Synthèse des Esters Via une estérification de Steglich plus écologique dans l’acétonitrile

L’objectif global de cette expérience est de fournir une méthodologie plus verte pour une réaction commune d’estérification, qui pourrait servir utile pour l’estro-synthèse dans les applications académiques et industrielles. Notre méthode peut être utilisée pour une synthèse efficace et douce des esters en couplant les acides carboxyliques avec des alcools primaires ou secondaires ou des phénols. Le principal avantage de cette technique est qu’elle élimine l’utilisation de solvants de réaction chlorés ou amidés dangereux et qu’elle minimise les déchets solvants pendant la purification sans sacrifier le taux de réaction ou la pureté du produit.

Andrew Lutjen et Mackenzie Quirk, chercheurs de premier cycle de mon laboratoire, démontreront la procédure. Tout d’abord, combinez l’acide trans-cinamic, DMAP, et EDC dans un flacon rond-fond de 50 millilitres. Ajouter 15 millilitres d’acétyltrile et 98 microlitres d’alcool 3-Methoxybenzyl au mélange, ainsi qu’une barre magnétique.

Serrez le rabat dans un bain d’eau de 40 degrés Celsius et remuer la réaction. Surveillez la réaction de TLC, à l’aide d’acétate éthylique et d’hexanes. Une fois la réaction terminée, retirer l’acétylonitrile sous une pression réduite à l’aide d’un évaporateur rotatif pour obtenir un solide brut.

Aux résidus, ajouter 20 millilitres chacun d’éther de détyle et une molaire d’acide chlorhydrique. Faites tourbillonner le flacon pour dissoudre les résidus dans les couches de solvants. Ensuite, versez la solution dans un entonnoir séparateur.

Rincer le flacon d’évaporation avec cinq millilitres d’éther de déthyle et ajouter le rinçage à l’entonnoir séparateur. Secouez doucement l’entonnoir séparateur pour extraire le produit dans la couche d’éther, en l’achemineant périodiquement. Laissez les couches se séparer, puis retirez la couche aqueuse en la drainant du fond de l’entonnoir dans un flacon Erlenmeyer.

À la couche organique qui reste dans l’entonnoir séparatoire, ajouter 20 millilitres d’un acide chlorhydrique molaire et secouer délicatement le flacon séparateur, en l’acheminant périodiquement. Laissez les couches se séparer, puis retirez la couche aqueuse en la drainant du fond de l’entonnoir dans un flacon Erlenmeyer. Répétez la procédure de lavage avec du bicarbonate de sodium saturé et du chlorure de sodium saturé.

Après avoir terminé les étapes de lavage, transférer la couche organique de l’entonnoir séparateur dans un flacon Erlenmeyer propre. Sécher la couche avec du sulfate de magnésium. Puis filtrer la solution à travers du papier filtre dans un flacon d’évaporation masqué.

Par la suite, retirez le solvant d’éther de diététhyle sous une pression réduite, à l’aide d’un évaporateur rotatif. Analyser un échantillon du produit par spectroscopie NMR proton et carbone en chloroforme déréflé et par spectrométrie de masse. Dans un flacon à fond rond de 50 millilitres, mélanger l’acide transcimnamic, le DMAP et EDC.

Ajouter 15 millilitres d’acétyonitrile et 157 milligrammes de diphénylméthanol au mélange, ainsi qu’une barre magnétique. Serrez le rabat et remuez la réaction à température ambiante pendant 24 heures. Insérez un condenseur d’air dans le cou du flacon pour minimiser l’évaporation des solvants.

Une fois la réaction terminée, suivez la procédure d’extraction et de lavage telle qu’elle a été décrite précédemment. Dans un flacon à fond rond de 50 millilitres, mélanger l’acide décantoïque, le DMAP et EDC. Ajouter 15 millilitres d’acétylonitrile et 157 milligrammes de Dithenylmethanol au mélange, ainsi qu’une barre magnétique.

Serrez le rabat et remuez la réaction à température ambiante pendant 24 heures. Insérez un condenseur d’air dans le cou du flacon pour minimiser l’évaporation des solvants. Une fois la réaction terminée, suivez la procédure d’extraction et de lavage telle qu’elle a été décrite précédemment.

Utilisant la réaction modifiée d’estérification de Steglich, le cinnamate 3-Methoxybenzyl a été obtenu dans le rendement de 90%sans besoin de chromatographie de colonne, comme confirmé par spectroscopie de NMR de proton et de carbone. Composés neuf à 17 ont été synthétisés en utilisant un protocole similaire, avec des rendements de 77 à 90%Tous les composés ont été analysés par spectroscopie NMR et spectrométrie de masse à haute résolution, et s’est révélé être d’une pureté similaire à 3-Methoxybenzyl cinnamate par analyse NMR. De légères modifications ont été apportées au protocole pour les alcools primaires afin d’obtenir des rendements et une pureté optimaux pour les composés 12 à 17.

Les réactions secondaires d’alcool ont été courues plus longtemps pour permettre à la réaction d’aller à l’accomplissement. Dans les réactions d’acide décantique, pour les composés ester 12 et 17, en utilisant 1,2 équivalents d’acide carboxylique à un équivalent d’alcool pour les alcools primaires et secondaires, a donné esters avec une impureté acide décantoïque. Le problème d’impureté a été résolu en utilisant un rapport molaire d’acide décantoïque à l’alcool avec un temps de réaction légèrement plus long.

Ces conditions ont donné des produits purs d’ester, indiqués par une perte du signal d’impureté à 2.35 parties par million dans le spectre de NMR de proton. Comme pour toute méthode de synthèse organique, les fiches de données sur l’innocuité des produits chimiques devraient être consultées et l’équipement et les installations de protection individuelle appropriés devraient être utilisés lors de l’exécution de cette procédure.