke endnu grøn erstatninger for polar aprotisk opløsningsmidler, er acetonitril anbefalet som en grønnere erstatning for CH2Cl2, CHCl3og DMF9. Acetonitril er i øjeblikket produceres som et biprodukt i acrylonitril fremstilling; men en grøn syntese af acetonitril fra biomasse på akademisk plan har været rapporteret11, og muligheder for genbrug og nyttiggørelse fra affaldsstrømme bliver undersøgte12. Acetonitril har tidligere været brugt som en grønnere opløsningsmiddel alternativ for carbodiimide kobling reaktioner faststadie peptidsyntese for at danne akrylamid forbindelser13. Brug af acetonitril som et opløsningsmiddel system for Steglich esterifications har været demonstreret14,15,16,17,18,19, 20,21; men disse metoder har ikke fokuseret på den grønne aspekt af opløsningsmidlet og også ansætte yderligere rensning via kolonne kromatografi.
At reducere behovet for kolonne kromatografi som en rensning skridt også minimerer farlige opløsningsmidler affald8. Ud over at bruge mindre farlige reaktion opløsningsmiddel, metoden, der gør det muligt for isolering af meget rent produkt uden behov for kromatografi. Traditionelt anvendte dicyclohexylcarbodiimide (DCC) kobling reagens erstattes med 1-ethyl - 3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochlorid (EDC). Grundlæggende Amin funktionsgruppe på dette reagens muliggør reaktion biprodukter og eventuelle resterende reagenser skal fjernes via sure og grundlæggende vaske trin.
Den protokol, der præsenteres heri kan bruges med en bred vifte af syre og alkohol partnere (figur 1). Det blev brugt til at syntetisere et lille bibliotek med cinnamyl ester derivater ved hjælp af primær, sekundær, benzyl og allylisothiocyanat alkoholer og phenoler22. Derudover esterificering reaktion i acetonitril er sammenlignelig i de klorerede og DMF opløsningsmiddel systemer, uden behov for at tørre eller destillere acetonitril før reaktion22. Estere syntetiseret fra tertiære alkoholer har ikke været isoleret, som er i øjeblikket en begrænsning af metoden i forhold til den traditionelle Steglich esterificering i chlorerede opløsningsmidler23. Andre syre-labil grupper kunne desuden påvirkes af de sure vaske trin, potentielt nødvendiggør kolonne kromatografi for oprensning efter acetonitril fjernelse. På trods af disse begrænsninger er reaktionen en letkøbt og generelle metode til syntese af estere i høje udbytter ved hjælp af en vifte af både alkohol og carboxylsyre komponenter. Brug af en grønnere opløsningsmiddel system og høj renhed uden behov for kromatografi skridt gøre denne protokol et attraktivt alternativ til en traditionel Steglich esterificering.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58803/58803fig1.jpg"> Figur 1. Generelle reaktion ordningen. Den almindelige ordning for Reaktionen involverer kobling af en carboxylsyre og en alkohol, som er lettere ved hjælp af en carbodiimide kobling reagens (1-ethyl - 3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochlorid, eller EDC) og 4-dimethylaminopyridine ( DMAP) i acetonitril. For at demonstrere reaktion bredde, dannet estere ved hjælp af forskellige syrer (1-5) med enten en primær (6) eller sekundær (7) alkohol. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58803/58803fig1large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>trans -cinnamic acid</td>
			<td>Acros Organics</td>
			<td>158571000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>butyric acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>B103500</td>
			<td>Caution: corrosive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hexanoic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>153745-100G</td>
			<td>Caution: corrosive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>decanoic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>21409-5G</td>
			<td>Caution: corrosive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>phenylacetic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P16621-5G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-methoxybenzyl alcohol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M11006-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>diphenylmethanol</td>
			<td>Acros Organics</td>
			<td>105391000</td>
			<td>Benzhydrol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>chloroform-d</td>
			<td>Acros Organics</td>
			<td>166260250</td>
			<td>99.8% with 1% v/v tetramethylsilane, Caution: toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hexane</td>
			<td>BDH Chemicals</td>
			<td>BDH1129-4LP</td>
			<td>Caution: flammable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ethyl acetate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>650528</td>
			<td>Caution: flammable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>diethyl ether</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>E138-500</td>
			<td>Caution: flammable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>acetonitrile</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A21-1</td>
			<td>ACS Certified, &#62;99.5%, Caution: flammable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-dimethylaminopyridine</td>
			<td>Acros Organics</td>
			<td>148270250</td>
			<td>Caution: toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>magnesium sulfate</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>M65-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hydrochloric acid, 1 M</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S848-4</td>
			<td>Caution: corrosive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium chloride</td>
			<td>BDH Chemicals</td>
			<td>BDH8014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium bicarbonate</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S25533B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride</td>
			<td>Chem-Impex</td>
			<td>00050</td>
			<td>Caution: skin and eye irritant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>thin layer chromatography plates</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>1055540001</td>
			<td>aluminum backed sheets</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Note: All commercially available reagents and solvents were used as received without further purification.</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis of esters via a greener steglich esterification in acetonitrile

