Facile Herstellung von 4-substituierte Chinazolinderivate

Das übergeordnete Ziel dieses Experiments ist es, ein einfaches und sauberes Verfahren zur Bildung von Vier-Phenylchinazolin aus der Reaktion zwischen zwei Aminobenzophenon und dem Harnstoff und Dimethylsulfoxid bereitzustellen. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen im chemischen Bereich zu beantworten, wie z.B. die Herstellung chemischer Verbindungen im Minimaßstab und die damit verbundenen Reinigungstechniken. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass die Reaktion sehr sauber ist, wie die Gaschromatographie-Massenspektroskopie oder GC-Massenanalyse zeigt, und dass das Produkt leicht mittels Präparation oder Chromatographie oder DC gereinigt werden kann.

Um das Reaktionsgemisch herzustellen, geben Sie einen kompatiblen magnetischen Rührstab in ein zwei bis fünf Milliliter Mikrowellen-Reaktionsröhrchen. Verwenden Sie eine Analysenwaage und wiegen Sie Null-Null-Acht-Sechs-Sechs-Gramm Zwei-Aminobenzophenon und Null-Neun-Acht-Acht-Gramm des Harnstoffs in das Reaktionsröhrchen. Übertragen Sie dann fünf Milliliter DMSO in das Reaktionsröhrchen.

Verschließen Sie das Reaktionsröhrchen mit einer kompatiblen Aluminiumkappe, die einen Gummiseptum-Einlass enthält. Schütteln Sie das Röhrchen auf einem Wirbel ein bis zwei Minuten lang kräftig, um die Reaktanten aufzulösen. Schalten Sie anschließend den Mikrowellenreaktor ein und setzen Sie das Mikrowellen-Reaktionsröhrchen in einen der acht Röhrchenhalter ein.

Stellen Sie die Reaktionsparameter über den Bildschirm des Mikrowellenreaktors ein, z. B. die Position des Rohrs, die Art des Rohrs, die Reaktionstemperatur, die Dauer vor dem Rühren, den Mikrowellenabsorptionsgrad, die Rührgeschwindigkeit und die Reaktionszeit. Wenn alle Parameter korrekt eingestellt sind, klicken Sie auf die Schaltfläche "Ausführen". Der Roboter nimmt das Reaktionsröhrchen automatisch aus dem Röhrchenhalter auf und legt es in das Heizloch.

Dann führt der Mikrowellenreaktor die Reaktion gemäß den Parametern durch. Wenn die Mikrowellenbestrahlung abgeschlossen ist, warten Sie, bis die Temperatur sinkt, um sie auf 30 Grad Celsius zu schließen. Der Roboter nimmt das Reaktionsröhrchen auf und setzt es wieder in die ursprüngliche Halterung ein.

Um eine Gaschromatographie-Massenspektroskopie-Analyse durchzuführen, legen Sie zunächst die Glasprobenahmeröhrchen auf das Tablett des Autosamplers. Klicken Sie auf die Tastenkombination GC-MS-three auf dem Monitor, um das Datenerfassungsprogramm zu starten, das die Funktionen des Injektor-GC und des Massenspektrometers steuert und koordiniert. Laden Sie eine geeignete Methode, indem Sie im Dropdown-Menü auf "Methode" klicken und die Option "Methode laden" hervorheben.

Stellen Sie für dieses Experiment die anfängliche GC-Temperatur auf 70 Grad Celsius ein, mit einer steigenden Temperaturrate von 20 Grad Celsius pro Minute und einer Endtemperatur von 250 Grad Celsius. Stellen Sie die Haltezeit ein, um die Gesamtlaufzeit von 15 Minuten einzustellen, und stellen Sie dann das Injektionsvolumen auf zwei Mikroliter ein, mit vier Vorwäschen mit jeweils zwei verschiedenen Lösungsmitteln für zwei Mal und vier Nachwäschen mit jeweils zwei verschiedenen Lösungsmitteln für zwei Mal. Verwenden Sie unter dieser Bedingung reines Helium als Trägergas.

