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

Questa ricerca è stata sostenuta da Siena College e il centro per la ricerca di studenti universitari e attività Creative. Si ringraziano il Dr. Thomas Hughes e Dr. Kristopher Kolonko per conversazioni utili, Sig. ra Allycia Barbera per la fase iniziale a lavorare su questa metodologia e il Siena College Stewart avanzata strumentazione e tecnologia (SAInT) centro per le risorse di strumentazione.

Attenzione: Consultare le schede di dati di sicurezza (SDS) prima dell'utilizzo delle sostanze chimiche in questa procedura. Utilizzare appropriati dispositivi di protezione individuale (PPE) tra cui splash occhiali, camice da laboratorio e nitrile o guanti di butyl come molti dei reagenti e solventi sono corrosivi o infiammabili. Svolgere tutte le reazioni in una cappa aspirante. È inutile cristalleria asciutto o utilizzare un'atmosfera di azoto per questo protocollo.
1. reazione di accoppiame...

<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 metodologia presentata qui è stata sviluppata per ridurre al minimo i rischi da solvente associato un'esterificazione Steglich tradizionale utilizzando un sistema solvente più verde e riducendo la necessità per colonna cromatografia8,9. Rese di reazione comparabili e tariffe si ottengono con l'uso di acetonitrile in luogo asciutti solventi clorurati o DMF22.
Diversi passaggi chiave consentono la purificazi...