Steglich esterificering er en udbredt reaktioner til syntese af estere fra carboxylsyrer og alkoholer. Mens effektiv og mild, er reaktionen almindeligvis udføres ved hjælp af chlorerede eller akrylamid opløsningsmiddel systemer, som er farlige for menneskers sundhed og miljøet. Vores metode udnytter acetonitril som en grønnere og mindre farlige opløsningsmidler system. Denne protokol udstiller priser og udbytter, der er sammenlignelige med traditionelle opløsningsmiddel systemer og beskæftiger en udvinding og vask sekvens, der eliminerer behovet for rensning af ester produkt via kolonne kromatografi. Denne almindelige metode kan bruges til at koble en række carboxylsyrer 1°, 2° alifatiske alkoholer, benzylic og allylic alkoholer og phenoler at få ren estere i høje udbytter. Målet med protokollen detaljeret her er at give en grønnere alternativ til en fælles esterificering reaktion, som kunne være nyttige for ester syntese i både akademiske og industrielle applikationer.

Ved hjælp af den modificerede Steglich esterificering i acetonitril efterfulgt af en syre-base udvinding workup, blev 3-methoxybenzyl cinnamate (8) fremstillet som en lysegul olie (205 mg, 90% udbytte) uden behov for kolonne kromatografi. 1 H- og 13C NMR-spektre er præsenteret i figur 2 til at bekræfte strukturen og angive renhed.
Forbindelser 9</str...

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Esters Via a Greener Steglich Esterification in Acetonitrile at JoVE.com

Synthesis of Esters Via a Greener Steglich Esterification in Acetonitrile

En modificeret Steglich esterificering reaktion blev brugt til at syntetisere et lille bibliotek med ester derivater med primære og sekundære alkoholer. Metoden bruger en ikke-halogenerede og grønnere solvent, acetonitril, og muliggør produkt isolation i høje udbytter uden behov for gaskromatografisk rensning.

Syntese af estere Via en grønnere Steglich esterificering i acetonitril

The Steglich esterification is a widely-used reaction for the synthesis of esters from carboxylic acids and alcohols. While efficient and mild, the ...

