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

Denne forskningen ble støttet av Siena College og senter for Undergraduate Research og kreativ aktivitet. Vi takker Dr. Thomas Hughes og Dr. Kristopher Kolonko for nyttig samtaler, Ms. Allycia Barbera for tidlig arbeid på denne metodikk, og Siena College Stewarts avansert instrumentering og teknologien (SAInT) senter for instrumentering ressurser.

Forsiktig: Se Produktdatablad (SDSs) før bruk av kjemikalier i denne fremgangsmåten. Bruke riktig personlig verneutstyr (PVU) inkludert splash briller, laboratoriefrakk og nitril eller butyllitium hansker som mange av reagenser og løsemidler er etsende eller brannfarlig. Utføre alle reaksjoner i avtrekksvifte. Det er unødvendig å tørr glass eller bruke en nitrogen atmosfære for denne protokollen.
1. Carbodiimide kopling reaksjon for primære alkoholer
<ol><li>I en 50 mL rundt bunnen ...

<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>

Metodikken presenteres her ble utviklet for å redusere farene fra løsemiddel forbundet med en tradisjonell Steglich esterification ved hjelp av et grønnere løsemiddel system og redusere behovet for kolonnen kromatografi8,9. Sammenlignbare reaksjonen gir og priser kan oppnås med bruk av acetonitrile i stedet for tørr klorinerte løsningsmidler eller DMF22.
Flere viktige trinn aktiverer effektiv rensing av p...

Ester forbindelser er mye brukt for programmer som smaken forbindelser, farmasi, kosmetikk og materialer. Bruk av carbodiimide kopling reagenser brukes vanligvis til rette en ester formasjon fra en karboksylsyre og en alkohol1. For eksempel i Steglich esterification, dicyclohexylcarbodiimide (DCC) er reagerte med en karboksylsyre i nærvær av 4-dimethylaminopyridine (DMAP) for å danne en aktivert syre derivat, vanligvis i et klorerte løsemiddel system eller vannistedenfor (DMF)2,3,4. Den aktiverte syre deriverte deretter gjennomgår en nukleofil acyl substitusjon med et alkoholinnhold til ester produktet, som vanligvis er renset via kromatografi. Steglich esterification kan mild koblingen av store, komplekse karboksylsyre og alkoholer, inkludert sterically hindret sekundære og tertiære alkoholer2,5,6. Målet med dette arbeidet er å endre standard Steglich esterification protokoll for å gi et grønnere syntetiske alternativ for denne felles esterification reaksjonen.
Et viktig aspekt i utformingen av nye syntetiske metode er å minimere bruk og dannelse av farlige stoffer. De tolv prinsipper for grønn kjemi7 kan brukes til å gi en retningslinje for å opprette tryggere synteser. Noen av disse inkluderer forebygge avfallsproduksjon (prinsippet 1) og bruk av tryggere løsemidler (prinsippet 5). Spesielt utgjør løsemidler 80-90% av ikke-vandig av materialet i farmasøytisk industri8. Således, å endre en protokoll for å bruke en mindre farlig løsemiddel kan gjøre en stor innvirkning på verdi av en organisk reaksjon.
Steglich esterification reaksjoner bruker ofte vannfri klorerte løsemiddel systemer eller DMF; men er disse løsemidler av interesse for både miljø og helse. Diklormetan (CH2Cl2) og kloroform (CHCl3) er sannsynlig menneskelig kreftfremkallende DMF har reproduktivtoksisitetsstudier bekymringer9. I tillegg er lm2Cl2 ozonnedbrytende10. Dermed ville en mindre farlig løsningsmiddel for Steglich esterification være til stor nytte. Mens det ikke er ennå grønn erstatninger for polare aprotiske løsemidler, er acetonitrile anbefalt som en grønnere erstatning for lm2Cl2, CHCl3og DMF9. Acetonitrile er produsert som et biprodukt i akrylonitril industrien; imidlertid en grønn syntese av acetonitrile fra biomasse på en akademisk skala har vært rapportert11, og mulige alternativer for gjenbruk og utvinning fra avfallsstrømmer blir undersøkt12. Acetonitrile har tidligere blitt brukt som et grønnere løsemiddel alternativ for carbodiimide kopling reaksjoner i solid-fase peptid syntese for å danne amid forbindelser13. Bruk av acetonitrile som et løsemiddel system for Steglich esterifications er vist14,15,16,17,18,19, 20,21; men disse metodene har ikke fokusert på det grønne aspektet løsemiddel og også ansette flere rensing via kolonnen kromatografi.
Redusere behovet for kolonnen kromatografi som en rensing steg også reduserer farlige løsemidler avfall8. I tillegg til et mindre farlig reaksjon løsemiddel, kan metodikken isolering av svært rent produkt uten behov for kromatografi. Tradisjonelt brukte dicyclohexylcarbodiimide (DCC) kopling reagensen erstattes med 1-etyl - 3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydroklorid (EDC). Grunnleggende Amin funksjonsgruppen på denne reagensen kan reaksjonen biprodukter og resterende reagenser fjernes via syreholdig og grunnleggende vask trapper.
Protokollen presenteres her kan brukes med en rekke syre og alkohol partnere (figur 1). Den ble brukt til å syntetisere et lite bibliotek cinnamyl ester derivater med primær, sekundær, benzyl og allyl alkoholer og fenoler22. I tillegg esterification reaksjonen i acetonitrile er tilsvarende som i den klorerte og DMF løsemiddel systemer, uten å måtte tørke eller destillere acetonitrile før de reaksjon22. Estere fra høyere alkoholer er ikke isolert, som er en begrensning av metodikken sammenlignet med den tradisjonelle Steglich esterification i klorerte løsemiddel23. I tillegg kan andre syre-labil grupper påvirkes av syre vask trinnene, potensielt nødvendiggjør kolonnen kromatografi for rensing etter acetonitrile fjerning. Til tross for disse begrensningene er reaksjonen lettvinte og generell metode for syntese av estere i høy avkastning med en rekke både alkohol og karboksylsyre komponenter. Bruk av et grønnere løsemiddel system og høy renhetsgrad uten behov for kromatografi trinn gjør denne protokollen et attraktivt alternativ til en tradisjonell Steglich esterification.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58803/58803fig1.jpg"> Figur 1. Generelle reaksjonen ordningen. Den generelle ordningen for reaksjonen innebærer koblingen av en karboksylsyre og en alkohol, som er lettere å bruke en carbodiimide kobling reagens (1-etyl - 3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydroklorid eller EDC) og 4-dimethylaminopyridine ( DMAP) i acetonitrile. For å demonstrere reaksjon bredden, ble estere dannet med ulike syrer (1-5) med en primær (6) eller sekundær (7) alkohol. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58803/58803fig1large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</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

