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

Diese Forschung wurde von Siena College und das Zentrum für Undergraduate Research und schöpferische Tätigkeit unterstützt. Wir bedanken uns bei Dr. Thomas Hughes und Dr. Kristopher Kolonko für hilfreiche Gespräche, Frau Allycia Barbera für frühen Stadium arbeiten auf dieser Methodik, und die Siena College Stewart erweiterte Instrumentierung und Technologiezentrum (SAInT) für Instrumentierung Ressourcen.

Achtung: Konsultieren Sie Sicherheitsdatenblätter (SDB) vor dem Gebrauch von Chemikalien in diesem Verfahren. Verwendung geeigneter persönlicher Schutzausrüstung (PSA) einschließlich Splash goggles, Laborkittel und Nitril oder Butyl Handschuhe als viele der Reagenzien und Lösungsmitteln sind ätzend oder entzündlich. Führen Sie alle Reaktionen in einer Dampfhaube. Es ist unnötig, trockene Gläser oder Stickstoff-Atmosphäre für dieses Protokoll verwenden.
1. Carbodiimide Kupplung Reakti...

<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>

Die hier vorgestellte Methodik wurde entwickelt, um die Gefahren von Lösungsmittel, die im Zusammenhang mit einer traditionellen Steglich-Veresterung mithilfe einer grüneren Lösungsmittelsystem und reduzieren die Notwendigkeit für Spalte Chromatographie8,9zu minimieren. Vergleichbare Reaktion Erträge und Preise können mit dem Einsatz von Acetonitril anstelle von trockenen chlorierte Lösungsmittel oder DMF22erreicht werden.
<p cl...