Ester composti sono ampiamente usati per le applicazioni quali composti sapore, prodotti farmaceutici, cosmetici e materiali. L'uso di carbodiimide reagenti di accoppiamento è usata per facilitare una formazione di estere da un acido carbossilico e un alcol1. Ad esempio, nell'esterificazione Steglich, dicyclohexylcarbodiimide (DCC) reagisce con un acido carbossilico in presenza di 4-dimetilaminopiridina (DMAP) per formare un derivato acido attivato, generalmente in un sistema di solventi clorurato o dimetilformammide (DMF)2,3,4. Il derivato acido attivato subisce quindi una sostituzione nucleofila dell'acilico con un alcool per formare l'estere prodotto, che di solito è purificato tramite cromatografia. L'esterificazione Steglich consente accoppiamento mite di complessi acidi carbossilici e alcoli, tra cui stericamente impedito di alcoli secondari e terziari2,5,6. L'obiettivo di questo lavoro è quello di modificare il protocollo di esterificazione Steglich standard per fornire un'opzione più verde sintetica per questa comune reazione di esterificazione.
Un aspetto importante nella progettazione di una nuova metodologia sintetica è cercare di ridurre al minimo l'uso e la formazione di sostanze pericolose. I dodici principi della Green Chemistry7 consente di fornire una linea guida per la creazione di sintesi più sicuri. Alcuni di questi includono la prevenzione della produzione di rifiuti (principio 1) e l'uso di solventi più sicuri (principio 5). In particolare, solventi conto per 80-90% della massa non acquoso dei materiali nella produzione farmaceutica8. Così, la modifica di un protocollo per l'utilizzo di un solvente meno pericoloso può rendere un grande impatto sull'ingenuità di una reazione organica.
Reazioni di esterificazione Steglich spesso utilizzano sistemi solventi clorurati anidro o DMF; Tuttavia, questi solventi sono di preoccupazione per l'ambiente e la salute umana. Diclorometano (CH2Cl2) e cloroformio (CHCl3) sono agenti cancerogeni umani probabili e DMF ha tossicità riproduttiva preoccupazioni9. Inoltre, CH2Cl2 è ozono10. Così, un solvente meno pericoloso per l'esterificazione Steglich sarebbe di grande utilità. Mentre non ci sono ancora verde sostituzioni per solventi polari aprotici, acetonitrile è consigliato come sostituto più verde per CH2Cl2, CHCl3e DMF9. Acetonitrile attualmente è prodotto come sottoprodotto nella fabbricazione di acrilonitrile; Tuttavia, una sintesi verde di acetonitrile da biomassa a livello accademico è stato segnalato11e possibili opzioni per il riutilizzo e il recupero dai flussi di rifiuti sono stati studiati12. Acetonitrile in precedenza è stato utilizzato come un'alternativa ecologica di solvente per carbodiimide reazioni nella sintesi peptidica in fase solida di accoppiamento per formare ammide collegamenti13. L'uso di acetonitrile come un sistema solvente per esterificazione Steglich è stata dimostrata14,15,16,17,18,19, 20,21; Tuttavia, questi metodi non hanno focalizzato sull'aspetto verde del solvente e anche impiegano ulteriore purificazione tramite cromatografia su colonna.
Riducendo la necessità di cromatografia a colonna come una fase di purificazione inoltre minimizza pericoloso solvente rifiuti8. Oltre a utilizzare un solvente di reazione meno pericoloso, la metodologia consente l'isolamento del prodotto altamente puro senza la necessità di cromatografia. Il reagente di accoppiamento tradizionalmente usate dicyclohexylcarbodiimide (DCC) viene sostituito con 1-etil - 3-(3-dimetetilpropile) carbodiimide cloridrato (EDC). Il gruppo funzionale di base ammina su questo reagente consente i sottoprodotti di reazione e di eventuali reagenti residui dovrà essere rimosso attraverso fasi di lavaggio acidi e basici.
Il protocollo presentato qui può essere utilizzato con una varietà di partner di acido e alcool (Figura 1). Esso è stato utilizzato per sintetizzare una piccola libreria di derivati di estere del cinnamile utilizzo primario, secondario, alcool benzilico e allile alcoli e fenoli22. Inoltre, il tasso di reazione di esterificazione in acetonitrile è paragonabile a quella della clorurati e sistemi solvente DMF, senza la necessità di asciugare o distillare l'acetonitrile prima la reazione22. Gli esteri sintetizzati da alcoli terziari non sono stati isolati, che è attualmente una limitazione della metodologia rispetto al tradizionale Steglich esterificazione in clorurato solvente23. Inoltre, altri gruppi acido-labile potrebbero risentire i passaggi di lavaggio acido, potenzialmente rendente necessario cromatografia a colonna per purificazione dopo la rimozione di acetonitrile. Nonostante queste limitazioni, la reazione è un metodo facile e generale per la sintesi di esteri in alti rendimenti utilizzando una gamma di componenti sia l'alcol e acido carbossilico. L'uso di un sistema solvente più verde ed elevata purezza senza la necessità di passaggi di cromatografia rendono questo un'alternativa attraente ad un tradizionale Steglich esterificazione di protocollo.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58803/58803fig1.jpg"> Figura 1. Schema di reazione generale. Il programma generale per la reazione coinvolge l'accoppiamento di un acido carbossilico e un alcol, che è facilitato utilizzando un reagente di accoppiamento carbodiimide (1-etil - 3-(3-dimetetilpropile) carbodiimide cloridrato, o EDC) e (4-dimetilaminopiridina DMAP) in acetonitrile. Per dimostrare l'ampiezza della reazione, gli esteri sono formati utilizzando vari acidi (1-5) con un alcool secondario (7) o primaria (6). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58803/58803fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</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'esterificazione Steglich è una reazione ampiamente usato per la sintesi degli esteri da acidi carbossilici e alcoli. Mentre efficace e delicato, la reazione è comunemente eseguiti usando clorurati o sistemi solvente ammide, che sono pericolosi per la salute umana e dell'ambiente. La nostra metodologia utilizza il acetonitrile come un più verde e meno pericolosa sistema solvente. Questo protocollo presenta tassi e rendimenti che sono paragonabili ai tradizionali sistemi di solventi e impiega un'estrazione e la sequenza di lavaggio che elimina la necessità per la purificazione del prodotto estere tramite cromatografia su colonna. Questo metodo generale può essere utilizzato per accoppiare una varietà di acidi carbossilici con 1° e 2° alcool alifatici, alcoli allilici e benzilici e fenoli per ottenere puri esteri in alti rendimenti. L'obiettivo del protocollo dettagliato qui è quello di fornire un'alternativa ecologica per una comune reazione di esterificazione, che poteva servire utile per la sintesi dell'estere in applicazioni sia accademiche che industriale.

