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

Dit onderzoek werd gesteund door Siena College en het centrum voor Undergraduate Research en creatieve activiteit. Wij danken Dr. Thomas Hughes en Dr. Kristopher Kolonko voor nuttige gesprekken, Ms. Allycia Barbera voor vroeg stadium werken deze methodologie, en de Siena College Stewart's geavanceerde instrumentatie en Technology (SAInT) Center voor instrumentatie resources.

Let op: Raadpleeg Safety Data Sheets (SDSs) voorafgaand aan het gebruik van de chemische stoffen in deze procedure. Gebruik passende persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) met inbegrip van splash goggles, laboratoriumjas, en nitril of butyl handschoenen als veel van de reagentia en de oplosmiddelen zijn corrosief of ontvlambaar. Uitvoeren van alle reacties in een zuurkast. Het is onnodig om droge glaswerk of gebruik van een stikstof atmosfeer voor dit protocol.
1. Carbodiimide koppeling reactie...

<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>

De hier voorgestelde methodologie werd ontwikkeld om het minimaliseren van de risico's van oplosmiddel gekoppeld aan een traditionele Steglich verestering met behulp van een groener oplosmiddel systeem en door het verminderen van de noodzaak voor kolom-chromatografie8,9. Vergelijkbare reactie opbrengst en tarieven kunnen worden bereikt met het gebruik van acetonitril in plaats van droge gechloreerde oplosmiddelen of DMF22.
<p class="jo...