Ester-Verbindungen sind für Anwendungen wie Aromastoffe, Arzneimittel, Kosmetika und Materialien verbreitet. Im Allgemeinen ist Carbodiimide Koppelung Reagenzien verwendet, eine Ester-Bildung aus einer Carbonsäure und ein Alkohol-1zu erleichtern. Z. B. in der Steglich-Veresterung Dicyclohexylcarbodiimide (DCC) ist reagierte mit einer Carbonsäure in Gegenwart von 4-Dimethylaminopyridine (DMAP) zu einer aktivierten Säure Ableitung bilden in der Regel in einem chlorierten Lösungsmittel-System oder Dimethylformamid (DMF)2,3,4. Die aktivierte Säure Ableitung durchläuft dann eine nucleophilen Acyl-Substitution mit einem Alkohol Ester Produkt bilden, die in der Regel per Chromatographie gereinigt wird. Die Steglich-Veresterung ermöglicht eine milde Kopplung von großen, komplexen Carbonsäuren und Alkohole, einschließlich sterisch behindert sekundäre und tertiäre Alkohole2,5,6. Das Ziel dieser Arbeit ist es, Steglich Veresterung das Standardprotokoll um eine grünere synthetische Option für diese gemeinsame Veresterung Reaktion zu ändern.
Ein wichtiger Aspekt bei der Gestaltung der neuen synthetischen Methodik soll versuchen, die Verwendung und die Bildung von gefährlichen Stoffen zu minimieren. Die zwölf Prinzipien der grünen Chemie7 kann verwendet werden, um einen Leitfaden für die Erstellung sicherer Synthesen bieten. Einige von Ihnen gehören die Prävention von Abfallaufkommen (Grundsatz 1) und die Verwendung sicherer Lösungsmittel (Prinzip 5). Insbesondere entfallen Lösungsmittel 80-90 % der nichtwässrigen Masse des Materials in der Arzneimittelherstellung8. So kann ein Protokoll, um eine weniger gefährliche Lösungsmittel verwenden ändern einen großen Einfluss auf das Grün einer organische Reaktion zu machen.
Steglich-Veresterung Reaktionen verwenden oft wasserfreie chlorierte Lösungsmittel Systeme oder DMF; Allerdings sind diese Lösungsmittel zur Sorge für die Umwelt und die menschliche Gesundheit. Dichlormethan (CH2Cl2) und Chloroform (KCHL3) sind wahrscheinlich menschlichen Karzinogene und DMF hat Reproduktionstoxizität Bedenken9. Darüber hinaus ist CH2Cl2 ozonschädigenden10. So würde eine weniger gefährliche Lösungsmittel für die Steglich-Veresterung von großem Nutzen sein. Es gibt, zwar nicht als Ersatz für polare aprotische Lösungsmittel noch grün wird Acetonitril als umweltfreundlicher Ersatz für CH2Cl2, KCHL3und DMF9empfohlen. Acetonitril wird derzeit als Nebenprodukt bei der Herstellung von Acrylnitril hergestellt; jedoch werden wurde eine grüne Synthese von Acetonitril aus Biomasse auf akademischer Ebene berichtet11, und mögliche Optionen für die Wiederverwendung und Verwertung von Abfallströmen untersuchten12. Acetonitril wurde zuvor als eine umweltfreundlichere Alternative Lösungsmittel für Carbodiimide Kupplung Reaktionen in der Festphasen-Peptidsynthese verwendet Amid Gestänge13zu bilden. Die Verwendung von Acetonitril als Lösungsmittel-System für Steglich Esterifications wurde gezeigt14,15,16,17,18,19, 20,21; Allerdings haben diese Methoden nicht auf der grüne Aspekt des Lösungsmittels und beschäftigen auch zusätzliche Reinigung durch Säulenchromatographie.
Verringerung des Bedarfs an Säulenchromatographie als Reinigungsschritt auch minimiert gefährliche Lösungsmittel Abfall8. Neben der Verwendung von weniger gefährlichen Reaktionslösungsmittel, ermöglicht die Methodik die Isolation der hochreines Produkt ohne die Notwendigkeit für die Chromatographie. Die traditionell verwendeten Dicyclohexylcarbodiimide (DCC) Kupplung Reagenz wird ersetzt mit 1-Ethyl - 3-(3-Dimethylaminopropyl) Carbodiimide Hydrochlorid (EDC). Die grundlegende funktionelle Amingruppe auf dieses Reagenz ermöglicht die Nebenprodukte der Reaktion und alle verbleibenden Reagenzien über saure und basische Wäsche Schritte entfernt werden.
Das Protokoll enthaltenen kann mit einer Vielzahl von Partnern von Säure und Alkohol (Abbildung 1) verwendet werden. Es wurde verwendet, um eine kleine Bibliothek von Cinnamyl Ester Derivate mit Primar-, Sekundar-, Benzyl und Allyl Alkohole und Phenole22zu synthetisieren. Darüber hinaus die Rate der Veresterung Reaktion in Acetonitril ist vergleichbar mit dem in der chlorierten und DMF Lösungsmittel Systeme, ohne eine Notwendigkeit zu trocknen oder Acetonitril vor der Reaktion22zu destillieren. Ester aus tertiären Alkoholen synthetisiert wurden nicht isoliert, das ist derzeit eine Einschränkung der Methode im Vergleich zu den traditionellen Steglich-Veresterung in chlorierte Lösungsmittel23. Darüber hinaus könnte andere Säure-labile Gruppen der Acid-Waschung, betroffen werden möglicherweise erfordern Säulenchromatographie zur Reinigung nach Acetonitril Entfernung. Trotz dieser Einschränkungen ist die Reaktion eine einfache und allgemeine Methode für die Synthese von Estern in hohe Erträge mit einer Reihe von Alkohol und die Carbonsäure Komponenten. Die Verwendung einer grüneren Lösungsmittelsystem und hoher Reinheit ohne die Notwendigkeit für Chromatographie Schritte machen dies eine attraktive Alternative zu einem traditionellen Steglich-Veresterung zu Protokoll.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58803/58803fig1.jpg"> Abbildung 1: Allgemeine Reaktionsschema. Das allgemeine Schema für die Reaktion beinhaltet die Kopplung von einer Carbonsäure und ein Alkohol, der durch eine Carbodiimide Kupplung Reagenz erleichtert wird (1-Ethyl - 3-(3-Dimethylaminopropyl) Carbodiimide Hydrochlorid oder EDC) und 4-Dimethylaminopyridine () DMAP) in Acetonitril. Um die Reaktion Breite zu demonstrieren, wurden Ester gebildet mit verschiedenen Säuren (1-5) mit einem primären (6) oder sekundären (7) Alkohol. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58803/58803fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</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

Die Steglich-Veresterung ist eine weit verbreitete Reaktion für die Synthese von Estern aus Carbonsäuren und Alkoholen. Effiziente und mild, ist die Reaktion häufig ausgeführte mit Chlor oder Amid Lösungsmittel Systeme, die gefährlich für die menschliche Gesundheit und die Umwelt sind. Unsere Methodik nutzt Acetonitril als eine grünere und weniger gefährlichen Lösungsmittelsystem. Dieses Protokoll stellt Zinssätze und Renditen, die herkömmliche Lösungsmittel Systeme vergleichbar sind und beschäftigt ein Absaug- und waschen-Sequenz, die eliminiert die Notwendigkeit für die Reinigung von Ester Produkt über Säulenchromatographie. Diese allgemeine Methode lässt sich eine Vielzahl von Carbonsäuren paar mit 1° und 2° aliphatische Alkohole, benzylic und allylic Alkohole und Phenole, reine Ester in hohen Ausbeuten zu erhalten. Das Ziel des hier beschriebenen Protokolls soll eine umweltfreundlichere Alternative zu einer gemeinsamen Veresterung Reaktion zur Verfügung zu stellen, die in akademischen und industriellen Anwendungen nützlich für Ester Synthese dienen könnten.