Usando l'esterificazione Steglich modificate in acetonitrile seguita da un workup di estrazione acido-base, 3-methoxybenzyl cinnamato (8) è stata ottenuta come un olio giallo chiaro (205 mg, 90% di rendimento) senza la necessità di cromatografia a colonna. 1 Gli spettri RMN di C H e 13sono presentati nella Figura 2 per confermare la struttura e per indicare la purezza.
<p class="jove_content" fo:keep-together.withi...

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

Una reazione di esterificazione Steglich modificata è stata usata per sintetizzare una piccola libreria di derivati di estere con alcoli primari e secondari. La metodologia utilizza un acetonitrile solvente, non alogenati e più verde e consente l'isolamento prodotto in rendimenti elevati, senza la necessità di purificazione cromatografica.

Sintesi degli esteri tramite un'esterificazione Steglich più verde in Acetonitrile

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

L'obiettivo generale di questo esperimento è quello di fornire una metodologia più verde per una reazione comune di esterificazione, che potrebbe servire utile per l'estrosinte sintesi in applicazioni accademiche e industriali. Il nostro metodo può essere utilizzato per una sintesi efficiente e lieve degli esteri accoppiando acidi carbossilici con alcoli o fenoli primari o secondari. Il vantaggio principale di questa tecnica è che elimina l'uso di solventi pericolosi di reazione clorurati o ammide e riduce al minimo i rifiuti di solvente durante la purificazione senza sacrificare la velocità di reazione o la purezza del prodotto.A dimostrare la procedura saranno Andrew Lutjen e Mackenzie Quirk, ricercatori universitari del mio laboratorio. In primo luogo, combinare acido trans-cinnamico, DMAP ed EDC in un pallone a fondo rotondo da 50 millilitri. Aggiungere 15 millilitri di acetonitrile e 98 microlitri di alcol 3-metossibenzil alla miscela, insieme a una barra di agitazione magnetica.Bloccare il pallone in un bagno d'acqua Celsius di 40 gradi e mescolare la reazione. Monitorare la reazione con TLC, usando acetato di etile ed esani. Una volta completata la reazione, rimuovere l'acetonitrile a pressione ridotta utilizzando un evaporatore rotante per ottenere un solido grezzo.Al residuo aggiungere 20 millilitri ciascuno di etere dietile e un molare di acido cloridrico. Ruotare il pallone per sciogliere il residuo negli strati del solvente. Quindi, versare la soluzione in un imbuto separatore.Risciacquare il pallone evaporante con cinque millilitri di etere dietile e aggiungere il risciacquo all'imbuto separatore. Agitare delicatamente l'imbuto separatore per estrarre il prodotto nello strato di etere, sfogandosi periodicamente. Lasciare che i livelli si separano, quindi rimuovere lo strato acquoso drenarlo dal fondo dell'imbuto in un pallone Erlenmeyer.Allo strato organico rimasto nell'imbuto separatore, aggiungere 20 millilitri di un acido cloridrico molare e agitare delicatamente il pallone separatore, sfogandosi periodicamente. Lasciare che i livelli si separano e quindi rimuovere lo strato acquoso drenarlo dal fondo dell'imbuto in un pallone Erlenmeyer. Ripetere la procedura di lavaggio con bicarbonato di sodio saturo e cloruro di sodio saturo.Dopo aver completato le fasi di lavaggio, trasferire lo strato organico dall'imbuto separatore in un pallone Erlenmeyer pulito. Asciugare lo strato con solfato di magnesio. Quindi filtrare la soluzione per gravità attraverso la carta filtrante in un pallone di evaporazione mascherato.In seguito, rimuovere il solvente di etere dietile a pressione ridotta, utilizzando un evaporatore rotante. Analizzare un campione del prodotto mediante spettroscopia NMR protonica e al carbonio in cloroformio deuterato e mediante spettrometria di massa. In un pallone a fondo rotondo da 50 millilitri, combinare acido trans-cinnamico, DMAP ed EDC.Aggiungere 15 millilitri di acetonitrile e 157 milligrammi di difenillmetanolo alla miscela, insieme a una barra di agitazione magnetica. Bloccare il pallone e mescolare la reazione a temperatura ambiente per 24 ore. Inserire un condensatore d'aria nel collo del pallone per ridurre al minimo l'evaporazione del solvente.Una volta completata la reazione, seguire il lavoro di estrazione e la procedura di lavaggio come descritto in precedenza. In un matraccio a fondo rotondo da 50 millilitri, combinare acido decanoico, DMAP ed EDC. Aggiungere 15 millilitri di acetonitrile e 157 milligrammi di ditenillmetanolo alla miscela, insieme a una barra di agitazione magnetica.Bloccare il pallone e mescolare la reazione a temperatura ambiente per 24 ore. Inserire un condensatore d'aria nel collo del pallone per ridurre al minimo l'evaporazione del solvente. Una volta completata la reazione, seguire il lavoro di estrazione e la procedura di lavaggio come descritto in precedenza.Utilizzando la reazione di esterificazione di Steglich modificata, il cinnamato di 3-metossibenzil è stato ottenuto in resa del 90% senza la necessità di cromatografia a colonna, come confermato dalla spettroscopia NMR protonica e al carbonio. I composti da nove a 17 sono stati sintetizzati utilizzando un protocollo simile, con rese dal 77 al 90%Tutti i composti sono stati analizzati dalla spettroscopia NMR e dalla spettrometria di massa ad alta risoluzione, e si sono trovati di purezza simile al cinnamato 3-metossibenzil dall'analisi NMR. Sono state apportate lievi modifiche al protocollo per gli alcoli primari per ottenere rese e purezza ottimali per i composti da 12 a 17.Le reazioni alcoliche secondarie sono state eseguite più a lungo per consentire alla reazione di andare a termine. Nelle reazioni dell'acido decanoico, per i composti esteri 12 e 17, utilizzando 1,2 equivalenti di acido carbossilico ad un equivalente di alcole sia per gli alcoli primari che secondari, hanno prodotto esteri con impurità di acido decanoico. Il problema dell'impurità è stato risolto usando un rapporto molare uno a uno tra acido decanoico e alcol con un tempo di reazione leggermente più lungo.Queste condizioni producevano prodotti di estere puro, indicati da una perdita del segnale di impurità a 2,35 parti per milione nello spettro NMR protonico. Come per qualsiasi metodo di sintesi organica, le schede di dati di sicurezza per le sostanze chimiche dovrebbero essere consultate e nell'eseguire questa procedura dovrebbero essere utilizzati adeguati dispositivi e strutture di protezione individuale.