Ester verbindingen worden veel gebruikt voor toepassingen zoals smaak stoffen, geneesmiddelen, cosmetica en materialen. Het gebruik van carbodiimide koppeling reagentia is gebruikte om de vorming van een ester van een carbonzuur en een alcohol-1. Bijvoorbeeld, in de Steglich verestering, dicyclohexylcarbodiimide (DCC) is gereageerd met een carbonzuur in aanwezigheid van 4-dimethylaminopyridine (DMAP) vormen een geactiveerde zure derivaat, over het algemeen in een gechloreerde oplosmiddelen systeem of dimethylformamide (DMF)2,3,4. De geactiveerde zure afgeleide ondergaat vervolgens een nucleofiele acylsubstitutie met een alcohol om te vormen van de ester-product, dat gewoonlijk wordt gezuiverd via chromatografie. De Steglich verestering kan milde koppeling van grote, complexe carbonzuren en alcoholen, met inbegrip van sterically gehinderd secundaire en tertiaire alcoholen2,5,6. Het doel van dit werk is het wijzigen van de standaard Steglich verestering protocol om te zorgen voor een groenere synthetische optie voor deze gemeenschappelijke verestering reactie.
Een belangrijk aspect in het ontwerp van nieuwe synthetische methode is te streven naar het minimaliseren van het gebruik en de vorming van gevaarlijke stoffen. De twaalf beginselen van groene chemie7 kan worden gebruikt om een richtsnoer voor het maken van veiligere syntheses. Sommigen hiervan omvatten de preventie van afvalproductie (beginsel 1) en het gebruik van veiliger oplosmiddelen (principe 5). In het bijzonder rekening oplosmiddelen voor 80-90% van de niet-waterige massa van de materialen in farmaceutische productie8. Dus, een protocol voor het gebruik van een minder gevaarlijke oplosmiddel wijzigen kunt maken een grote impact op de groenheid van een organische reactie.
Steglich verestering reacties vaak gebruiken watervrij gechloreerde oplosmiddelen systemen of DMF; echter, deze oplosmiddelen zijn van belang voor zowel het milieu en de gezondheid van de mens. Dichloormethaan (CH2Cl2) en chloroform (CHCl3) zijn waarschijnlijk menselijke carcinogenen, en DMF heeft voortplantingstoxiciteit zorgen9. Daarnaast is CH2Cl2 die de ozonlaag afbreken van10. Dus zou een minder gevaarlijk oplosmiddel voor de Steglich verestering van groot nut. Hoewel er niet nog groene vervangingen voor polaire Aprotisch oplosmiddelen, wordt acetonitril aanbevolen als een groener vervanging voor CH2Cl2, CHCl3en DMF9. Acetonitril is momenteel geproduceerd als bijproduct bij de vervaardiging van acrylonitril; echter, een groene synthese van acetonitril uit biomassa op een academische schaal is gerapporteerde11, en mogelijkheden voor het hergebruik en de terugwinning van afvalstromen worden onderzocht12. Acetonitril is eerder gebruikt als een groener oplosmiddel alternatief voor carbodiimide koppeling reacties in solid-phase peptide synthese te vormen van de amide verbanden13. Het gebruik van acetonitril als een oplosmiddel systeem voor Steglich esterifications is aangetoond dat14,15,16,17,18,19, 20,21; echter, deze methoden zijn niet gericht op het groene aspect van het oplosmiddel en ook gebruikmaken van extra reiniging via kolom-chromatografie.
Ook het verminderen van de behoefte voor kolom-chromatografie als een zuivering minimaliseert gevaarlijke oplosmiddelen afvalstoffen8. Naast het gebruik van een minder gevaarlijke reactie oplosmiddel, kan de methodologie het isolement van zeer zuiver product zonder de noodzaak voor chromatografie. De traditioneel gebruikte dicyclohexylcarbodiimide (DCC) koppeling reagens is gesubstitueerd met 1-ethyl - 3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC). De fundamentele amine functionele groep op dit reagens maakt de reactie bijproducten en eventuele resterende reagentia worden verwijderd via zure en fundamentele wassen stappen.
Het protocol hierin gepresenteerd kan worden gebruikt met een verscheidenheid van zuur en alcohol partners (Figuur 1). Het werd gebruikt voor het synthetiseren van een kleine bibliotheek met cinnamyl ester derivaten met behulp van primaire, secundaire, benzyl en allyl alcoholen en fenolen22. Bovendien, de snelheid van de reactie van de verestering in acetonitril vergelijkbaar is met die in het gechloreerde en DMF oplosmiddel systemen, zonder een noodzaak om te drogen of de acetonitril voorafgaand aan de reactie22destilleren. Esters gesynthetiseerd uit tertiaire alcoholen niet zijn geïsoleerd, dat is momenteel een beperking van de methodologie ten opzichte van de traditionele Steglich verestering in gechloreerde oplosmiddelen23. Daarnaast kunnen andere zuur-labiele groepen worden beïnvloed door de zure wassen stappen, waardoor potentieel kolom-chromatografie voor zuivering na acetonitril verwijdering. Ondanks deze beperkingen is de reactie een facile en algemene methode voor de synthese van esters in hoge opbrengsten met behulp van een scala aan zowel alcohol en carbonzuur componenten. Het gebruik van een groener oplosmiddel systeem en de hoge zuiverheid zonder de noodzaak voor chromatografie stappen maken dit protocol een aantrekkelijk alternatief voor een traditionele Steglich verestering.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58803/58803fig1.jpg"> Figuur 1. Algemene reactie regeling. De algemene regeling voor de reactie omvat de koppeling van een carbonzuur en een alcohol, die wordt bevorderd met behulp van een carbodiimide koppeling reagens (1-ethyl - 3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride, of EDC) en 4-dimethylaminopyridine ( DMAP) in acetonitril. Om aan te tonen de reactie-breedte, werden esters gevormd met behulp van verschillende zuren (1-5) met een primaire (6) of een middelbare (7) alcohol. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58803/58803fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</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

De Steglich verestering is een veel gebruikte reactie voor de synthese van esters van carbonzuren en alcoholen. Terwijl efficiënte en milde, is de reactie vaak uitgevoerd met behulp van gechloreerde of amide oplosmiddel systemen, die gevaar voor de menselijke gezondheid en het milieu opleveren. Onze methodologie maakt gebruik van acetonitril een groenere en minder gevaarlijke oplosmiddelen systeem. Dit protocol vertoont tarieven en opbrengsten die vergelijkbaar met traditionele oplosmiddel systemen zijn en maakt gebruik van een extractie en wassen volgorde die de noodzaak voor de zuivering van het product van de ester via kolom-chromatografie elimineert. Deze algemene methode kan worden gebruikt om alleen een verscheidenheid van carbonzuren met 1° en 2° alifatische alcoholen, benzylische en allylische alcoholen en fenolen te verkrijgen pure esters in hoge opbrengsten. Het doel van het protocol hier gedetailleerde is bedoeld als een groener alternatief voor een gemeenschappelijke verestering reactie, die nuttig zijn voor de synthese van ester in zowel academische als industriële toepassingen dienen kan.

