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

Cette recherche a été financée par Siena College et le centre de recherche de premier cycle et aux activités créatrices. Nous remercions le Dr Thomas Hughes et Dr Kristopher Kolonko pour les conversations utiles, Mme Allycia Barbera pour tôt le travail sur cette méthodologie et la sienne College Stewart Instrumentation avancée et technologie (SAInT) Centre de ressources de l’instrumentation.

ATTENTION : Consultez les fiches de données sécurité (FDS) avant d’utiliser les produits chimiques dans cette procédure. Utilisation personnels équipement de protection approprié (PPE) dont splash lunettes, blouse et nitrile ou gants butyle comme la plupart des réactifs et solvants sont corrosifs ou inflammables. Effectuer toutes les réactions dans une hotte aspirante. Il est inutile de verrerie sèche ou d’utiliser une atmosphère d’azote pour ce protocole.
1. réaction de coupla...

<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>

La méthodologie présentée ici a été développée pour minimiser les risques de solvant associée à une estérification de Steglich traditionnelle en utilisant un système de solvants plus écologique et en réduisant la nécessité d’une colonne de chromatographie8,9. Taux et rendements des réactions comparable peuvent être réalisés avec l’utilisation de l’acétonitrile à la place des solvants chlorés secs ou DMF22.
<...

