방법 논문

종합, 결정 화, 그리고 3, 5-Lutidine N의 분 광 특성-산화물 탈수

DOI:

10.3791/57233

⸱

2018년 4월 24일

 ,  , 
1Centro de Química, Instituto de Ciencias, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

이 논문에서

요약

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

여기, 우리 보고 합성 및 3, 5-lutidine N산화물의 결정 화 pyridine N의 고전적인 합성에서 다른 간단한 프로토콜에서 탈수-산화물. 이 프로토콜 다른 시작 자료를 활용 하 고 새로운 solvated supramolecular 구조, 느린 증발 아래 결정 한다는 항복 반응 시간을 포함 한다.

초록

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

3, 5-lutidine N산화물의 합성 탈수, 1, 2-아미노-피리 딘-3, 5-dicarboxylic 산의 합성 경로에서 달성 했다. 오치아이 처음 사용 방법론 대체 비 pyridines 12 h 과정에서 1957 년에 하지만 아무 x 선 적당 한 결정을 가져온. 여기에 제시 된 방법론에 사용 되는 대체 반지는 명확 하 게 1에서다른 및 힘을 수 여 비대칭 단위에 물 분자의 추가 영향을. X 선 적당 한 크리스탈 화합물 1 하였습니다. 2 개의 물 분자의 존재에 의해 산소에 부정적인 요금의 안정화 수소 원자에 반지; 양 전을 기부 이러한 물 분자 supramolecular 상호 작용을 생성을 잘 제공 합니다. 소 분자 10에 pH를 조정 하 여 도달 되는 알칼리 성 시스템에 대 한 수 있습니다. 이중 메 틸 링과 5 h의 반응 시간을 대체 하는 중요 한 것은, 그것에 게 더 다양 한 방법 및 미래의 링 삽입에 대 한 광범위 한 화학 응용.

서론

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

요즘, 전세계 과학자가 투자 하 고 리소스 추가 반응1,2낮은 반응성 앞에 대 한 알려져 있다, 향기로운 그룹의 기능화에 대 한 새로운 합성 경로 개발 3. Pyridine, 어디 질소 원자는 탄소 원자 대체, 선물 반지 탄소 원자3, 전적으로 이루어진 아날로그에 유사한 화학 반응 하 고 그것은 일반적으로 추가 보다는 대체 메커니즘을 겪 습. N-산화물은 질소와 산소 원자3빈 궤도와 질소에 nonbonding 전자 쌍의 겹침에 의해 형성 된 산소 사이 기증자 본드의 존재에 의해 구별. 특히, pyridine N-산화물 루이스 기초는 그들의 N O moiety는 전자 기증자 역할을 할 수 있기 때문에 그들은 루이스 산 해당 루이스 산-염기 쌍 형성으로 결합할 수 있습니다. 이 속성은 필수 화학 결과 잠재적인 electrophiles 향해 루이스 산의 nucleophilicity를 증가 시킬 수 있기 때문에 따라서 어디 정상적으로 반응 하지 발생 조건 하에서 반응 하도록 허용. 아마 이러한 화합물의 가장 빈번한 사용 다양 한 산화 반응 산화 제4역할을 어디에서 이다. Pyridine N-산화물 및 그들의 반지 기능성된 유도체의 많은 재발 분자 생물학적 활동과 약리 에이전트5, 그리고 다른 분 도구에서 명확한 공간 배급 설립 되었습니다 그들 중 일부에 대 한6,7. Pyridine 반지에 다른 그룹을 연결에 대 한 연구, 과학자는 다양 한 방법론 isoxazolines 형태로 6-자일 렌을 끓는 DBU 등 자료의 촉매 양이 필요로 하기 때문에 간단 하 고 기존 메서드를 생산 테스트 대체-2-aminopyridine N-산화물8,9. 피리 딘 유도체의 다양 한 그들의 해당 N으로 변환 되었습니다-촉매 양의 망간의 산화물 tetrakis(2,6-diclorophenyl) 채널2Cl2/CH3 포 르 피 린 및 암모늄 아세테이트 CN8,10. 다른 pyridines는 채널2Cl2에서에서 H2O2 촉매 금액 또는 초과 dimethyldioxirane의 추가 의해 methyltrioxorhenium8,11의 존재를 사용 하 여 그들의 산화물을 산화 0 ° C에서 해당 N에 이르게-산화물8,12,,1314. 두번째 채널2Cl2 trioxorhenium 존재 (trimethylsilyl) 과산화 pyridine N의 합성에 사용 되었습니다-산화물8,11. Aminopyridine N의 합성-산화물 오목의 산 (peroxomonosulfuric acid)을 사용 하 여 관련 된 acylation 되었습니다 보고8. 그럼에도 불구 하 고, 보고 여기, 방법론과 오치아이1을 보고 방법론의 일부를 사용 하 여 저렴 하 고 액세스할 수 시 약, H2O2 와 빙 초 산의 사용으로 매우 좋은 결과를 제공 합니다. 이 연습 제 3 아민에 대규모 준비에 사용 하기 위해 더 적당 한 그것은 생산에 30% 과산화 수소를 필요로 하는 반응 좋은 수율과 70-80 ° C 사이의 온도에서 빙 초 산 이며, 그것은 정화 과정을 사용 하 여 그는 증 류 법, 촉매 또는 더 비싼 시 약1의 사용 없이 같은 대부분 합성 실험실에서 제공 됩니다. 문학도 자주 10-24 h와 100 ° C 4,8, 이상의 온도에서 시간 프레임을 포함 하는 다른 방법론 및 x 선 분석에 대 한 올바른된 결정의 수익률은 거의 보고 보고 합니다.