Det overordnede mål med dette eksperiment er at give en grønnere metode til en fælles esterificering reaktion, som kunne tjene nyttige for estro-syntese i akademiske og industrielle applikationer. Vores metode kan bruges til effektiv og mild syntese af estere ved at koble carboxylsyrer med primære eller sekundære alkoholer eller fenoler. Den største fordel ved denne teknik er, at den eliminerer brugen af farlige klorerede eller amidreaktionsmidler, og det minimerer opløsningsmiddelaffald under rensning uden at ofre reaktionshastighed eller produktrenhed.Demonstrere proceduren vil være Andrew Lutjen og Mackenzie Quirk, bachelor forskere fra mit laboratorium. Først kombineres trans-Cinnamic syre, DMAP og EDC i en 50-milliliter rundbundet kolbe. Tilsæt 15 milliliter acetonitril, og 98 mikroliter af 3-Methoxybenzyl alkohol til blandingen, sammen med en magnetisk røre bar.Klem kolben i et 40-graders Celsius vandbad og rør reaktionen. Overvåg reaktionen med TLC ved hjælp af ethylacetat og hexaner. Når reaktionen er færdig, fjernes acetonitrilen under reduceret tryk ved hjælp af en roterende fordamper for at opnå et groft fast stof.Til restproduktet tilsættes 20 milliliter hver diethylether og en kindtand saltsyre. Kolben om om rundt for at opløse restproduktet i opløsningsmiddellagene. Hæld derefter opløsningen i en separattragt.Fordampningskolben skylles med fem milliliter diethylether, og skyl skylles til separatikragten. Ryst forsigtigt separatorgten for at trække produktet ind i æterlaget og udluftes med jævne mellemrum. Lad lagene adskilles, og fjern derefter det vandige lag ved at tømme det ud i bunden af tragten i en Erlenmeyerkolbe.Til det organiske lag, der er tilbage i separatortragten, tilsættes der 20 milliliter en molarchlorsyre, og separatkolben rystes forsigtigt, og der udluftes med jævne mellemrum. Lad lagene adskille og derefter fjerne det vandige lag ved at dræne det ud fra bunden af tragten i en Erlenmeyerkolbe. Vaskeproceduren gentages med mættet natriumbikarbonat og mættet natriumchlorid.Når vasketrinnene er afsluttet, overføres det organiske lag fra separatragten til en ren Erlenmeyerkolbe. Tør laget med magnesiumsulfat. Derefter filtreres tyngdekraften gennem filterpapir i en maskeret fordampningskolbe.Derefter fjernes diethyletheropløsningsmidlet under reduceret tryk ved hjælp af en roterende fordamper. Analysere en prøve af produktet ved proton og kulstof NMR Spektroskopi i deutereret chloroform, og ved massespektrometri. I en 50-milliliter rundbundet kolbe, kombinere trans-cinnamic syre, DMAP, og EDC.Tilsæt 15 milliliter acetonitril og 157 milligram Diphenylmethanol til blandingen, sammen med en magnetisk røre bar. Kolben fastspændes, og reaktionen omrøres ved stuetemperatur i 24 timer. Sæt en luftkondensator ind i kolbens hals for at minimere fordampningen af opløsningsmidler.Når reaktionen er færdig, skal du følge ekstraktionsarbejdet og vaskeproceduren som tidligere beskrevet. I en 50-milliliter rundbundet kolbe, kombinere decanoic syre, DMAP, og EDC. Tilsæt 15 milliliter acetonitril og 157 milligram Dithenylmethanol til blandingen, sammen med en magnetisk røre bar.Kolben fastspændes, og reaktionen omrøres ved stuetemperatur i 24 timer. Sæt en luftkondensator ind i kolbens hals for at minimere fordampningen af opløsningsmidler. Når reaktionen er færdig, skal du følge ekstraktionsarbejdet og vaskeproceduren som tidligere beskrevet.Ved hjælp af den modificerede Steglich-esterificeringsreaktion blev 3-Methoxybenzyl cinnamat opnået i 90%-udbytte uden behov for kolonnekromatografi, som bekræftet af proton og kulstof NMR Spektroskopi. Forbindelser ni til 17 blev syntetiseret ved hjælp af en lignende protokol, med udbytter på 77 til 90%Alle forbindelser blev analyseret af NMR Spektroskopi og høj opløsning massespektrometri, og fundet at være af samme renhed til 3-Methoxybenzyl cinnamate ved NMR analyse. Der blev foretaget mindre ændringer i protokollen for primære alkoholer for at opnå optimale udbytter og renhed for forbindelser 12 til 17.Sekundære alkoholreaktioner blev kørt i længere tid for at gøre det muligt for reaktionen at gå til afslutning. I de decanoinsyrereaktioner gav esterforbindelserne 12 og 17 ved hjælp af 1,2 ækvivalenter carboxylsyre til en alkoholækvivalent for både primære og sekundære alkoholer estere med en koffeinfri syreuritet. Urenhedsproblemet blev løst ved hjælp af et en-til-en molar-forhold mellem decanoinsyre og alkohol med en lidt længere reaktionstid.Disse betingelser gav rene esterprodukter, hvilket indikeres af et tab af urenhedssignalet ved 2,35 dele pr. million i det protonske NMR-spektrum. Som ved enhver anden organisk syntesemetode bør sikkerhedsdatablade for kemikalier konsulteres, og der bør anvendes passende personlige værnemidler og -faciliteter, når denne procedure udføres.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Organic Chemistry