Ester composés sont largement utilisés pour les applications telles que la saveur des composés, produits pharmaceutiques, cosmétiques et matières. Couramment, l’utilisation de carbodiimide réactifs de couplage est utilisée pour faciliter une formation d’ester d’acide carboxylique et un alcool1. Par exemple, dans l’estérification de Steglich, dicyclohexylcarbodiimide (DCC) réagit avec un acide carboxylique en présence de la 4-diméthylaminopyridine (DMAP) pour former un dérivé de l’acide activé, généralement dans un système de solvants chloré ou diméthylformamide (DMF)2,3,4. Le dérivé de l’acide activé puis subit une substitution nucléophile acyle avec un alcool pour former l’ester produit, qui est généralement purifié par chromatographie en phase. L’estérification de Steglich permet couplage doux de vastes et complexes des acides carboxyliques et alcools, y compris stériquement entravé les alcools secondaires et tertiaires2,5,6. L’objectif de ce travail consiste à modifier le protocole standard de Steglich esterification pour fournir une option plus écologique synthétique de cette réaction d’estérification commune.
Un aspect important dans la conception d’une nouvelle méthodologie synthétique doit chercher à minimiser l’utilisation et la formation de substances dangereuses. Les douze principes de la chimie verte7 peut être utilisé pour fournir une ligne directrice pour la création des synthèses plus sûres. Certains d'entre eux comprennent la prévention de la production de déchets (principe 1) et l’utilisation de solvants plus sûres (principe 5). En particulier, les solvants représentent 80 à 90 % de la masse non aqueux des matériaux dans la fabrication de produits pharmaceutiques,8. Ainsi, modifier un protocole pour utiliser un solvant moins dangereux peut avoir un impact important sur la verdure d’une réaction de chimie organique.
Réactions d’estérification Steglich utilisent souvent des systèmes de solvants chlorés anhydres ou DMF ; Toutefois, ces solvants sont préoccupantes pour l’environnement et la santé humaine. Dichlorométhane (CH2Cl2) et le chloroforme (CHCl3) sont probables cancérogènes pour les humains, et DMF a toxicité pour la reproduction concerne9. En outre, CH2Cl2 est l’ozone10. Ainsi, un solvant moins dangereux pour l’estérification de Steglich serait de grande utilité. Bien qu’il existe pas encore vert de remplacements pour les solvants aprotiques polaires, l’acétonitrile est recommandé comme un remplacement plus écologique pour CH2Cl2, CHCl3et9de la DMF. L’acétonitrile est actuellement produite comme sous-produit dans la fabrication d’acrylonitrile ; Cependant, une synthèse verte d’acétonitrile provenant de la biomasse à l’échelle académique a été rapporté11, et les options possibles pour la réutilisation et la valorisation des flux de déchets soient étudiées12. L’acétonitrile a encore été utilisée comme une alternative plus écologique de solvant pour carbodiimide dans la synthèse de peptide de phase solide, les réactions de couplage pour former amide liens13. L’utilisation d’acétonitrile comme un système de solvants de Steglich estérifications a été démontrée14,15,16,17,18,19, 20,21; Cependant, ces méthodes n’ont pas porté sur l’aspect vert du solvant et emploient également supplémentaire purification par chromatographie sur colonne.
Réduire la nécessité d’une chromatographie sur colonne comme une étape de purification aussi minimise dangereux déchets solvant8. En plus d’utiliser un solvant de réaction moins dangereux, la méthodologie permet l’isolement du produit très pur sans la nécessité pour la chromatographie. Le réactif de couplage utilisé traditionnellement dicyclohexylcarbodiimide (DCC) est remplacé par 1-éthyl - 3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide chlorhydrate (EDC). Le groupe fonctionnel amine base sur ce réactif permet les sous-produits de la réaction et tout réactifs résiduels à enlever par des lavages acides et basiques.
Le protocole présenté ci-après peut être utilisé avec une variété de partenaires de l’acide et l’alcool (Figure 1). Elle a été utilisée pour synthétiser une petite bibliothèque de cinnamyle esters dérivés à l’aide des alcools et des phénols22primaire, secondaire, benzyle et allyle. En outre, la vitesse de la réaction d’estérification dans l’acétonitrile est comparable à celui dans le chlorés et les systèmes de solvants DMF, sans avoir à sécher ou distiller l’acétonitrile avant la réaction22. Esters de synthèse d’alcools tertiaires n’ont pas été isolés, qui est actuellement une limitation de la méthodologie par rapport à l’estérification de Steglich traditionnelle dans chloré solvant23. En outre, les autres groupes labiles pourraient être affectés par les étapes de lavage acide, potentiellement nécessitant par chromatographie sur colonne de purification après le retrait de l’acétonitrile. Malgré ces limites, la réaction est une méthode facile et générale pour la synthèse d’esters avec des rendements élevés à l’aide d’une gamme de composants de l’alcool et l’acide carboxylique. L’utilisation d’un système de solvants plus verte et haute pureté sans le besoin d’étapes de chromatographie en font une alternative intéressante à une estérification de Steglich traditionnelle du protocole.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58803/58803fig1.jpg"> Figure 1. Schéma de la réaction générale. Le régime général de la réaction implique le couplage d’un acide carboxylique et un alcool, qui est facilité en utilisant un réactif de couplage carbodiimide (1-éthyl - 3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide chlorhydrate, ou EDC) et 4-diméthylaminopyridine ( DMAP) dans l’acétonitrile. Pour démontrer l’ampleur de la réaction, esters ont été formés à l’aide de divers acides (1-5) avec un primaire (6) ou un alcool secondaire (7). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58803/58803fig1large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</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

L’estérification de Steglich est une réaction largement utilisé pour la synthèse d’esters d’acides carboxyliques et les alcools. Bien qu’efficace et doux, la réaction est couramment pratiquées à l’aide de chlorés ou systèmes de solvants amide, qui constituent un dangereuses pour la santé humaine et l’environnement. Notre méthodologie utilise l’acétonitrile comme un plus vert et moins dangereux système de solvant. Ce protocole présente des taux et des rendements comparables aux systèmes de solvants traditionnels et emploie une extraction et une séquence de lavage qui élimine le besoin pour la purification du produit ester par chromatographie sur colonne. Cette méthode générale permet de coupler une variété d’acides carboxyliques avec 1° et 2° alcools aliphatiques, alcools benzyliques et allyliques et phénols à obtenir purs esters avec des rendements élevés. L’objectif du protocole détaillé ici est de fournir une alternative plus écologique à une réaction d’estérification commune, qui pourrait servir utile pour la synthèse d’ester tant académique et industriel.

