Sintesi, cristallizzazione e caratterizzazione spettroscopica di 3,5-Lutidine N-ossido di disidratare

L'obiettivo generale di questa metodologia è quello di sintetizzare monocristalli a raggi X di 3,5-lutidina N-ossido disidratati in tempi di reazione più brevi utilizzando reagenti economici e facilmente accessibili per produrre una nuova struttura supramolecolare solvatata. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della chimica organica e inorganica sintetica, come ad esempio come sintetizzare composti aromatici nobili, composti et-see-cic e periodizzando il dare-ee-batics. Il vantaggio principale di questa tecnica è che utilizza solventi e materiali più accessibili e generalmente presenti in un laboratorio di ricerca.

Abbiamo avuto l'idea di questo metodo per la prima volta quando eravamo alla ricerca di un percorso ottimale per ottenere 3,5-lutidina N-ossido come intermedio dell'acido 2-amminopiridina-3,5-dicarbossilico. Per prima cosa, posizionare su un pallone aperto a fondo tondo da 100 millilitri contenente un'ancoretta magnetica su una piastra di agitazione magnetica in una cappa aspirante. Aggiungere al pallone 29,8 millilitri di acido acetico glaciale, 5,82 millilitri di 3,5-dimetilpiridina e cinque millilitri di perossido di idrogeno al 35%.

Mescolare la miscela di reazione a una temperatura interna di 80 gradi Celsius per cinque ore. Al termine della reazione, raffreddare il pallone a 24 gradi Celsius con ghiaccio. Una volta raffreddato, collegare il pallone a un'unità di distillazione ad alto vuoto per 90-120 minuti per rimuovere l'acido acetico in eccesso.

Successivamente, aggiungere 10 millilitri di acqua distillata al pallone e concentrare la miscela per rimuovere le tracce di acido acetico. Sciogliere il prodotto viscoso e trasparente isolato in 20 millilitri di acqua distillata. Quindi utilizzare un potenziometro per regolare il pH a 10 con carbonato di sodio.

Quindi, aggiungere con cura la soluzione a un imbuto di separazione da 250 millilitri. Estrarre la soluzione cinque volte con 250 millilitri di cloroformio. Recuperare il prodotto contenente strato organico e asciugarlo su solfato di sodio per un massimo di 30 minuti.

Dopo aver filtrato il solfato di sodio, rimuovere il solvente a pressione ridotta con un'unità di distillazione ad alto vuoto per ottenere una polvere cristallina molto igroscopica, limpida, beige. Ora, sciogliere 4,3 grammi di polvere cristallina in 50 millilitri di etere etilico freddo di grado HPLC. Filtrare sottovuoto la soluzione per rimuovere ogni traccia di materiale solido di partenza o polvere.

Quindi versare il filtrato in una capsula di Petrie di vetro e conservare a quattro gradi Celsius per far evaporare lentamente il solvente. Dopo due giorni, controllare che si ottengano cristalli limpidi e incolori. Quindi misurare il punto di fusione, che dovrebbe essere compreso tra 310 e 311 Kelvin.

Successivamente, isolare i cristalli di 3,5-lutidina N-ossido disidratati mediante decantazione per l'analisi a raggi X. Infine, sciogliere 0,01 grammi dei cristalli di 3,5-lutidina N-ossido disidratato in 0,4 millilitri di cloroformio deuterato per l'analisi NMR di protoni e carbonio. Il segnale a 2,28 ppm nello spettro NMR del protone di 3,5-lutidina N-ossido disidratato corrisponde ai sei atomi di idrogeno equivalenti dei due gruppi metilici nelle posizioni tre e cinque.

I segnali a 7,9 ppm e 6,9 ppm rappresentano rispettivamente i protoni C e A. Questi idrogeni hanno la frequenza più alta rispetto agli idrogeni metilici perché sono più vicini all'atomo di ossigeno che attira gli elettroni. Nello spettro del carbonio di 3, 5-lutidina N-ossido disidratato, i segnali per i carboni più vicini all'atomo di ossigeno mostrano una separazione di frequenza tra i loro segnali di 1300 hertz e 200 hertz.

I carboni metilici non mostrano alcun cambiamento. Il diagramma ORTEP mostra due molecole d'acqua che circondano il 3,5-lutidina N-ossido asimmetrico disidratato che si ritiene stabilizzino il legame N-O. C'è una significativa donazione di ritorno stabilizzante di tipo Pi O-N che si riflette in un ordine di legame calcolato superiore a uno e un numero di coppie di elettroni solitari sull'atomo di ossigeno inferiore a 36.

Durante il tentativo di questa procedura è importante ricordare che questo protocollo utilizza solventi e materiali facilmente reperibili e generalmente reperibili in qualsiasi laboratorio di ricerca.