Met behulp van de gewijzigde Steglich verestering in acetonitril, gevolgd door een zuur-base extractie-workup, is 3-methoxybenzyl-CINNAMAAT (8) verkregen als een lichtgeel-olie (205 mg, 90% rendement) zonder naar de nood voor kolom-chromatografie. 1 H en 13C-NMR-spectra worden weergegeven in Figuur 2 om te bevestigen de structuur en om aan te geven van de zuiverheid.
<p class="jove_content" fo:keep-together.within-pa...

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

Een gewijzigde Steglich verestering reactie werd gebruikt voor het synthetiseren van een kleine bibliotheek met ester derivaten met primaire en secundaire alcoholen. De methode maakt gebruik van een niet-gehalogeneerde en groener oplosmiddel, acetonitrile en kunt product isolatie in hoge opbrengsten zonder de noodzaak voor de chromatografische zuivering.

Synthese van Esters Via een groener Steglich verestering in acetonitril

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

Het algemene doel van dit experiment is om een groenere methodologie te bieden voor een gemeenschappelijke esterificatiereactie, die nuttig zou kunnen zijn voor estro-synthese in academische en industriële toepassingen. Onze methode kan worden gebruikt voor een efficiënte en milde synthese van esters door carboxylzuren te koppelen aan primaire of secundaire alcoholen of fenolen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het gebruik van gevaarlijke gechloreerde of amide reactieoplosmiddelen elimineert en het minimaliseert oplosmiddelafval tijdens de zuivering zonder in te boeten reactiesnelheid of productzuiverheid.Het aantonen van de procedure zal Andrew Lutjen en Mackenzie Quirk, undergraduate onderzoekers van mijn laboratorium. Combineer eerst trans-Cinnamic acid, DMAP en EDC in een ronde kolf van 50 milliliter. Voeg 15 milliliter acetonitril toe en 98 microliter 3-Methoxybenzyl alcohol aan het mengsel, samen met een magnetische roerstaaf.Klem de kolf in een waterbad van 40 graden Celsius en roer de reactie. Monitor de reactie van TLC met behulp van ethylacetaat en hexaan. Zodra de reactie is voltooid, verwijder de acetonitril onder verminderde druk met behulp van een roterende verdamper om een ruwe vaste stof te verkrijgen.Voeg aan het residu 20 milliliter per diethylether en één kies zoutzuur toe. Draai de kolf om het residu op te lossen in de oplosmiddellagen. Giet de oplossing vervolgens in een separatory trechter.Spoel de verdampende kolf met vijf milliliter diethylether en voeg de spoeling toe aan de separatory trechter. Schud voorzichtig de separatory trechter om het product in de etherlaag te halen en maak regelmatig ontluchting. Laat de lagen scheiden en verwijder vervolgens de waterige laag door deze uit de onderkant van de trechter in een Erlenmeyer-kolf te draineren.Voeg aan de organische laag die in de separatory trechter blijft, 20 milliliter van één molair zoutzuur toe en schud de separatory kolf voorzichtig, die periodiek ontluchting. Laat de lagen scheiden en verwijder vervolgens de waterige laag door deze uit de onderkant van de trechter in een Erlenmeyer-kolf te draineren. Herhaal de wasprocedure met verzadigd natriumbicarbonaat en verzadigd natriumchloride.Breng na het voltooien van de wasstappen de organische laag van de separatory trechter over in een schone Erlenmeyer-kolf. Droog de laag met magnesiumsulfaat. Vervolgens filtert de zwaartekracht de oplossing door filterpapier in een gemaskerde verdampingskolf.Verwijder hierna het oplosmiddel diethylace onder verminderde druk met behulp van een roterende verdamper. Analyseer een monster van het product door proton en koolstof NMR Spectroscopie in deuterated chloroform, en door massaspectrometrie. In een 50-milliliter ronde fleskolf, combineren trans-cinnamic zuur, DMAP, en EDC.Voeg 15 milliliter acetonitril en 157 milligram Difenylmethanol toe aan het mengsel, samen met een magnetische roerbalk. Klem de kolf vast en roer de reactie 24 uur op kamertemperatuur. Steek