Mit der veränderten Steglich-Veresterung in Acetonitril, gefolgt von einer Säure-Base-Extraktion-Aufarbeitung, erhielt 3-Methoxybenzyl Cinnamate (8) als hellgelbe Öl (205 mg, 90 % Ausbeute) ohne die Notwendigkeit der Säulenchromatographie. 1 H und 13C-NMR-Spektren sind in Abbildung 2 zu bestätigen, die Struktur und Reinheit anzuzeigen vorgestellt.
Verbindu...

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

Eine modifizierte Steglich-Veresterung-Reaktion wurde verwendet, um eine kleine Bibliothek von Ester-Derivaten mit primären und sekundären Alkoholen zu synthetisieren. Die Methodik verwendet einen halogenfreien und grüner Lösungsmittel, Acetonitril und Produkt Isolierung in hohe Erträge ohne die Notwendigkeit für die chromatographische Reinigung ermöglicht.

Synthese von Estern über ein grüner Steglich-Veresterung 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 ...

Das übergeordnete Ziel dieses Experiments ist es, eine grünere Methodik für eine gemeinsame Veresterungsreaktion bereitzustellen, die für die Östrosynthese in akademischen und industriellen Anwendungen nützlich sein könnte. Unsere Methode kann zur effizienten und milden Synthese von Estern durch Kopplung von Carbonsäuren mit Primär- oder Sekundäralkoholen oder Phenolen eingesetzt werden. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie die Verwendung gefährlicher chlorierter oder amidierter Reaktionslösungsmittel eliminiert und Lösungsmittelabfälle während der Reinigung minimiert, ohne die Reaktionsgeschwindigkeit oder Produktreinheit zu opfern.Demonstriert wird das Verfahren von Andrew Lutjen und Mackenzie Quirk, Studentenforschern aus meinem Labor. Kombinieren Sie zunächst Trans-Cinnamsäure, DMAP und EDC in einem 50-Milliliter-Rundkolben. Fügen Sie 15 Milliliter Acetonitril und 98 Mikroliter 3-Methoxybenzylalkohol in die Mischung, zusammen mit einem magnetischen Rührstab.Den Kolben in einem 40-Grad-Celsius-Wasserbad einklemmen und die Reaktion rühren. Überwachen Sie die Reaktion durch TLC mit Ethylacetat und Hexanen. Sobald die Reaktion abgeschlossen ist, entfernen Sie das Acetonitril unter reduziertem Druck mit einem Rotationsverdampfer, um einen rohen Feststoff zu erhalten.Zum Rückstand je 20 Milliliter Diethylether und einen Mol Salzsäure hinzufügen. Den Kolben verwirbeln, um den Rückstand in die Lösungsmittelschichten aufzulösen. Als nächstes gießen Sie die Lösung in einen Trenntrichter.Spülen Sie den Verdampfungskolben mit fünf Millilitern Diethylether ab und fügen Sie die Spülung dem Trenntrichter hinzu. Schütteln Sie den Trenntrichter vorsichtig, um das Produkt in die Ätherschicht zu extrahieren, und entlüften Sie es periodisch. Lassen Sie die Schichten trennen, und entfernen Sie dann die wässrige Schicht, indem Sie sie den Boden des Trichters in einen Erlenmeyerkolben abtropfen lassen.Auf die im Trenntrichter verbleibende organische Schicht 20 Milliliter einer mollaren Salzsäure geben und den Separatorenkolben vorsichtig schütteln und periodisch entlüften. Lassen Sie die Schichten trennen und entfernen Sie dann die wässrige Schicht, indem Sie sie vom Boden des Trichters in einen Erlenmeyerkolben abtropfen lassen. Wiederholen Sie den Waschvorgang mit gesättigtem Natriumbicarbonat und gesättigtem Natriumchlorid.Nach Abschluss der Waschschritte die organische Schicht vom Trenntrichter in einen sauberen Erlenmeyerkolben übertragen. Trocknen Sie die Schicht mit Magnesiumsulfat. Dann filtert die Schwerkraft die Lösung durch Filterpapier in einen maskierten Verdampfungskolben.Anschließend entfernen Sie das Lösungsmittel der Diethylether unter reduziertem Druck mit einem Rotationsverdampfer. Analysieren Sie eine Probe des Produkts durch Proton- und Kohlenstoff-NMR-Spektroskopie in deuteriertem Chloroform und durch Massenspektrometrie. Kombinieren Sie in einem 50-Milliliter-Rundbodenkolben Trans-Cinnamsäure, DMAP und EDC.Fügen Sie 15 Milliliter Acetonitril und 157 Milligramm Diphenylmethanol in das Gemisch, zusammen mit einem magnetischen Rührstab. Den Kolben einklemmen und die Reaktion bei Raumtemperatur 24 Stunden rühren. Setzen Sie einen Luftkondensator in den Kolbenhals ein, um die Lösungsmittelverdunstung zu minimieren.Sobald die Reaktion abgeschlossen ist, folgen Sie dem Extraktions-Up- und Waschvorgang, wie zuvor beschrieben. Kombinieren Sie in einem 50-Milliliter-Rundbodenkolben Decaninsäure, DMAP und EDC. Fügen Sie 15 Milliliter Acetonitril und 157 Milligramm Dithenylmethanol in die Mischung, zusammen mit einem magnetischen Rührstab.Den Kolben einklemmen und die Reaktion bei Raumtemperatur 24 Stunden rühren. Setzen Sie einen Luftkondensator in den Kolbenhals ein, um die Lösungsmittelverdunstung zu minimieren. Sobald die Reaktion abgeschlossen ist, folgen Sie dem Extraktions-Up- und Waschvorgang, wie zuvor beschrieben.Mit Hilfe der modifizierten Steglich-Veresterungsreaktion wurde 3-Methoxybenzyl-Cinnaat in 90%iger Ausbeute ohne Säulenchromatographie erhalten, wie durch Proton- und Kohlenstoff-NMR-Spektroskopie bestätigt. Die Verbindungen neun bis 17 wurden mit einem ähnlichen Protokoll synthetisiert, mit Erträgen von 77 bis 90% Alle Verbindungen wurden durch NMR-Spektroskopie und hochauflösende Massenspektrometrie analysiert und fanden sich durch NMR-Analyse als ähnlich reinheitswert wie 3-Methoxybenzyl-Cinnamat heraus. Geringfügige Änderungen am Protokoll für Primäralkohole wurden vorgenommen, um optimale Erträge und Reinheit für die Verbindungen 12 bis 17 zu erhalten.Sekundäre Alkoholreaktionen wurden länger durchgeführt, damit die Reaktion zum Abschluss gebracht werden konnte. Bei den Decanosäurereaktionen ergaben bei den Esterverbindungen 12 und 17 bei der Verwendung von 1,2 Äquivalenten Von Carbonsäure zu einem Äquivalent von Alkohol sowohl für Primär- als auch für Sekundäralkohole Ester mit einer Decanosäureunreinheit. Das Verunreinigungsproblem wurde gelöst, indem ein Eins-zu-Eins-Molar-Verhältnis von Dekansäure zu Alkohol mit einer etwas längeren Reaktionszeit verwendet wurde.Diese Bedingungen ergaben reine Esterprodukte, die durch einen Verlust des Verunreinigungssignals bei 2,35 Teilen pro Million im Protonen-NMR-Spektrum angezeigt wurden. Wie bei jeder organischen Synthesemethode sollten Sicherheitsdatenblätter für Chemikalien konsultiert und bei der Durchführung dieses Verfahrens geeignete persönliche Schutzausrüstungen und -einrichtungen verwendet werden.