À l’aide de l’estérification de Steglich modifiée dans l’acétonitrile, suivie d’un bilan d’extraction acide-base, 3-methoxybenzyl cinnamate (8) a été obtenue comme une huile jaune pâle (205 mg, rendement 90 %) sans la nécessité d’une chromatographie sur colonne. 1 Spectres RMN de C H et 13sont présentés dans la Figure 2 pour confirmer la structure et pour indiquer la pureté.
<p class="jove_con...

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

Une réaction d’estérification Steglich modifiée a été utilisée pour synthétiser une petite bibliothèque d’esters dérivés avec les alcools primaires et secondaires. La méthodologie utilise un solvant, d’acétonitrile non halogénés et plus écologique et permet l’isolement produit des rendements élevés sans la nécessité d’une purification par chromatographie.

Synthèse des Esters Via une estérification de Steglich plus écologique dans l’acétonitrile

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

L’objectif global de cette expérience est de fournir une méthodologie plus verte pour une réaction commune d’estérification, qui pourrait servir utile pour l’estro-synthèse dans les applications académiques et industrielles. Notre méthode peut être utilisée pour une synthèse efficace et douce des esters en couplant les acides carboxyliques avec des alcools primaires ou secondaires ou des phénols. Le principal avantage de cette technique est qu’elle élimine l’utilisation de solvants de réaction chlorés ou amidés dangereux et qu’elle minimise les déchets solvants pendant la purification sans sacrifier le taux de réaction ou la pureté du produit.Andrew Lutjen et Mackenzie Quirk, chercheurs de premier cycle de mon laboratoire, démontreront la procédure. Tout d’abord, combinez l’acide trans-cinamic, DMAP, et EDC dans un flacon rond-fond de 50 millilitres. Ajouter 15 millilitres d’acétyltrile et 98 microlitres d’alcool 3-Methoxybenzyl au mélange, ainsi qu’une barre magnétique.Serrez le rabat dans un bain d’eau de 40 degrés Celsius et remuer la réaction. Surveillez la réaction de TLC, à l’aide d’acétate éthylique et d’hexanes. Une fois la réaction terminée, retirer l’acétylonitrile sous une pression réduite à l’aide d’un évaporateur rotatif pour obtenir un solide brut.Aux résidus, ajouter 20 millilitres chacun d’éther de détyle et une molaire d’acide chlorhydrique. Faites tourbillonner le flacon pour dissoudre les résidus dans les couches de solvants. Ensuite, versez la solution dans un entonnoir séparateur.Rincer le flacon d’évaporation avec cinq millilitres d’éther de déthyle et ajouter le rinçage à l’entonnoir séparateur. Secouez doucement l’entonnoir séparateur pour extraire le produit dans la couche d’éther, en l’achemineant périodiquement. Laissez les couches se séparer, puis retirez la couche aqueuse en la drainant du fond de l’entonnoir dans un flacon Erlenmeyer.À la couche organique qui reste dans l’entonnoir séparatoire, ajouter 20 millilitres d’un acide chlorhydrique molaire et secouer délicatement le flacon séparateur, en l’acheminant périodiquement. Laissez les couches se séparer, puis retirez la couche aqueuse en la drainant du fond de l’entonnoir dans un flacon Erlenmeyer. Répétez la procédure de lavage avec du bicarbonate de sodium saturé et du chlorure de sodium saturé.Après avoir terminé les étapes de lavage, transférer la couche organique de l’entonnoir séparateur dans un flacon Erlenmeyer propre. Sécher la couche avec du sulfate de magnésium. Puis filtrer la solution à travers du papier filtre dans un flacon d’évaporation masqué.Par la suite, retirez le solvant d’éther de diététhyle sous une pression réduite, à l’aide d’un évaporateur rotatif. Analyser un échantillon du produit par spectroscopie NMR proton et carbone en chloroforme déréflé et par spectrométrie de masse. Dans un flacon à fond rond de 50 millilitres, mélanger l’acide transcimnamic, le DMAP et EDC.Ajouter 15 millilitres d’acétyonitrile et 157 milligrammes de diphénylméthanol au mélange, ainsi qu’une barre magnétique. Serrez le rabat et remuez la réaction à température ambiante pendant 24 heures. Insérez un condenseur d’air dans le cou du flacon pour minimiser l’évaporation des solvants.Une fois la réaction terminée, suivez la procédure d’extraction et de lavage telle qu’elle a été décrite précédemment. Dans un flacon à fond rond de 50 millilitres, mélanger l’acide décantoïque, le DMAP et EDC. Ajouter 15 millilitres d’acétylonitrile et 157 milligrammes de Dithenylmethanol au mélange, ainsi qu’une barre magnétique.Serrez le rabat et remuez la réaction à température ambiante pendant 24 heures. Insérez un condenseur d’air dans le cou du flacon pour minimiser l’évaporation des solvants. Une fois la réaction terminée, suivez la procédure d’extraction et de lavage telle qu’elle a été décrite précédemment.Utilisant la réaction modifiée d’estérification de Steglich, le cinnamate 3-Methoxybenzyl a été obtenu dans le rendement de 90%sans besoin de chromatographie de colonne, comme confirmé par spectroscopie de NMR de proton et de carbone. Composés neuf à 17 ont été synthétisés en utilisant un protocole similaire, avec des rendements de 77 à 90%Tous les composés ont été analysés par spectroscopie NMR et spectrométrie de masse à haute résolution, et s’est révélé être d’une pureté similaire à 3-Methoxybenzyl cinnamate par analyse NMR. De légères modifications ont été apportées au protocole pour les alcools primaires afin d’obtenir des rendements et une pureté optimaux pour les composés 12 à 17.Les réactions secondaires d’alcool ont été courues plus longtemps pour permettre à la réaction d’aller à l’accomplissement. Dans les réactions d’acide décantique, pour les composés ester 12 et 17, en utilisant 1,2 équivalents d’acide carboxylique à un équivalent d’alcool pour les alcools primaires et secondaires, a donné esters avec une impureté acide décantoïque. Le problème d’impureté a été résolu en utilisant un rapport molaire d’acide décantoïque à l’alcool avec un temps de réaction légèrement plus long.Ces conditions ont donné des produits purs d’ester, indiqués par une perte du signal d’impureté à 2.35 parties par million dans le spectre de NMR de proton. Comme pour toute méthode de synthèse organique, les fiches de données sur l’innocuité des produits chimiques devraient être consultées et l’équipement et les installations de protection individuelle appropriés devraient être utilisés lors de l’exécution de cette procédure.