een luchtcondensator in de kolfhals om oplosmiddelverdamping te minimaliseren.Zodra de reactie is voltooid, volg de extractie workup en wasprocedure zoals eerder beschreven. In een 50-milliliter ronde-bodem kolf, combineren decanoïnezuur, DMAP, en EDC. Voeg 15 milliliter acetonitril en 157 milligram Dithenylmethanol toe aan het mengsel, samen met een magnetische roerbalk.Klem de kolf vast en roer de reactie 24 uur op kamertemperatuur. Steek een luchtcondensator in de kolfhals om oplosmiddelverdamping te minimaliseren. Zodra de reactie is voltooid, volg de extractie workup en wasprocedure zoals eerder beschreven.Met behulp van de gewijzigde Steglich esterificatiereactie, 3-Methoxybenzyl cinnamaat werd verkregen in 90%rendement zonder de noodzaak van kolomchromatografie, zoals bevestigd door proton en koolstof NMR Spectroscopie. Verbindingen negen tot 17 werden gesynthetiseerd met behulp van een soortgelijk protocol, met opbrengsten van 77 tot 90%Alle verbindingen werden geanalyseerd door NMR Spectroscopie en hoge resolutie massaspectrometrie, en bleek van vergelijkbare zuiverheid te zijn als 3-Methoxybenzyl cinnamaat door NM-analyse. Kleine wijzigingen in het protocol voor primaire alcoholen werden aangebracht om optimale opbrengsten en zuiverheid te verkrijgen voor verbindingen 12 tot 17.Secundaire alcohol reacties werden uitgevoerd voor langer om de reactie te gaan tot voltooiing. In de decanoïnezuurreacties, voor esterverbindingen 12 en 17, met behulp van 1,2 equivalenten van carboxylzuur aan een equivalent van alcohol voor zowel primaire als secundaire alcoholen, leverde esters met een decanoïnezuur onzuiverheid. Het onzuiverheidsprobleem werd opgelost door een één-op-één molaire verhouding van decanoïnezuur en alcohol met een iets langere reactietijd te gebruiken.Deze voorwaarden leverden zuivere esterproducten op, die door een verlies van het onzuiverheidssignaal bij 2.35 delen per miljoen in het spectrum van proton NMR worden vermeld. Zoals bij elke organische synthesemethode moeten veiligheidsinformatiebladen voor chemische stoffen worden geraadpleegd en moeten bij het uitvoeren van deze procedure gebruik worden gemaakt van de juiste persoonlijke beschermingsmiddelen en -faciliteiten.

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

Voorbereiding en gebruik van samariumdijodide (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) In Organic Synthesis: The mechanische rol van HMPA en Ni (II) zouten in de 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

Synthese en afschilfering van discotische zirkonium Fosfaten om colloïdale vloeibare kristallen te verkrijgen

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

Eiwitsynthese Bioconjugaten<em&gt; via</em&gt; Cysteïne-maleïmide Chemistry

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

De synthese van [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; Met behulp van een Metastabiel Sn (I) Halide Solution bereid met een Co-condensatie Techniek

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

Protocol voor de vaste fase synthese van oligomeren van RNA die een 2&#39;-<em&gt; O</em&gt; -thiophenylmethylmodificatie en karakterisering via cirkelvormige dichroïsme

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 magnetron-bijgewoonde conversie van anomere nitraat-esters naar 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

Synthese van substraat-gebonden Au Nanowires Via een mechanisme van het actieve oppervlak groei

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

Een snelle synthese methode voor Au, Pd en Pt Aerogels Via directe vermindering van de oplossingsgerichte

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

Solid-phase synthese van [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

Synthese van monodispers cilindrische nanodeeltjes via kristallisatie-gedreven zelf-assemblage van biologisch afbreekbaar blok copolymeren

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