Synthese van Esters Via een groener Steglich verestering in acetonitril

Het algemene doel van dit experiment is om een groenere methodologie te bieden voor een gemeenschappelijke esterificatiereactie, die nuttig zou kunnen zijn voor estro-synthese in academische en industriële toepassingen. Onze methode kan worden gebruikt voor een efficiënte en milde synthese van esters door carboxylzuren te koppelen aan primaire of secundaire alcoholen of fenolen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het gebruik van gevaarlijke gechloreerde of amide reactieoplosmiddelen elimineert en het minimaliseert oplosmiddelafval tijdens de zuivering zonder in te boeten reactiesnelheid of productzuiverheid.

Het aantonen van de procedure zal Andrew Lutjen en Mackenzie Quirk, undergraduate onderzoekers van mijn laboratorium. Combineer eerst trans-Cinnamic acid, DMAP en EDC in een ronde kolf van 50 milliliter. Voeg 15 milliliter acetonitril toe en 98 microliter 3-Methoxybenzyl alcohol aan het mengsel, samen met een magnetische roerstaaf.

Klem de kolf in een waterbad van 40 graden Celsius en roer de reactie. Monitor de reactie van TLC met behulp van ethylacetaat en hexaan. Zodra de reactie is voltooid, verwijder de acetonitril onder verminderde druk met behulp van een roterende verdamper om een ruwe vaste stof te verkrijgen.

Voeg aan het residu 20 milliliter per diethylether en één kies zoutzuur toe. Draai de kolf om het residu op te lossen in de oplosmiddellagen. Giet de oplossing vervolgens in een separatory trechter.

Spoel de verdampende kolf met vijf milliliter diethylether en voeg de spoeling toe aan de separatory trechter. Schud voorzichtig de separatory trechter om het product in de etherlaag te halen en maak regelmatig ontluchting. Laat de lagen scheiden en verwijder vervolgens de waterige laag door deze uit de onderkant van de trechter in een Erlenmeyer-kolf te draineren.

Voeg aan de organische laag die in de separatory trechter blijft, 20 milliliter van één molair zoutzuur toe en schud de separatory kolf voorzichtig, die periodiek ontluchting. Laat de lagen scheiden en verwijder vervolgens de waterige laag door deze uit de onderkant van de trechter in een Erlenmeyer-kolf te draineren. Herhaal de wasprocedure met verzadigd natriumbicarbonaat en verzadigd natriumchloride.

Breng na het voltooien van de wasstappen de organische laag van de separatory trechter over in een schone Erlenmeyer-kolf. Droog de laag met magnesiumsulfaat. Vervolgens filtert de zwaartekracht de oplossing door filterpapier in een gemaskerde verdampingskolf.

Verwijder hierna het oplosmiddel diethylace onder verminderde druk met behulp van een roterende verdamper. Analyseer een monster van het product door proton en koolstof NMR Spectroscopie in deuterated chloroform, en door massaspectrometrie. In een 50-milliliter ronde fleskolf, combineren trans-cinnamic zuur, DMAP, en EDC.

Voeg 15 milliliter acetonitril en 157 milligram Difenylmethanol toe aan het mengsel, samen met een magnetische roerbalk. Klem de kolf vast en roer de reactie 24 uur op kamertemperatuur. Steek een luchtcondensator in de kolfhals om oplosmiddelverdamping te minimaliseren.

Zodra de reactie is voltooid, volg de extractie workup en wasprocedure zoals eerder beschreven. In een 50-milliliter ronde-bodem kolf, combineren decanoïnezuur, DMAP, en EDC. Voeg 15 milliliter acetonitril en 157 milligram Dithenylmethanol toe aan het mengsel, samen met een magnetische roerbalk.

Klem de kolf vast en roer de reactie 24 uur op kamertemperatuur. Steek een luchtcondensator in de kolfhals om oplosmiddelverdamping te minimaliseren. Zodra de reactie is voltooid, volg de extractie workup en wasprocedure zoals eerder beschreven.

Met behulp van de gewijzigde Steglich esterificatiereactie, 3-Methoxybenzyl cinnamaat werd verkregen in 90%rendement zonder de noodzaak van kolomchromatografie, zoals bevestigd door proton en koolstof NMR Spectroscopie. Verbindingen negen tot 17 werden gesynthetiseerd met behulp van een soortgelijk protocol, met opbrengsten van 77 tot 90%Alle verbindingen werden geanalyseerd door NMR Spectroscopie en hoge resolutie massaspectrometrie, en bleek van vergelijkbare zuiverheid te zijn als 3-Methoxybenzyl cinnamaat door NM-analyse. Kleine wijzigingen in het protocol voor primaire alcoholen werden aangebracht om optimale opbrengsten en zuiverheid te verkrijgen voor verbindingen 12 tot 17.

Secundaire alcohol reacties werden uitgevoerd voor langer om de reactie te gaan tot voltooiing. In de decanoïnezuurreacties, voor esterverbindingen 12 en 17, met behulp van 1,2 equivalenten van carboxylzuur aan een equivalent van alcohol voor zowel primaire als secundaire alcoholen, leverde esters met een decanoïnezuur onzuiverheid. Het onzuiverheidsprobleem werd opgelost door een één-op-één molaire verhouding van decanoïnezuur en alcohol met een iets langere reactietijd te gebruiken.

Deze voorwaarden leverden zuivere esterproducten op, die door een verlies van het onzuiverheidssignaal bij 2.35 delen per miljoen in het spectrum van proton NMR worden vermeld. Zoals bij elke organische synthesemethode moeten veiligheidsinformatiebladen voor chemische stoffen worden geraadpleegd en moeten bij het uitvoeren van deze procedure gebruik worden gemaakt van de juiste persoonlijke beschermingsmiddelen en -faciliteiten.