알 데히드 류와 Ketones 반응 황산 추출 프로토콜을 사용 하 여 혼합물에서 분리

이 절차의 전반적인 목표는 혼화성 용매에서 포화 중아황산나트륨과 함께 액체-액체를 직접 추출하여 혼합물에서 알데히드와 반응성 케톤을 제거하는 것입니다. 이 방법은 혼합물을 개별 성분으로 정제하는 데 도움이 될 수 있습니다. 구체적으로, 이 방법은 알데히드 또는 케톤 작용기를 포함하는 화합물을 다른 화합물과 분리하는 데 사용할 수 있습니다.

이 기술의 주요 장점은 수행이 매우 쉽고 분리 및 회수율이 매우 높다는 것입니다. 컬럼 크로마토그래피를 사용하여 반응 생성물에서 잔여된 알데히드 반응물을 제거하려는 시도가 실패한 후, 오염된 물질을 중아황산염으로 특이적으로 반응시켜 액체-액체 추출로 제거할 수 있는 하전 부가물을 형성했습니다. 이 절차를 시연하는 사람은 제 연구실의 학부생인 Maria Boucher와 Max Furigay입니다.

혼합물에서 방향족 알데히드의 분리는 벤질 부티레이트를 애니 살데히드와 1 대 1 혼합물에서 분리하기 위해 여기에 입증됩니다. 이 절차를 통해 중아황산나트륨은 이산화황 가스를 생성할 수 있으므로 이 프로토콜은 흄 후드와 같은 적절한 환기와 함께 수행해야 합니다. 먼저 175마이크로리터의 아니살데히드와 250마이크로리터의 벤질 부티레이트를 5밀리리터의 메탄올에 용해시킵니다.

용액을 분리 깔때기로 옮기고 포화 수성 중아황산나트륨 1ml를 넣고 약 30초 동안 세게 흔듭니다. 그런 다음 탈이온수 25ml와 10%에틸 아세테이트 헥산 25ml를 넣고 세게 흔듭니다. 레이어를 분리합니다.

무수 황산마그네슘으로 유기층을 건조시킵니다. 용액을 여과하여 황산 마그네슘을 제거합니다. 그런 다음 회전 증발기를 사용하여 용액을 진공 농축합니다.

혼합물에서 지방족 알데히드와 케톤의 분리는 벤질 아세톤과의 1 대 1 혼합물에서 벤질 부티레이트의 분리를 통해 여기에서 입증됩니다. 213 마이크로 리터의 벤질 아세톤과 250 마이크로 리터의 벤질 부티레이트 및 10 밀리리터의 디메틸 포름 아미드를 용해시킵니다. 용액을 분리 깔때기로 옮긴 후 25ml의 포화 수성 중아황산나트륨을 넣고 용액을 약 30초 동안 세게 흔듭니다.

그런 다음 탈이온수 25ml와 10%에틸 아세테이트 헥산 25ml를 넣고 세게 흔듭니다. 이중수성층이 흐려보이면 물을 더 넣고 분리 깔때기를 다시 흔듭니다. 분리 후에도 여전히 고체가 보이면 다음 단계로 진행하기 전에 Celite를 통해 모든 재료를 필터링하여 고체를 제거하십시오.

다음으로 레이어를 분리합니다. 수성층을 분리 깔때기로 되돌려 놓고 10%에틸 아세테이트 헥산 25ml를 더 넣고 세게 흔듭니다. 수성층을 배출하고 유기층은 분리 깔때기에 남겨둡니다.

그런 다음 이전 유기적 레이어를 분리 깔때기에 다시 추가합니다. 결합된 유기층을 탈이온수로 세 번 세척합니다. 무수 황산마그네슘으로 유기층을 건조시킵니다.

용액을 여과한 후 회전 증발기를 사용하여 진공 상태에서 황산마그네슘 농축액을 제거합니다. 알킨을 함유하는 혼합물에서 알데히드를 분리하는 것은 시트로넬랄과의 일대일 혼합물에서 벤질 부티레이트를 분리하는 것을 통해 여기에서 입증됩니다.시트로넬랄 255마이크로리터와 벤질 부티레이트 250마이크로리터를 10밀리리터의 디메틸포름아미드에 용해시키고 용액을 분리 깔때기로 옮깁니다. 그런 다음 포화 중아황산나트륨 수성 25ml를 넣고 약 30초 동안 세게 흔듭니다.