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

Préparation et utilisation de samarium diiodure (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) In Organic Synthesis: Le rôle mécanistique de HMPA et Ni (II) Sels dans la réaction Samarium Barbier

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

Recherche

Chimie

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

Synthèse et exfoliation de discotique Zirconium Phosphates pour obtenir des cristaux liquides colloïdal

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

Synthèse des bioconjugués protéiques<em&gt; via</em&gt; Cystéine-maléimide 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

Synthèse de la [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; L&#39;utilisation d&#39;un Sn métastable (I) Solution Halide Synthétisé via une technique de co-condensation

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

Protocole pour la synthèse en phase solide d&#39;oligomères d&#39;ARN contenant un 2&#39;-<em&gt; O</em&gt; -thiophénylméthyle Modification et caractérisation via le dichlorisme circulaire

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

Monotope assistée par micro-ondes de la Conversion du Nitrate anomère-esters en 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

Synthèse de nanofils Au substrat-bondissent Via un mécanisme de croissance de Surface Active

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

Une méthode de synthèse rapide Au, Pd et Pt aérogels par réduction directe axée sur la Solution

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

Synthèse en phase solide de [4,4] Spirocyclique 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

Synthèse de nanoparticules cylindriques monodispersées par l'auto-assemblage de copolymères de blocs biodégradables

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