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

מחקר זה נתמך על ידי המכללה סיינה (siena) ואל המרכז עבור מחקר לתואר ראשון ופעילות יצירתית. אנו מודים ד ר תומאס יוז ולעבוד ד ר כריסטופר Kolonko לשיחות מועיל, גב' ברברה Allycia בשלב מוקדם על זו מתודולוגיה, ו של סטיוארט המכללה סיינה במכשור מתקדם וטכנולוגיה (SAInT) מרכז משאבים מכשור.

התראה: עיין גליונות נתונים בטיחות (SDSs) לפני השימוש של הכימיקלים בהליך זה. שימוש המתאים ציוד מגן אישי (עיקרון השוויון הפוליטי) כולל הפתיחה משקפי מגן, חלוק המעבדה, nitrile או כפפות בוטיל כמה שיותר של ריאגנטים, ממיסים הם מאכל או דליקים. לבצע את כל התגובות בשכונה fume. . זה לא נחוץ כלי זכוכית יבשה או להש...

<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>

המתודולוגיה המוצגת כאן פותחה כדי למזער את הסיכונים של הממס המשויך esterification המסורתי Steglich באמצעות מערכת הממס ירוק יותר, על-ידי הפחתת הצורך עמודה כרומטוגרפיה8,9. עם השימוש של acetonitrile במקום יבש ממיסים עם כלור או DMF22ניתן להשיג תשואות דומות התגובה ומחי?...