탈이온수 25ml와 헥산 25ml를 넣고 세게 흔듭니다. 무수 황산마그네슘으로 유기층을 건조시킵니다. 회전 증발기를 사용하여 진공 농축하기 전에 용액을 여과하여 황산마그네슘을 제거합니다.

혼합물에서 알데히드의 재분리는 벤질 부티레이트와의 1 대 1 혼합물에서 piperonyl의 분리를 통해 여기에서 입증됩니다. 217mg의 피페로닐과 250마이크로리터의 벤질 부티레이트를 5ml의 메탄올에 용해시키고 용액을 분리 깔때기로 옮깁니다. 포화 수성 중아황산나트륨 1ml를 넣고 약 30초 동안 세게 흔듭니다.

그런 다음 탈이온수 25ml와 10%에틸 아세테이트 헥산 25ml를 추가합니다. 세게 흔든 후 층을 분리하십시오. 수성층을 분리 깔때기로 다시 되돌립니다.

25 밀리리터의 10 % 에틸 아세테이트 헥산으로 수성 층을 한 번 세척하여 소량의 남아있는 벤질 부티레이트를 제거합니다. 그런 다음 25ml의 에틸 아세테이트를 첨가한 다음 pH 스트립이 pH가 12임을 나타낼 때까지 50% 수산화나트륨을 추가합니다. 그런 다음 용액을 세게 흔듭니다.

이 단계에서 가스 진화가 관찰되었으며 압력 상승을 유발할 수 있습니다. 분리 깔때기가 제대로 환기되는지 확인하십시오. 우리의 예시 알데히드인 피페로닐은 염기에 민감하지 않지만 에놀리성 알파-수소를 함유한 알데히드는 수산화나트륨에 불안정할 수 있습니다.

수산화나트륨을 포화 인산나트륨 삼염기성으로 대체하면 강한 염기로 인한 원치 않는 부작용을 완화할 수 있습니다. 층을 분리한 후 수성층을 분리 깔때기로 되돌립니다. 에틸 아세테이트 25ml를 넣고 세게 흔듭니다.

층을 분리 한 후 건조하기 전에 이전 단계의 유기 층과 유기 층을 결합하십시오. 이전과 같이 용액을 여과하고 농축합니다. 이 프로토콜의 성공 여부는 양성자 NMR로 판단할 수 있습니다.

프로토콜이 실패하면 알데히드 또는 케톤이 혼합물에 남아 있으며 NMR 스펙트럼에서 특성 신호로 검출될 수 있습니다. 알데히드는 9ppm에서 10ppm 사이의 특성 신호를 가지므로 이 영역에 피크가 있으면 분리가 실패했음을 나타냅니다. 성공적인 분리는 이 영역에서 피크를 갖지 않으며 원래 혼합물의 비알데히드 성분과 관련된 피크만 포함합니다.

알카인을 함유 한 알카인을 사용할 때 알킨과의 혼합물 부작용이 때때로 관찰됩니다. 이는 원래 구성 요소와 관련이 없는 피크의 모양으로 감지할 수 있습니다. 이 문제는 원치 않는 부작용의 원인이 되는 낮은 이산화황 용해도를 가진 용매인 헥산을 사용하여 완화할 수 있습니다.

성공적인 분리에는 원래 구성 요소와 연결되지 않은 NMR의 피크가 포함되지 않습니다. 알데히드를 재분리할 때 소량의 다른 성분이 양성자 NMR에 의해 검출될 수 있습니다. 이 성분은 중아황산염 반응을 역전시키기 전에 수성층의 선택적 세척을 수행하여 거의 완전히 제거할 수 있습니다.

이 기술을 마스터하면 제대로 수행하면 15분 안에 완료할 수 있습니다. 이 프로토콜은 입체 장애를 가진 네오펜틸 알데히드를 포함한 방향족 및 지방족 알데히드에 효과적입니다. 메틸 및 고리형 케톤은 제거할 수 있지만 입체적으로 더 방해받거나 공액 케톤은 반응성이 없습니다.

프로토콜에서는 에폭사이드 또는 염화벤질과 같은 친전자성 작용기를 포함한 거의 모든 작용기가 허용됩니다. 한 가지 예외는 지방족 아민(aliphatic amine)으로, 이는 중아황산염과 산성 염기 반응을 겪기 때문에 프로토콜 중에 부분적으로 이온화됩니다.