Steglich esterification er en brukte reaksjon for syntese av estere fra karboksylsyre og alkohol. Mens effektiv og mild, er reaksjonen vanligvis utført bruker klorerte eller amid løsemiddel systemer, som er farlig for helse og miljø. Vår metode bruker acetonitrile som en grønnere og mindre farlig løsemiddel systemet. Dette viser priser og gir det er sammenlignbare å tradisjonell løsemiddel systemer og sysselsetter en utvinning og vask sekvens som eliminerer behovet for rensing av ester produktet via kolonnen kromatografi. Denne generelle metoden kan brukes å en rekke karboksylsyre med 1° og 2° alifatisk alkoholer, benzylic og allylic alkoholer og fenoler å få ren estere i høy avkastning. Målet med protokollen detaljert her er å gi et mer miljøvennlig alternativ til en felles esterification reaksjon, som kan tjene nyttig for ester syntese i både faglig og industrielle applikasjoner.

Bruker den endrede Steglich esterification acetonitrile etterfulgt av en syre-base utvinning workup, ble 3-methoxybenzyl cinnamate (8) oppnådd som en lys gul olje (205 mg, 90% avkastning) uten behov for kolonnen kromatografi. 1 H og 13C NMR spekter presenteres i figur 2 å bekrefte strukturen og angi renhet.
Forbindelser 9-17 ...

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

En modifisert Steglich esterification reaksjon ble brukt til å syntetisere et lite bibliotek av ester derivater med primære og sekundære alkoholer. Metodene bruker en ikke-halogenerte og grønnere løsemiddel, acetonitrile, og aktiverer produktet isolasjon i høy avkastning uten behov for brukt kromatografiske rensing.