Chemistry

Unit 1

Carboxylic Acid Derivatives

SCIENTISTS IN ACTION

Preparation and Use of Samarium Diiodide (SmI2) in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and Ni(II) Salts in the Samarium Barbier Reaction

Preparation and Use of Samarium Diiodide SmI2 in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and NiII Salts in the Samarium Barbier Reaction

Fremstilling og anvendelse af Samarium Diiodide (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) I Organic Synthesis: Den mekanistiske rolle HMPA og Ni (II) salte i Samarium Barbier Reaction

Although initially considered an esoteric reagent, SmI2 has become a common tool for synthetic organic chemists. SmI2 is generated through the addition of ...

Synthesis and Exfoliation of Discotic Zirconium Phosphates to Obtain Colloidal Liquid Crystals

Syntese og Eksfoliering af Discotic Zirconium Fosfater fås Kolloid Flydende Krystaller

Due to their abundance in natural clay and potential applications in advanced materials, discotic nanoparticles are of interest to scientists and ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Syntese af Protein biokonjugater<em&gt; via</em&gt; Cystein-maleimid Kemi

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

The Synthesis of [Sn10(Si(SiMe3)3)4]2- Using a Metastable Sn(I) Halide Solution Synthesized via a Co-condensation Technique

The Synthesis of [Sn10SiSiMe334]2- Using a Metastable SnI Halide Solution Synthesized via a Co-condensation Technique

Syntese af [Sn<sub&gt; 10</sub&gt; (Si (SiMe<sub&gt; 3</sub&gt;)<sub&gt; 3</sub&gt;)<sub&gt; 4</sub&gt;]<sup&gt; 2</sup<sup&gt; -</sup&gt; Brug en metastabil Sn (I) halogenid Solution Syntetiseret via en Co-kondens Teknik

The number of well-characterized metalloid tin clusters, synthesized by applying the disproportionation of a metastable Sn(I) halide in the presence of a ...

Protocol for the Solid-phase Synthesis of Oligomers of RNA Containing a 2'-O-thiophenylmethyl Modification and Characterization via Circular Dichroism

Protocol for the Solid-phase Synthesis of Oligomers of RNA Containing a 2'-O-thiophenylmethyl Modification and Characterization via Circular Dichroism

Protokol til fastfasesyntese af oligomerer af RNA indeholdende en 2&#39;-<em&gt; O</em&gt; -thiophenylmethyl-modifikation og karakterisering via cirkulær dikroisme

Solid-phase synthesis has been used to obtain canonical and modified polymers of nucleic acids, specifically of DNA or RNA, which has made it a popular ...

One-pot Microwave-assisted Conversion of Anomeric Nitrate-esters to Trichloroacetimidates

One-pot mikrobølgeovn-assisteret konvertering af anomere nitrat-estere til Trichloroacetimidates

The goal of the following procedure is to provide a demonstration of the one-pot conversion of a 2-azido-1-nitrate-ester to a trichloroacetimidate ...

Synthesis of Substrate-Bound Au Nanowires Via an Active Surface Growth Mechanism

Syntese af substrat-bundet Au Nanowires Via en aktiv overflade vækst mekanisme

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a ...

A Rapid Synthesis Method for Au, Pd, and Pt Aerogels Via Direct Solution-Based Reduction

En hurtig syntese metode til Au, Pd og Pt aerogeler Via direkte løsning-baseret reduktion

Here, a method to synthesize gold, palladium, and platinum aerogels via a rapid, direct solution-based reduction is presented. The combination of various ...

Solid-phase Synthesis of [4.4] Spirocyclic Oximes

Fast-fase syntese af [4.4] Spirocyclic Oximes

A convenient synthetic route for spirocyclic heterocycles is well sought after due to the molecule&#39;s potential use in biological systems. By means of ...

Synthesis of Monodisperse Cylindrical Nanoparticles via Crystallization-driven Self-assembly of Biodegradable Block Copolymers

Syntese af monodisperse cylindriske nanopartikler via krystallisation-drevet selv-samling af bionedbrydelige blok copolymerer

The production of monodisperse cylindrical micelles is a significant challenge in polymer chemistry. Most cylindrical constructs formed from diblock ...