Synthèses, cristallisation et caractérisation spectroscopique de 3,5-Lutidine N-oxyde déshydrater

L’objectif global de cette méthodologie est de synthétiser des monocristaux de rayons X appropriés de N-oxyde de 3,5-lutidine déshydraté dans un temps de réaction plus court en utilisant des réactifs peu coûteux et facilement accessibles pour produire une nouvelle structure supramoléculaire solvatée. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la chimie organique et inorganique synthétique, telles que la synthèse de composés aromatiques nobles, de composés et de systèmes de vieillissement. Le principal avantage de cette technique est qu’elle utilise des solvants et des matériaux plus accessibles et que l’on trouve généralement dans un laboratoire de recherche.

Nous avons eu l’idée de cette méthode pour la première fois lorsque nous étions à la recherche d’une voie optimale pour obtenir du N-oxyde de 3,5-lutidine en tant qu’intermédiaire de l’acide 2-aminopyridine-3,5-dicarboxylique. Tout d’abord, placez une fiole ouverte à fond rond de 100 millilitres contenant une barre d’agitation magnétique sur une plaque d’agitation magnétique dans une hotte. Ajouter 29,8 millilitres d’acide acétique glacial, 5,82 millilitres de 3,82 millilitres de 3,5-diméthylpyridine et cinq millilitres de peroxyde d’hydrogène à 35 % dans le ballon.

Mélangez le mélange réactionnel à une température interne de 80 degrés Celsius pendant cinq heures. Une fois la réaction terminée, refroidissez le ballon à 24 degrés Celsius avec de la glace. Une fois refroidi, connectez le ballon à une unité de distillation sous vide poussé pendant 90 à 120 minutes pour éliminer l’excès d’acide acétique.

Ensuite, ajoutez 10 millilitres d’eau distillée dans la fiole et concentrez le mélange pour éliminer les traces d’acide acétique. Dissoudre le produit visqueux et transparent isolé dans 20 millilitres d’eau distillée. Ensuite, utilisez un potentiomètre pour ajuster le pH à 10 avec du carbonate de sodium.

Ensuite, ajoutez soigneusement la solution dans un entonnoir de séparation de 250 millilitres. Extrayez la solution cinq fois avec 250 millilitres de chloroforme. Récupérez le produit contenant la couche organique et séchez-le sur du sulfate de sodium pendant 30 minutes maximum.

Après avoir filtré le sulfate de sodium, retirez le solvant sous pression réduite avec une unité de distillation sous vide poussé pour obtenir une poudre cristalline très hygroscopique, claire, beige. Maintenant, dissolvez 4,3 grammes de poudre cristalline dans 50 millilitres d’éther diéthylique froid de qualité HPLC. Filtre à vide la solution pour éliminer toute trace de matériau de départ solide ou de poussière.

Versez ensuite le filtrat dans une boîte de Petrie en verre et conservez-le à quatre degrés Celsius pour évaporer lentement le solvant. Après deux jours, vérifiez que des cristaux clairs et incolores sont obtenus. Mesurez ensuite le point de fusion, qui doit être compris entre 310 et 311 Kelvin.

Ensuite, isolez les cristaux de N-oxyde déshydraté de 3,5-lutidine par décantation pour l’analyse par rayons X. Enfin, dissolvez 0,01 gramme de cristaux de N-oxyde déshydraté de 3,5-lutidine dans 0,4 millilitre de chloroforme deutéré pour l’analyse RMN des protons et du carbone. Le signal à 2,28 ppm dans le spectre RMN des protons 3,5-lutidine N-oxyde déshydraté correspond aux six atomes d’hydrogène équivalents des deux groupes méthyles en positions trois et cinq.

Les signaux à 7,9 ppm et 6,9 ppm représentent respectivement les protons C et A. Ces hydrogènes sont à la fréquence plus élevée que les méthylhydrogènes car ils sont plus proches de l’atome d’oxygène qui retire des électrons. Dans le spectre carboné de la N-oxyde de 3,5-lutidine, les signaux pour les carbones plus proches de l’atome d’oxygène montrent une séparation de fréquence entre leurs signaux de 1300 hertz et 200 hertz.

Les carbones méthyliques ne montrent aucun changement. Le diagramme ORTEP montre deux molécules d’eau entourant le N-oxyde asymétrique de 3,5-lutidine déshydraté, qui sont censées stabiliser la liaison N-O. Il y a un don inverse stabilisateur significatif de type Pi O-N reflété dans un ordre de liaison calculé supérieur à un et un nombre de doublets non liants d’électrons sur l’atome d’oxygène inférieur à 36.

Lors de la tentative de cette procédure, il est important de se rappeler que ce protocole utilise des solvants et des matériaux qui sont facilement disponibles et que l’on trouve généralement dans n’importe quel laboratoire de recherche.