תרכובות אסתר נמצאים בשימוש נרחב עבור יישומים כגון תרכובות טעם, תרופות, קוסמטיקה, חומרים. בדרך כלל, השימוש carbodiimide זיווגים ריאגנטים משמש כדי להקל על מערך אסטר של חומצה קרבוקסילית, של אלכוהול1. לדוגמה, ב- esterification Steglich, dicyclohexylcarbodiimide (DCC) הוא הגיבו של חומצה קרבוקסילית בנוכחות 4-dimethylaminopyridine (DMAP) כדי ליצור נגזרות של חומצה מופעל, בדרך כלל במערכת הממס עם כלור או 3,2,dimethylformamide (DMF)4. הנגזרת חומצה מופעל לציפוי החלפה נוקלאופילי ליפיד עם אלכוהול כדי ליצור את המוצר אסתר, אשר בדרך כלל מטוהרים באמצעות כרומטוגרפיה. Esterification Steglich מאפשר צימוד מתון של חומצות קרבוקסילית גדולים ומורכבים, ושל כהלים, כולל sterically הפריע כהלים משניות ושלישוניות2,5,6. מטרת עבודה זו היא לשינוי הפרוטוקול הסטנדרטי של esterification Steglich כדי לספק אפשרות סינטטי ירוק יותר עבור התגובה esterification נפוצים הזו.
היבט אחד חשוב בעיצוב של מתודולוגיה סינטטי חדש הוא לנסות למזער את השימוש ואת היווצרות חומרים מסוכנים. עקרונות 12 לכימיה ירוק7 יכול לשמש כדי לספק קו מנחה ליצירת syntheses בטוחה יותר. חלקם כוללים למניעת בזבוז דור (עקרון 1) ושימוש בטוח ממיסים (עקרון 5). בפרט, ממיסים בחשבון 80-90% מכלל המסה הלא-מימית של חומרי ייצור תרופות8. לכן, שינוי פרוטוקול לשימוש של הממס פחות מסוכנים יכול להפוך השפעה גדולה על ירקות של תגובה אורגנית.
תגובות esterification Steglich מרבים להשתמש במערכות הממס נטול מים עם כלור או DMF; עם זאת, ממיסים אלה הם של דאגה הן הסביבה ועל בריאות האדם. דיכלורומתאן (CH2Cl2) כלורופורם (CHCl3) הם חומרים מסרטנים אדם סביר, ויש DMF רעילות הרבייה חששות9. בנוסף, CH2Cl2 הוא האוזון depleting10. לפיכך, הפשר פחות מסוכנים esterification Steglich יהיה של כלי נהדר. אמנם לא עדיין ירוק מחליפים ממיסים aprotic הקוטב, acetonitrile מומלץ כתחליף ירוק יותר CH2Cl2, CHCl3ו DMF9. Acetonitrile מיוצר כיום כמו תוצר בייצור בוטאדיאן; עם זאת, סינתזה הירוק של acetonitrile מ ביומסה בקנה מידה אקדמי כבר דווח על11, אפשרויות פוטנציאליות שימוש חוזר ויכולת התאוששות פסולת זרמים מתבצעת ובדוקים12. Acetonitrile בעבר שימש כתחליף הממס יותר ירוק עבור carbodiimide זיווגים בתגובות מוצק-פאזי פפטיד סינתזה כדי ליצור קישורים אמיד13. השימוש acetonitrile כמערכת ממס עבור Steglich esterifications כבר הפגינו14,15,16,17,18,19, 20,21; עם זאת, שיטות אלה לא מתמקדת על ההיבט ירוק של הממס, גם מעסיקים נוספים לטיהור באמצעות עמודת כרומטוגרפיה.
מפחיתה את הצורך עבור עמודה כרומטוגרפיה כצעד טיהור גם ממזער מסוכנים פסולת הממס8. בנוסף לשימוש של הממס התגובה פחות מסוכנים, המתודולוגיה מאפשר את הבידוד של מוצר מאוד טהור ללא צורך כרומטוגרפיה. הכימית צימוד מסורתי שימשה dicyclohexylcarbodiimide (DCC) מוחלף עם 1-אתיל - 3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide הידרוכלוריד (EDC). הקבוצה הפונקציונלית אמין בסיסי על ריאגנט הזה מאפשר תגובת לוואי כל ריאגנטים שיורית להסירו באמצעות צעדים שטיפת חומציים ובסיסיים.
ניתן להשתמש בפרוטוקול שהוצגו במסמך זה עם מגוון של שותפים אלדהיד (איור 1). הוא שימש לסנתז ספרייה קטנה של cinnamyl אסתר נגזרות באמצעות היסודי, העל יסודי, בנזיל ו allyl כהלים ופנולים22. בנוסף, שיעור התגובה esterification ב acetonitrile הוא המקבילה לזו אקרילוניטריל ומערכות DMF ממס, ללא צורך יבש או לזקק את acetonitrile לפני תגובה22. אסטרים מסונתז מן כהלים שלישוני לא היו מבודדים, אשר נמצא כעת מגבלה של המתודולוגיה בהשוואה את esterification Steglich המסורתי של כלור הממס23. בנוסף, קבוצות אחרות חומצה-יציב יכולה להיות מושפעת הצעדים חומצה, פוטנציאל המחייב עמודה כרומטוגרפיה לטיהור לאחר הסרת acetonitrile. למרות מגבלות אלו, התגובה היא שיטה כללית נתיישב לסינתזה של אסטרים, תפוקה גבוהה באמצעות מגוון של רכיבים אלכוהול וגם חומצה קרבוקסילית. השימוש של המערכת הממס יותר ירוק ואת טוהר גבוהה ללא צורך כרומטוגרפיה צעדים להפוך את פרוטוקול חלופה אטרקטיבית esterification Steglich המסורתי.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58803/58803fig1.jpg"> איור 1. תגובה כללית ערכת. הערכה כללית עבור התגובה כוללת את צימוד של חומצה קרבוקסילית, אלכוהול, אשר נעשית באמצעות תגובה כימית צימוד carbodiimide (1-אתיל - 3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide הידרוכלוריד, או EDC) ו- (4-dimethylaminopyridine DMAP) ב- acetonitrile. כדי להדגים רוחב התגובה, אסטרים נוצרו באמצעות חומצות שונות (1-5) עם ראשי (6) או משני (7) אלכוהול. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58803/58803fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</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

Esterification Steglich הוא נפוץ תגובה לסינתזה של אסטרים קרבוקסילית חומצות, כהלים. אמנם יעילה, קלה, התגובה היא בדרך כלל שבוצעו באמצעות עם כלור או מערכות הממס אמיד, אשר הם מסוכנים בריאות האדם והסביבה. המתודולוגיה שלנו מנצל acetonitrile כמו גרינר ופחות מסוכנים מערכת הממס. פרוטוקול זה מוצגים המחירים, התשואות זה דומות מערכות הממס המסורתית, מעסיקה, חילוץ ו רצף שטיפת מבטלת את הצורך הטיהור של המוצר אסתר באמצעות כרומטוגרפיה עמודה. שיטה כללית זו יכולה לשמש כמה מגוון של חומצות קרבוקסילית עם 1° ו 2° כהלים אליפטיות, כהלים benzylic ו- allylic פנולים לקבלת אסטרים טהור של התשואות גבוהות. המטרה של פרוטוקול מפורט כאן היא לספק חלופה ירוקה ריאקציה esterification נפוצות, אשר יכול לשמש שימושי עבור אסתר סינתזה ביישומים אקדמיים ותעשייתיים.

