5.8: 오가노카타리시스

1. 추가(S)-프롤라인(40 mg, 0.35 mmol, 0.35 등가물), 아세토닐릴(MeCN, 5mL), 디케톤(126 mg, 1mmol, 1 상당)을 자기 교반바가 장착된 둥근 바닥 플라스크(~20mL)에 추가한다.
2. 반응 혼합물을 35°C에서 30분 간 저어줍니다.
3. 3-buten-2-one (105 mg, 1.5 mmol, 1.5 등가물)을 35 °C에서 떨어 뜨리고 1 주일 동안 같은 온도에서 저어줍니다.
4. 포화 수성 암모늄 염화암모늄의 ~ 5mL를 추가하여 실온에 대한 반응을 냉각하고 담금질하십시오.
5. 다이틸 에테르로 수성 층을 추출합니다.
6. 결합된 유기층을 소금물로 씻고 무수 마그네슘 황산염으로 건조시다.
7. 황산 마그네슘을 걸이고 회전 증발을 통해 농축합니다.
8. 열 크로마토그래피를 통해 원유 잔류물을 정화합니다.

유기 촉매는 전이 금속에 대한 저비용 및 저독성 대안이며, 효소와 비교할 때 더 쉽게 합성 및 얻을 수 있습니다.

유기 촉매 반응은 작은 유기 분자가 화학 종과 상호 작용하여 소비되지 않고 반응을 가속화하는 것을 포함합니다.

이 비디오는 유기 촉매 반응의 원리, 에나민 촉매 반응을 보여주는 절차 및 유기 촉매 반응의 일부 응용 분야를 보여줍니다.

유기 촉매는 반응 분자와의 상호 작용에 따라 분류할 수 있습니다. 공유 상호작용에서 촉매는 활성화라고 하는 단계에서 일시적인 공유 결합을 통해 반응성 중간체를 형성합니다. 이러한 활성 화합물은 추가 반응을 진행합니다. 이 과정은 유기 촉매 분해 분자의 회수로 완료됩니다.

일반적으로 전자 공여체인 화합물인 루이스 염기는 다양성으로 인해 가장 일반적인 유형의 유기 촉매입니다. 예를 들어, 에나민 촉매는 친핵성을 향상시켜 선택적 알킬화 및 알돌 반응을 가능하게 합니다. 또 다른 아민 기반 촉매인 Iminium은 반응물의 친전자성을 개선하여 Michael 첨가 또는 순환첨가를 촉진하는 데 사용됩니다.

이러한 촉매는 또한 비대칭 촉매(asymmetric catalysis)로 알려진 공정에서 특정 입체이성체 생성물을 선택할 수 있습니다. 이것의 첫 번째 예 중 하나는 키랄 아미노산인 프롤린에 의해 촉매된 알돌 반응이었습니다.

프롤린은 케톤에 공유 결합하여 물을 방출하고 키랄 에나민을 생성합니다. 그 결과 입체선택적 알돌 반응을 시작하는 더 강력한 친핵체가 생성됩니다. 이 예에 표시된 반응은 스테로이드 합성을 위한 전구체의 생산에 중요합니다.

유기 촉매 반응의 원리를 다루었으므로 이제 (S)-프롤린 촉매 알돌 반응에 대한 절차를 살펴보겠습니다.

먼저 반응물과 유리 제품을 흄 후드로 가져옵니다. 마그네틱 교반 막대가 있는 20mL 둥근 바닥 플라스크에 시약을 추가합니다. 그런 다음 혼합물을 35도에서 저어줍니다. C를 30분 동안 누릅니다.

그런 다음 온도를 유지하면서 혼합물에 105mg의 3-buten-2-one을 적방울로 첨가합니다. 35 °C에서 일주일 동안 교반하도록 반응을 두십시오.

일주일이 지난 후 반응을 실온으로 냉각한 다음 약 5mL의 포화 염화암모늄 수용액을 첨가하여 담금질합니다.

다음으로, 디에틸 에테르 30mL를 첨가하여 수성층을 추출합니다. 분리 깔때기를 사용하여 유기 층과 수성 층을 분리합니다.

그런 다음 포화 염화나트륨 용액으로 유기층을 세척하고 무수 황산마그네슘으로 건조시킵니다. 그런 다음 여과를 통해 용액에서 황산 마그네슘을 제거합니다.

다음으로, 회전 증발을 사용하여 제품을 농축하십시오. 마지막으로, 얻어진 잔류물을 컬럼 크로마토그래피를 통해 정제합니다.

얻어진 생성물은 이제 1H NMR

을 사용하여 분석할 수 있습니다. 이 화합물은 총 14개의 수소를 가지고 있습니다. 5.85ppm의 다운필드 싱글릿은 알켄 수소 a에 특징적이며 1에 통합됩니다. 알칸 다중화 b, c, d 및 e는 2.78ppm에서 1.65ppm 사이의 일반적인 이동으로 발견되며 총 10개의 수소에 통합됩니다. 마지막으로, 메틸족 f는 3개의 수소가 통합된 1.45ppm의 이동을 가진 가장 업필드 단일체입니다.

이제 유기 촉매 반응 절차를 살펴보았으므로 몇 가지 응용 분야를 살펴 보겠습니다.

비대칭 유기 촉매 반응은 제약 화합물의 합성에 없어서는 안될 과정이되었습니다. 한 가지 예는 혈전을 치료하는 데 사용되는 항응고제인 (S)-와파린의 생산입니다. 과거에는 합성이 라세미 혼합물로부터 결정화 또는 크로마토그래피를 통한 키랄 분해능에 의존했습니다. 이 과정을 통해 약 19%의 수율을 얻을 수 있었습니다. 유기 키랄 촉매의 도움으로 낭비적인 키랄 분해 공정이 99%의 수율을 달성하는 합성으로 대체되었습니다.

이온 액체는 일반적으로 실온에서 액체 상태로 존재하는 염입니다. 이온 액체는 유기 촉매 작용을 포함한 많은 연구 분야에서 주목을 받고 있습니다. EMIMAc는 유기 양이온과 음이온을 갖는 화합물의 예입니다. 이 응용 프로그램에서는 입체 선택적 합성에서 촉매로 사용됩니다. 이온 성 액체의 높은 안정성, 낮은 휘발성 및 불연성은 재활용에 적합한 안전한 반응 매체로 만듭니다.

유기 촉매 반응에 대한 JoVE의 비디오를 시청하셨습니다. 이 비디오는 유기 촉매 반응, 일반 절차 및 일부 응용 분야에 대해 다루었습니다. 시청해 주셔서 감사합니다!