Um die Datenerfassungssequenz zu bearbeiten, klicken Sie oben im Dropdown-Menü auf Sequenz, um Sequenz bearbeiten zu markieren. Es öffnet sich ein neues Fenster. Geben Sie die Informationen zu den Proben ein, z. B. die Art der Probe, den Standort des Probenfläschchens, den Probennamen, den Namen der Datendatei und Kommentare.

Wenn alle Beispielinformationen eingegeben wurden, klicken Sie auf die Schaltfläche "Okay". Klicken Sie dann auf Sequenz"oben im Dropdown-Menü, um Sequenz speichern unter" zu markierenund geben Sie den Sequenznamen in einen entsprechenden Ordner ein. Rufen Sie die GC-MS-Daten ab, indem Sie oben im Dropdown-Menü auf "Sequenz" klicken, um "Sequenz ausführen" zu markieren, ein geeignetes Datendateiverzeichnis zum Speichern der erfassten Daten auszuwählen und dann auf die Schaltfläche "Sequenz ausführen" klicken, um den Datenerfassungsprozess zu starten.

Um die GC-MS-Ergebnisse zu analysieren, doppelklicken Sie auf die Verknüpfung GS-MS-three für die Datenanalyse auf dem Monitor, um die Software aufzurufen, die die erfassten Daten vom GC-MS-Gerät gezielt verarbeitet. Um diese sofortigen Ergebnisse der analysierten Probe während des Datenerfassungsprozesses zu sehen, klicken Sie im Dropdown-Menü auf "Datei" und markieren Sie "Schnappschuss erstellen", um das synchronisierte GC-Spektrum der Probe zu erhalten. Verarbeiten Sie die Daten nach Abschluss des Erfassungsvorgangs, indem Sie im Dropdown-Menü auf "Datei" klicken, um die Option "Datendatei laden" zu markieren.

Wählen Sie dann die richtige Datendatei aus, um das gesamte GC-Spektrum der Probe anzuzeigen. Eine vertikale Linie erscheint an der Stelle, an der die Maus innerhalb des Fensters des GC-Spektrums gezeigt wird. Bewegen Sie die Maus in die Mitte eines Peaks, wo die vertikale Linie auf den höchsten Punkt trifft, und doppelklicken Sie mit der rechten Maustaste, um das Massenspektrum der Probe in einem neuen Fenster unterhalb des GC-Spektrums anzuzeigen.

Man kann das Massenspektrum zoomen, indem man die linke Taste gedrückt hält und den zu zoomenden Bereich auswählt, um das detaillierte Spektrum zu visualisieren. Identifizieren Sie dieselbe Verbindung in verschiedenen Proben, indem Sie ihre Retentionszeit im GC-Spektrum vergleichen. Unter der gleichen Bedingung der Datenerfassung sollte dieselbe Verbindung mit der gleichen Retentionszeit auf dem GC-Spektrum erscheinen.

Identifizieren Sie die Verbindungen, indem Sie mit der rechten Maustaste innerhalb des Massenspektrum-Fensters doppelklicken, um zwei neue Fenster zu erhalten. Analysieren Sie die Reinheit der Probe, indem Sie im Dropdown-Menü auf "Chromatogramm" klicken, entweder "Integrieren" oder "Automatisch integrieren" markieren und "Prozentualer Bericht" auswählen. Vor der Reinigung wird das Reaktionsgemisch extrahiert.

Öffnen Sie das Mikrowellen-Reaktionsgefäß mit der herstellerseitigen Zange und geben Sie das Reaktionsgemisch in einen 125 Milliliter fassenden Scheidetrichter. Geben Sie 20 Milliliter Ethylacetat in diesen Trichter, gefolgt von 10 Millilitern Wasser. Schütteln Sie den Scheidetrichter kräftig und lassen Sie die untere wässrige Schicht abtropfen.