신속, 다양 한 N-산화물에서 파생 된 및 또는 electrophilic 방법에 lutidine 반지를 적절 하 게 활성화 하는 데 사용 됩니다. 및 또는 electrophilic 요소는 치환 기에 의해 영향을 받습니다. 전자 철회 그룹 되 pyridine 반지와 주요 요소 및 특성1입니다. 무료 N-산화물 화합물 거의 향기로운 반지에 delocalized 충전 때문에 x 선 분석에 대 한 적절 한 결정으로 격리 됩니다. 그러나, solvation 요소는 안정 산소15의 부정적인 밀도에 중대 하다.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

프로토콜

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1입니다. 반응

  1. 증기 두건에서 0.5 mol (29.8 mL) 빙 초 산으로 열린된 라운드 100 mL 플라스 크 놓고 3, 5-dimethylpyridine 및 H2O2 (35%)의 5 mL의 0.051 mol (5.82 mL)를 추가 합니다. 아래 지속적인 자석 교 반, 혼합 반응 5 h 80 ° C의 내부 온도 유지.
  2. 반응 시간 후 얼음 (얼음에 초 산 가스 노출 하지 않습니다)와 24 ° C에 플라스 크를 냉각 하 고 초과 초 산을 제거 하 90-120 분에 대 한 높은 진공 증 류 장치에 연결 합니다.
    주의: 뜨거운 물질을 사용 하지 마십시오. 유리 관리 온도 도달할 때까지 기다립니다. 이것 또한 증기 증 류 법 단위의 상단을 입력 하지 것입니다.
  3. 가능한 많은 혼합물을 집중 하 고 초 산의 어떤 자취 든 지의 제거를 보장 하기 위해 두 번 증류수 (10 mL)을 추가 합니다.

2. basicity 조정 및 추출

  1. 격리 된 점성 및 투명 한 제품 bi distillated 물에 녹이 고는 포 텐 쇼 미터를 사용 하 여 순수한 고체 나2CO310 pH를 조정.
  2. 250 mL 분리 깔때기에 솔루션을 신중 하 게 배치 하 고 5 번 CHCl3 수익률 향상의 250 mL와 함께 그것을 추출. 유기 층을 복구 하 고 그래서 고체 나2이상의 건조4 30 분 최대, 제품에 포함 됩니다. 필요한 경우, 다시 원하는 양의 CHCl3수성 단계를 추출 합니다.
    주의: CHCl3 졸음 및 현기증;를 발생할 수 있습니다. 배려와 연기 후드 내부 처리 합니다.
  3. 매우 검 습기 분명 베이지색 결정 분말 (70%)의 형성까지 높은 진공 증 류 법 단위와 감소 된 압력에서 용 매를 제거 합니다.

3. 결정 화 과정

  1. 4.3 g 차가운 높은 수행된 액체 크로마토그래피 (HPLC) 학년 diethyl 에테르 50 mL에 결정 분말의 분해. 진공 필터 고체 시작 물자 또는 심지어 먼지의 모든 흔적을 제거 하는 솔루션입니다. 유리 페 트리 접시에는 여과 액을 부 어, 실험실 냉장고에 4 ° C에 증발 속도를 떠나는.
  2. 2 일 후 확인, 명확한 무색 크리스탈 얻을 수 있습니다. 310-311 공화국의 범위에 있어야 녹는점 측정