באמצעות את esterification Steglich ששונה acetonitrile ואחריו לעבוד מיצוי חומצה בסיס, 3-methoxybenzyl cinnamate (8) הושג כשמן אור-צהוב (205 מ"ג, 90% תשואה) ללא הצורך עבור עמודה כרומטוגרפיה. 1 ספקטרום C NMR H ו- 13מוצגים באיור 2 כדי לאשר את המבנה וכדי לציין טוהר.
<p class="jove_content"...

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

תגובה esterification Steglich ששונה שימש לסנתז ספרייה קטנה של אסתר נגזרות עם כהלים ראשיים ומשניים. המתודולוגיה משתמשת acetonitrile ממס, ללא הלוגניים, ירוק יותר, ומאפשר מוצר בידוד של התשואות גבוהות ללא צורך כרומטוגרפי טיהור.

סינתזה של אסטרים ויה Esterification Steglich ירוק יותר ב- Acetonitrile

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

המטרה הכוללת של ניסוי זה היא לספק מתודולוגיה ירוקה יותר לתגובת אסטריפיקציה משותפת, אשר יכולה לשמש שימושי עבור אסטרו-סינתזה ביישומים אקדמיים ותעשייתיים. השיטה שלנו יכולה לשמש לסינתזה יעילה ומתון של esters על ידי צימוד חומצות קרבוקסיליות עם אלכוהול ראשוני או משני או פנולים. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא מבטלת את השימוש בממסים מסוכנים עם כלור או בין תגובה והיא ממזערת פסולת ממס במהלך הטיהור מבלי להקריב את שיעור התגובה או את טוהר המוצר.להדגים את ההליך יהיו אנדרו Lutjen ומקנזי קווירק, חוקרים לתואר ראשון מהמעבדה שלי. ראשית, לשלב חומצה טרנס-סינמית, DMAP, ו EDC בבקבוק 50 מיליליטר עגול תחתון. הוסף 15 מיליליטר של אצטוניטריל, ו 98 microliters של אלכוהול 3-Methoxybenzyl לתערובת, יחד עם בר ערבוב מגנטי.מהדקים את הבקבוק באמבט מים של 40 מעלות ומערבבים את התגובה. לפקח על התגובה על ידי TLC, באמצעות אתיל אצטט והקסנים. לאחר השלמת התגובה, להסיר את האצטוניטריל תחת לחץ מופחת באמצעות אידוי סיבובי כדי להשיג מוצק גס.לשאריות, להוסיף 20 מיליליטר כל אתר diethyl ואחד טוחן של חומצה הידרוכלורית. מערבלים את הבקבוק כדי להמיס את השאריות לשכבות הממס. לאחר מכן, יוצקים את הפתרון לתוך משפך הפרדה.שוטפים את הבקבוק המתאדה עם חמישה מיליליטר של אתר דיתיל, ומוסיפים את המשטוף למשפך המפריד. לנער בעדינות את משפך ההפרדה כדי לחלץ את המוצר לשכבת האתר, אוורור מעת לעת. אפשר לשכבות להפריד ולאחר מכן הסר את השכבה הממיקה על-ידי ניקוזה מתחתית המשפך לתוך בקבוק ארלנפייר.לשכבה האורגנית שנותרה במשפך המפריד, הוסיפו 20 מיליליטר של חומצה הידרוכלורית טוחה אחת ונערו בעדינות את הבקבוק המפריד, אוורור מעת לעת. אפשר לשכבות להפריד ולאחר מכן להסיר את השכבה המים על ידי ניקוז אותו מתחתית המשפך לתוך בקבוק Erlenmeyer. חזור על הליך הכביסה עם סודיום ביקרבונט רווי ונתרן כלורי רווי.לאחר השלמת שלבי הכביסה, מעבירים את השכבה האורגנית מהמשפך המפריד לבקבוק ארלנפייר נקי. יבש את השכבה עם מגנזיום גופרתי. ואז כוח המשיכה לסנן את הפתרון באמצעות נייר סינון לתוך בקבוק אידוי רעול פנים.בעקבות זאת, להסיר את ממס אתר diethyl תחת לחץ מופחת, באמצעות אידוי סיבובי. לנתח מדגם של המוצר על ידי ספקטרוסקופיה פרוטון ופחמן NMR בכלורופורם deuterated, ועל ידי ספקטרומטריית מסה. בבקבוקון עגול באורך 50 מיליליטר, שלבו חומצה טרנס-סינמית, DMAP ו-EDC.מוסיפים 15 מיליליטר של אצטוניטריל ו -157 מיליגרם של דיפנילמטנול לתערובת, יחד עם בר ערבוב מגנטי. מהדקים את הבקבוק ומערבבים את התגובה בטמפרטורת החדר במשך 24 שעות. הכנס מעבה אוויר לצוואר הבקבוק כדי למזער את אידוי הממס.לאחר השלמת התגובה, בצע את תהליך בדיקת החילוץ והכביסה כפי שתואר קודם לכן. בבקבוקון עגול-תחתון של 50 מיליליטר, שלב חומצה דקאנואית, DMAP ו- EDC. מוסיפים 15 מיליליטר של אצטוניטריל ו 157 מיליגרם של Dithenylmethanol לתערובת, יחד עם בר ערבוב מגנטי.מהדקים את הבקבוק ומערבבים את התגובה בטמפרטורת החדר במשך 24 שעות. הכנס מעבה אוויר לצוואר הבקבוק כדי למזער את אידוי הממס. לאחר השלמת התגובה, בצע את תהליך בדיקת החילוץ והכביסה כפי שתואר קודם לכן.באמצעות תגובת אסטריפיקציה Steglich שונה, 3-Methoxybenzyl cinnamate הושג 90%תשואה ללא צורך כרומטוגרפיה עמודה, כפי שאושר על ידי ספקטרוסקופיה NMR פרוטון ופחמן. תרכובות תשע עד 17 סונתז באמצעות פרוטוקול דומה, עם תשואות של 77 כדי 90%כל התרכובות נותחו על ידי ספקטרוסקופיה NMR וספקטרומטריית מסה ברזולוציה גבוהה, נמצא להיות בעל טוהר דומה 3-Methoxybenzyl cinnamate על ידי ניתוח NMR. שינויים קלים בפרוטוקול עבור אלכוהול ראשוני נעשו כדי להשיג תשואות אופטימליות וטוהר עבור תרכובות 12 עד 17.תגובות אלכוהול משניות היו לרוץ במשך זמן רב יותר כדי לאפשר את התגובה ללכת עד להשלמת. בתגובות חומצה decanoic, עבור תרכובות אסתר 12 ו 17, באמצעות 1.2 שווה ערך של חומצה קרבוקסילית שווה ערך אחד של אלכוהול עבור אלכוהול ראשוני ומשני, הניב אסטרים עם טומאה חומצה דקאנו. בעיית הטומאה נפתרה באמצעות יחס טוחנת של חומצה דקאנואית לאלכוהול עם זמן תגובה מעט ארוך יותר.תנאים אלה הניבו מוצרי אסתר טהורים, המצוין על ידי אובדן אות הטומאה ב 2.35 חלקים למיליון בספקטרום פרוטון NMR. כמו בכל שיטת סינתזה אורגנית, יש להתייעץ עם גיליונות נתוני בטיחות עבור כימיקלים ויש להשתמש בציוד מגן אישי ומתקנים מתאימים בעת ביצוע הליך זה.