Geben Sie dann weitere 10 Milliliter Wasser in den Scheidetrichter und wiederholen Sie diesen Vorgang. Die restliche Ethylacetatlösung wird durch Rotationsverdampfung auf etwa einen Milliliter konzentriert. Verwenden Sie eine Pasteurpipette, um die konzentrierte Ethylacetatlösung auf eine 20 Zentimeter x 20 Zentimeter große präparative DC-Platte zu übertragen, und zwar so, dass der Probenstreifen auf der DC-Platte weniger als einen Zentimeter breit und etwa einen Zentimeter vom Rand entfernt ist.

Tauchen Sie diese Platte in eine Glaskammer, die 150 Milliliter Hexan und Ethylacetat enthält. Beobachten Sie die Bewegung der Lösungsmittelgrenze, die sich der Oberseite der DC-Platte nähert, und nehmen Sie die Platte heraus, wenn die Lösungsmittelgrenze etwa einen Zentimeter von der oberen Kante entfernt ist. Markieren Sie das Band unter ultraviolettem Licht mit einem Bleistift mit grüner Fluoreszenz.

Kratzen Sie die markierte Bande auf der DC-Platte auf einem Wägepapier ab. Übertragen Sie das zerkratzte Kieselgelpulver in eine mit Glaswolle gefüllte Glaspipette mit einem diagonal gefalteten Wiegepapier in die Pipette. Lassen Sie das Kieselgelpulver vom Wägepapier in die Pipette fallen und klopfen Sie dann mit der Pipette gegen eine harte Oberfläche, um das Kieselgel fest zu verdichten.

Waschen Sie die Pipette mit Aceton in ein Szintillationsfläschchen mit zwei Trommeln. Übertragen Sie dann Punkt-35 Milliliter der eluierten Acetonlösung in ein weiteres Zwei-Milliliter-Glasprobenahmeröhrchen für die GC-MS-Analyse. Die restliche Acetonlösung wird direkt auf einem Rotationsverdampfer getrocknet.

Legen Sie als letzten Schritt das gesamte Szintillationsfläschchen mit der gereinigten Verbindung zur weiteren Trocknung in den Vakuum-Exsikkator. Hier ist eine GC-Analyse des Reaktionsgemisches vor dem Anwenden von Hitze zu sehen. Die Peaks von DMSO, Ethylacetat, Thioharnstoff und Zwei-Aminobenzophenon sind markiert.

Auch das Massenspektrum von Zwei-Aminobenzophenon im Elektronenionisationsmodus ist unterhalb des GC-Spektrums dargestellt. Hier ist das GC-Spektrum des Reaktionsgemisches bei 150 Grad Celsius zu sehen, nachdem es fünf Stunden lang erhitzt wurde. Der Peak von Vier-Phenylquinazolin entspricht fast der gleichen Menge des Ausgangsmaterials.

Das Zwischenprodukt der Traktreaktion wird beschriftet. Hier wird das Massenspektrum von Vier-Phenylchinazolin im Elektronenionisationsmodus gezeigt. Das GC-Spektrum des Reaktionsgemisches nach 10-stündiger Erhitzung zeigt deutlich das Verschwinden des Ausgangsmaterials, was auf den Abschluss der Reaktion hinweist.

Hier sind GC-Spektren einer Reaktion zu sehen, die auf einer Heizplatte erhitzt wird, bevor die Hitze angewendet wird. Und nachdem die Reaktion sechs Stunden lang erhitzt wurde. Ebenfalls dargestellt ist das Massenspektrum des Reaktionsnebenprodukts.

Die Massenspektren von Dimethyldisulfid und Dimethyltrisulfid werden ebenfalls durch GC-MS-Analyse verfolgt. Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass die Reaktionszeit je nach Ausmaß der Reaktion variiert. Je größer die Reaktionsskala, desto länger dauert es, bis sie abgeschlossen ist.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie eine Reaktion mit einem GC-Massenmessgerät verfolgen und wie Sie das Reaktionsprodukt mit einem Präparat aus TLC reinigen. Vergessen Sie nicht, dass die Nebenprodukte wie Dimethyldisulfid und evtl. Methan stark riechen, so dass die Reaktion im Abzug immer falsch sein sollte.