Syntese av estere Via en grønnere Steglich Esterification i Acetonitrile

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

Det overordnede målet med dette eksperimentet er å gi en grønnere metodikk for en felles esterifiseringsreaksjon, som kan tjene nyttig for estro-syntese i akademiske og industrielle applikasjoner. Vår metode kan brukes til effektiv og mild syntese av estere ved å koble karboksylsyrer med primære eller sekundære alkoholer eller fenoler. Den største fordelen med denne teknikken er at den eliminerer bruken av farlige klorerte eller midtre reaksjonsløsemidler, og det minimerer løsemiddelavfall under rensing uten å ofre reaksjonshastighet eller produktrenhet.Demonstrere prosedyren vil være Andrew Lutjen og Mackenzie Quirk, lavere forskere fra laboratoriet mitt. Kombiner først trans-cinnamic acid, DMAP og EDC i en 50-milliliter rund bunnkolbe. Tilsett 15 milliliter acetonitril, og 98 mikroliter 3-Methoxybenzyl alkohol til blandingen, sammen med en magnetisk rørebar.Klem kolben i et 40-graders Celsius vannbad og rør reaksjonen. Overvåk reaksjonen ved TLC ved hjelp av etylacetat og heksaner. Når reaksjonen er fullført, fjern acetonitril under redusert trykk ved hjelp av en roterende fordamper for å oppnå en rå fast stoff.Til rester, tilsett 20 milliliter hver av dietyleter og en molar av saltsyre. Virvle kolben for å oppløse rester i løsemiddellagene. Deretter hell løsningen i en separatoritrakt.Skyll den fordampende kolben med fem milliliter dietyleter, og tilsett skyllingen til separatoritrakten. Rist forsiktig separatoritrakten for å trekke produktet ut i eterlaget, lufting med jevne mellomrom. La lagene skilles, og fjern deretter det vandige laget ved å tømme det ut bunnen av trakten i en Erlenmeyer kolbe.Til det organiske laget som er igjen i separatoritrakten, tilsett 20 milliliter av en molarsyklorsyre og rist forsiktig separatorikolben, venting med jevne mellomrom. La lagene skilles og fjern deretter det vandige laget ved å tømme det ut fra bunnen av trakten til en Erlenmeyer kolbe. Gjenta vaskeprosedyren med mettet natriumbikarbonat og mettet natriumklorid.Etter å ha fullført vasketrinnene, overfør det organiske laget fra separatory trakten til en ren Erlenmeyer kolbe. Tørk laget med magnesiumsulfat. Deretter filtrerer tyngdekraften løsningen gjennom filterpapir i en maskert fordampningskolbe.Etter dette fjerner du dietyleteren løsemiddel under redusert trykk, ved hjelp av en roterende fordamper. Analyser en prøve av produktet ved proton og karbon NMR Spektroskopi i deuterated kloroform, og ved massespektrometri. I en 50-milliliter rund bunnkolbe kombinerer du trans-cinnamic acid, DMAP og EDC.Tilsett 15 milliliter acetonitril og 157 milligram Difenylmetanol til blandingen, sammen med en magnetisk rørestang. Klem i kolben og rør reaksjonen ved romtemperatur i 24 timer. Sett en luftkondensator inn i kolbehalsen for å minimere fordampning av løsemidler.Når reaksjonen er fullført, følg ekstraksjonsbehandling og vaskeprosedyre som tidligere beskrevet. I en 50-milliliter rund bunnkolbe, kombiner decanosyre, DMAP og EDC. Tilsett 15 milliliter acetonitril og 157 milligram Dithenylmetanol til blandingen, sammen med en magnetisk rørestang.Klem i kolben og rør reaksjonen ved romtemperatur i 24 timer. Sett en luftkondensator inn i kolbehalsen for å minimere fordampning av løsemidler. Når reaksjonen er fullført, følg ekstraksjonsbehandling og vaskeprosedyre som tidligere beskrevet.Ved hjelp av den modifiserte Steglich-esterifiseringsreaksjonen ble 3-Methoxybenzyl cinnamate oppnådd i 90% avkastning uten behov for kolonnekromatografi, som bekreftet av proton og karbon NMR Spektroskopi. Forbindelser ni til 17 ble syntetisert ved hjelp av en lignende protokoll, med utbytter på 77 til 90% Alle forbindelser ble analysert av NMR Spektroskopi og høy oppløsning massespektrometri, og funnet å være av lignende renhet til 3-Methoxybenzyl kornnamat av NMR analyse. Små endringer i protokollen for primære alkoholer ble gjort for å oppnå optimal avkastning og renhet for forbindelser 12 til 17.Sekundære alkoholreaksjoner ble kjørt lenger for å tillate reaksjonen å gå til ferdigstillelse. I decanosyrereaksjonene, for esterforbindelser 12 og 17, ved hjelp av 1,2 ekvivalenter av karboksylsyre til en ekvivalent av alkohol for både primære og sekundære alkoholer, ga estere med decanosyre urenhet. Urenheter problemet ble løst ved hjelp av en en til en molar forholdet mellom decanosyre og alkohol med en litt lengre reaksjonstid.Disse forholdene ga rene esterprodukter, indikert av et tap av urenhetssignalet på 2,35 deler per million i proton-NMR-spekteret. Som med alle organiske syntesemetode, bør sikkerhetsdatablad for kjemikalier konsulteres og riktig personlig verneutstyr og fasiliteter bør brukes når du utfører denne prosedyren.

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

Forberedelse og bruk av Samarium Diiodide (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) I Organic Synthesis: det mekanistiske rolle HMPA og Ni (II) salter i Samarium Barbier Reaksjon

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

Syntese og Peeling av Discotic Zirkonium Fosfater henter Kolloidalt 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

Syntese av Protein Bioconjugates<em&gt; via</em&gt; Cystein-maleimide kjemi

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

Syntesen av [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; Ved hjelp av en metastabil Sn (I) Halide Solution syntetisert via en Co-kondense Technique

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

Protokol for fastfasesyntese av oligomerer av RNA inneholdende en 2&#39;-<em&gt; O</em&gt; -tiofenylmetylmodifikasjon og karakterisering via sirkulær dikroisme

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 mikrobølgeovn-assistert konvertering av Anomeric nitrat-estere til 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

Syntese av underlaget-bundet Au Nanowires Via en aktiv overflate vekst mekanisme

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

En rask syntese metode for Au og Pd Pt Aerogels Via direkte Solution-baserte reduksjon

Here, a method to synthesize gold, palladium, and platinum aerogels via a rapid, direct solution-based reduction is presented. The combination of various ...

Solid-phase Synthesis of [4.4] Spirocyclic Oximes

Solid-fase syntese av [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

Syntese av Monodisperse sylindriske nanopartikler via krystallisering-drevet selv montering av biologisk nedbrytbart Block Kopolymerer

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