4. 3, 5-Lutidine N산화물 Dehydrate 분석

  1. 결정으로 형성 된, 프리즘 모양 및 무색, 이동 추가 x 선 분석을 위해 플라스 크의 벽에서 제거 합니다. 즉시 사용 하는 경우 diethyl 에테르 크리스탈 수 분을 피하기 위해 결정 하십시오.
  2. 0.010 g 3, 5-lutidine N산화물의 탈수 CDCl3 NMR H1 과 C13 분석 절차의 효과 증명 하기 위해 수행의 0.4 mL에 용 해.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

결과

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

프로토콜은 기본적으로 오치아이 기법1의 확장. 그러나, 낮은 온도 시간이 적용 됩니다. 이 간단한 방법을 대체 pyridine N은 다양 한 리간드를 사용할 수 있습니다-산화물 유래. 확인 하 고 1의 형성, NMR 1H와 13C 분석 절차의 효과 테스트 하려면 선호 됩니다.

화학 변화는 1의 형성을 보여 줍니다. 2.28 ppm에서 신호 (부품 당 백만) 영구 자석 보다 더 적은 비율에 자기장을 감지는 3과 5 위치에 두 개의 메 틸 그룹의 6 동등한 hydrogens에 해당. Septuplets의 2 세트가 있다: 하나는 복식 신호의 다른 6.9에서 그림 1

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

토론

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

여기에 제시 된 프로토콜 기판의 기능화 방법으로 3, 5-lutidine의 질소 원자에 산소 원자를 연결 하는 전통적인 방법입니다. 이 기술은 또한 x 선 적당 한 탈수 결정 (그림 5, 소니 DSC-HX300 사이버-샷 카메라와 함께 찍은 사진)를 잘 설립 이다. 마찬가지로 지금까지 우리는 우려, 많은 보고서 같은 결정16의 생산을 설명 했습니다. 그들은 다양 한 금속17,18,,1920chelated는 많은 화합물 x 선 분석을 위한 이상적인 결정 성장. 크리스탈 분말 형성 되 면 그것은 사토 플라스 크 및 부 흐 너 깔때기를 사용 하 여 그들의 어머니 주류에서 그것을 추출 하는 것이 중요. 고무 호스를 사용 하 여, 사토 플...

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

공개 사항

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

모든 저자는 충돌의 관심을 선언합니다.

감사의 글

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

현재 작업 Vicerrectoría 드 Investigación y BUAP, 과학의 Divulgation, 그리고 프로젝트 번호에서 Estudios de Posgrado에 의해 지원 되었습니다. REOY-NAT14, 15, 16-G. HEAS-NAT17. RMG는 장학금 417887 CONACyT을 (멕시코) 감사합니다.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
3,5-루티딘시그마-알드리치L4206-500ML
빙하 아세트산페르몬트3015
히드로겐 과산화물 (35%)시그마-알드리치349887-500ML
Na2CO3 무수Productos Quí micos Monterrey1792
Na2SO4 무수Alfa reactivos25051-C
CHCl3Fermont6205
Ethyl eterMercury ChemistQME0309
Distilled waterComercializadora Quí 운모 Poblana가
존재하지 않음