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

Herstellung und Verwendung von Samariumdiiodid (SmI<sub&gt; 2</sub&gt;) In der organischen Synthese: die mechanistische Rolle von HMPA und Ni (II)-Salzen in 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 ...

Forschung

Chemie

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

Synthese und Exfoliation von diskotischen Zirkoniumphosphaten Erhalten Kolloidales Liquid Crystals

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

Synthese von Protein Biokonjugate<em&gt; über</em&gt; Cystein-maleimid Chemie

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

Die Synthese von [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; Eine metastabile Sn (I) halogenidlösung Verwendung über eine Co-Kondensationstechnik Synthetisierter

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

Protokoll für die Festphasensynthese von Oligomeren der RNA mit einem 2&#39;-<em&gt; O</em&gt; -thiophenylmethyl-Modifikation und Charakterisierung über Kreisdichroismus

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

Ein-Topf Mikrowellen-gestützte Umwandlung des Anomeric Nitrat-Ester und 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 von Substrat-gebundenen Au Nanodrähten über eine aktive Oberfläche Wachstumsmechanismus

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

Eine schnelle Synthese-Methode für Au, Pd und Pt-Aerogelen über lösungsorientierte Direktreduktion

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

Festphasen-Synthese von [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 von monodispersen zylindrischen Nanopartikeln durch kristallisationsgesteuerte Selbstmontage von biologisch abbaubaren Blockcopolymeren

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