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

הכנה ושימוש של סמריום Diiodide (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) בסינתזה אורגנית: התפקיד מכניסטית של HMPA ומלחי ניקל (השני) בתגובת Barbier סמריום

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

סינתזת קילוף של פוספטים זירקוניום Discotic להשיג קריסטלים קולואיד נוזלים

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

סינתזה של חלבון Bioconjugates<em&gt; דרך</em&gt; כימיה ציסטאין-maleimide

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

הסינתזה של [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; שימוש metastable Sn (I) פתרון Halide מסונתז באמצעות טכניקה Co-עיבוי

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 עבור שלב מוצק סינתזה של אוליגומרים של רנ&quot;א המכיל 2 &#39;<em&gt; הו</em&gt; שינוי ואפיון של תיאופנילמתיל באמצעות דיכרואיזם מעגלי

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

סיר אחד בסיוע מיקרוגל ההמרה של חנקת Anomeric-אסטרים 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

סינתזה של המצע מכורך Au Nanowires באמצעות מנגנון הצמיחה הפעילה משטח

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

שיטה מהירה סינתזה Au, Pd ו- Pt Aerogels באמצעות הפחתת המבוסס על פתרון ישיר

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

מוצק-שלב הסינתזה של Oximes Spirocyclic [4.4]

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

סינתזה של חלקיקים מונוטהתפזר גלילי באמצעות התגבשות עצמית מונחה-הרכבה של סופולימרים מתכלים לחסום

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