참고문헌

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Ochiai, E. Recent Japanese work on the chemistry of pyridine 1-oxide and related compounds. J. Org. Chem. 18 (5), 534-551 (1953).
  2. Solomons, T. W. G. Organic Chemistry 2nd Edition. , John Wiley & Sons. 1110(1976).
  3. Albini, A., Pietra, S. Heterocyclic N-Oxides. , CRC Press. ISBN: 0849345529 328(1991).
  4. Koukal, P., Ulc, J., Necas, D., Kotora, Heterocyclic N.-Oxides. Topics in Heterocyclic Chemistry. 53, 29-58 (2017).
  5. Wen-Man, Z., Jian-Jun, D., Xu, J., Jun, X., Huan-Jian, X. Visible-Light-Induced C2 alkylation of pyridine N.-oxides. J. Org. Chem. 82 (4), 2059-2066 (2017).
  6. Merino García, M. R., Ríos-Merino, F. J., Bernès, S., Reyes-Ortega, Y. Crystal structure of 3,5-dimethylpyridine N-oxide dihydrate. Acta Cryst. 72 (12), 1687-1690 (2016).
  7. Sarma, R., Karmakar, A., Baruah, J. B. N-Oxides in Metal-Containing Multicomponent Molecular Complexes. Inorg. Chem. 47 (3), 763-765 (2008).
  8. Youssif, S. Recent trends in the chemistry of pyridine N-oxides. ARKIVOC. 2001, 242-268 (2001).
  9. Chucholowski, A. W., Uhlendorf, S. Base catalyzed rearrangement of 5-cyanomethyl-2-isoxazolines; novel pathway for the formation of 2-aminopyridine N-oxides. Tetrahedron Lett. 31 (14), 1949-1952 (1990).
  10. Thellend, A., Battioni, P., Sanderson, W., Mansuy, D. Oxidation of N-Heterocycles by H2O2 Catalyzed by a Mn-Porphyrin: An Easy Access to N-Oxides Under Mild Conditions. Synthesis. 1997 (12), 1387-1388 (1997).
  11. Copéret, C., Adolfson, H., Tinh-Alfredo, V. K. h, Yudin, A. K., Sharpless, K. B. A simple and Efficient Method for the Preparation of Pyridine N-Oxides. J. Org. Chem. 63 (5), 1740-1741 (1998).
  12. Ferrer, M., Sánchez-Baeza, F., Messeguer, A. On the preparation of amine N-oxides by using dioxiranes. Tetrahedron. 53 (46), 15877-15888 (1997).
  13. Adam, W., Briviba, K., Duschek, F., Golsch, D., Kiefer, W., Sies, H. Formation of singlet oxygen in the deoxygenation of heteroarene N-oxides by dimethyldioxirane. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1995 (18), 1831-1832 (1995).
  14. Murray, R. W., Singh, M. A Facile One-Step Synthesis of C-Arylnitrones Using Dimethyldioxirane. J.Org.Chem. 55 (9), 2954-2957 (1990).
  15. Kim, S. W., Um, T., Shin, S. Brønsted acid-catalyzed α-halogenation of ynamides from halogenated solvents and pyridine-N-oxides. Chem. Commun. 53 (18), 2733-2736 (2017).
  16. Campeau, L., Rousseaux, R., Fagnou, K. A solution to the 2-pyridyl organometallic cross-coupling problem: regioselective catalytic direct arylation of pyridine N-oxides. J. Am. Chem. Soc. 127 (51), 18020-18021 (2005).
  17. Gang, L., et al. Metal-free methylation of a pyridine N-oxide C-H bond by using peroxides. Org. Biomol. Chem. 13 (46), 11184-11188 (2015).
  18. May, D., Nyman,, Hampden-Smith, M. J., Duesler, E. N. Synthesis, characterization, and reactivity of group 12 metal thiocarboxylates M(SOCR)2Lut2[M) Cd, Zn; R ) CH3, C(CH3)3; Lut ) 3,5-Dimethylpyridine (Lutidine)]. Inorg. Chem. 36 (10), 2218-2224 (1997).
  19. Cho, S. H., Hwang, S. J., Chang, S. Palladium-Catalyzed C-H Functionalization of Pyridine N-Oxides: Highly Selective Alkenylation and Direct Arylation with Unactivated Arenes. J. Am. Chem. Soc. 130 (29), 9254-9256 (2008).
  20. Ide, Y., et al. Spin-crossover between high-spin (S = 5/2) and low-spin (S = 1/2) states in six-coordinate iron(III) porphyrin complexes having two pyridine-N. oxide derivatives. Dalton Trans. 46 (1), 242-249 (2017).
  21. Drago, R. S. Physical Methods in Chemistry. , Saunders College Publishing USA. 750(1977).
  22. Cervantes-Mejía, V., et al. Branched Polyamines Functionalized with Proposed Reaction Pathways Based on 1H-NMR, Atomic Absorption and IR Spectroscopies. American Journal of Analytical Chemistry. 5 (16), 1090-1101 (2014).
  23. Huheey, J. E., Keiter, E. A., Keiter, R. L. Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity, 4th Edition. , Oxford University Press. Mexico. ISBN: 9706131620 1023(1997).
  24. Rigaku, CrysAlisPRO. , (2013).
  25. Sheldrick, G. M. SHELXT - Integrated space-group and crystal-structure determination. Acta Cryst. 71 (1), 3-8 (2015).
  26. Sheldrick, G. M. Crystal structure refinement with SHELXL. Acta Cryst. 71 (1), 3-8 (2015).
  27. Sheldrick, G. M. A short history of SHELX. Acta Cryst. 64 (1), 112-122 (2008).
  28. Macrae, C. F., et al. Mercury CSD 2.0 - new features for the visualization and investigation of crystal structures. J. Appl. Cryst. 41 (2), 466-470 (2008).
  29. ChemBioDraw Ultra 13. , PerkinElmer. (2013).

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재인쇄 및 허가

이 JoVE 논문의 텍스트 또는 그림 재사용 허가 요청

허가 요청

태그

3XpHNMRHPLC

관련 논문