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

Preparazione ed uso di samario diioduro (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) Nella sintesi organica: il ruolo meccanicistico di HMPA e Ni (II) sali nella reazione Samario Barbier

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

Ricerca

Chimica

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

Sintesi ed esfoliazione della discotici zirconio Fosfati di ottenere cristalli liquidi colloidale

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

Sintesi di proteine ​​bioconiugati<em&gt; via</em&gt; Chimica cisteina-maleimmide

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

La sintesi di [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; Utilizzo di una metastabile Sn (I) Soluzione ad alogenuri Sintetizzato tramite una tecnica di co-condensazione

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

Protocollo per la sintesi in fase solida di oligomeri di RNA contenente un 2&#39;-<em&gt; O</em&gt; -thiophenylmethyl Modifica e caratterizzazione attraverso il Dicroroo circolare

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

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

One-pot assistita da microonde conversione di anomerica nitrato-esteri 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

Sintesi di nanofili Au associato a substrato tramite un meccanismo di crescita superficiale attiva

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

Un metodo di sintesi rapida per Au, Pd e Pt Aerogels tramite riduzione diretta basata su soluzione

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

Sintesi in fase solida di [4,4] Spirocyclic ossime

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

Sintesi di nanoparticelle cilindriche monodisperse tramite l'autoassemblaggio di copoliomeri a blocchi biodegradabili

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