Name: Synteza estrów poprzez bardziej ekologiczną estryfikację Steglich w acetonitrylu (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-10-30T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 52 s
Description: Poznaj zieloną metodę syntezy estrów poprzez modyfikację estryfikacji Steglicha z użyciem acetonitrylu. Technika eliminuje niebezpieczne rozpuszczalniki i pozwala uzyskać wysokie wydajności bez chromatograficznej oczyszczania produktów.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

To badanie było wspierane przez Siena College i Center for Undergraduate Research and Creative Activity. Dziękujemy dr Thomasowi Hughesowi i dr Kristopherowi Kolonko za pomocne rozmowy, pani Allycii Barbera za wczesną fazę prac nad tą metodologią oraz Centrum Zaawansowanego Oprzyrządowania i Technologii Stewarta (SAInT) w Siena College za zasoby dotyczące oprzyrządowania.

Uwaga: Zapoznaj się z kartami charakterystyki (SDS) przed użyciem chemikaliów w tej procedurze. Używaj odpowiednich środków ochrony osobistej (PPE), w tym gogli przeciwbryzgowych, fartucha laboratoryjnego oraz rękawic nitrylowych lub butylowych, ponieważ wiele odczynników i rozpuszczalników jest lub łatwopalnych. Wszystkie reakcje należy przeprowadzać w dygestorium. W przypadku tego protokołu nie jest konieczne suszenie szkła ani stosowanie atmosfery azotu.
1. Reakcja sprzęgania karbodimidu dla pierwszorzędowych alkoholi
<ol>
	<li>W kolbie okrągłodennej o pojemności 50 ml połączyć kwas (E)-cynamonowy (151 mg, 1,02 mmol, 1,2 ekwiwalent), DMAP (312 mg, 2,55 mmol, 3 ekwiwalenty) i EDC (244 mg, 1,28 mmol, 1,5 ekwiwalent). Dodać acetonitryl (15 ml) i alkohol 3-metoksybenzylowy (98 μl, 0,85 mmol, 1 ekwiwalent) do mieszaniny wraz z mieszadłem. 
	UWAGA: Acetonitryl jest rozpuszczalnikiem łatwopalnym.</li>
	<li>Zawiesić kolbę w łaźni wodnej o temperaturze 40 °C i zamieszać reakcję. 
	UWAGA: Jeśli reakcja obejmuje alkohol aromatyczny, należy monitorować reakcję pod kątem utraty alkoholu za pomocą chromatografii cienkowarstwowej (TLC) przy użyciu octanu etylu/heksanu w stosunku 1:3. Reakcja jest zakończona, gdy plamka alkoholowa nie jest już widoczna na płytce TLC poprzez naświetlanie lampą UV.</li>
</ol>
2. Ekstrakcja
<ol>
	<li>Po zakończeniu reakcji zgodnie ze wskazaniami TLC lub po 45 minutach usunąć acetonitryl pod zmniejszonym ciśnieniem za pomocą wyparki obrotowej, aby uzyskać surową substancję stałą. 
	UWAGA: Zapoznaj się z dodatkowymi zasobami, aby uzyskać informacje na temat korzystania z wyparki obrotowej24,25.</li>
	<li>Do pozostałości dodać eter dietylowy (20 ml) i 1 M HCl (20 ml). Zakręcić kolbą, aby rozpuścić pozostałość w warstwach rozpuszczalnika. 
	UWAGA: Eter dietylowy jest wysoce łatwopalnym rozpuszczalnikiem. 
	UWAGA: Aby zmniejszyć zagrożenie związane z rozpuszczalnikiem, zamiast eteru dietylowego można użyć octanu etylu; Istnieje jednak większe ryzyko tworzenia się emulsji podczas etapów ekstrakcji i płukania.</li>
	<li>Wlej roztwór do rozdzielacza rozdzielającego. Przepłukać kolbę parownika dodatkowym eterem dietylowym (5 ml) i dodać płukanie do rozdzielacza</li> separatora.
	<li>Delikatnie potrząsnąć rozdzielaczem, aby wyekstrahować produkt do warstwy eteru, okresowo odpowietrzając. Odczekać, aż warstwy się rozdzielą, a następnie usunąć warstwę wodną, odsączając ją z dna lejka do kolby Erlenmeyera lub zlewki. 
	UWAGA: Zapoznaj się z dodatkowymi zasobami, aby uzyskać informacje na temat ekstrakcji i korzystania z lejka rozdzielającego24,25.</li>
</ol>
3. Procedura prania
<ol>
	<li>Do warstwy organicznej pozostałej w rozdzielaczu dodać 1 M HCl (20 ml) i delikatnie wstrząsnąć kolbą separatora, okresowo odpowietrzając. Odczekać, aż warstwy się rozdzielą, a następnie usunąć warstwę wodną, odsączając ją z dna lejka do kolby Erlenmeyera lub zlewki.</li>
	<li>Powtórzyć procedurę mycia z nasyconym roztworem wodorowęglanu sodu (2 x 20 ml), a następnie z nasyconym roztworem chlorku sodu (20 ml).</li>
	<li>Wylać warstwę organiczną z górnej części rozdzielacza do czystej kolby Erlenmeyera, osuszyć warstwę siarczanem magnezu i przefiltrować grawitacyjnie roztwór przez bibułę filtracyjną do zmasowanej kolby odparowującej. 
	UWAGA: Zapoznaj się z dodatkowymi zasobami, aby uzyskać informacje na temat ekstrakcji i stosowania siarczanu magnezu jako środka suszącego24,25.</li>
	<li>Usunąć rozpuszczalnik eteru dietylowego pod zmniejszonym ciśnieniem za pomocą wyparki obrotowej.</li>
	<li>Analizować próbkę produktu za pomocą spektroskopii 1H i 13C NMR wCDCl 3 oraz za pomocą spektrometrii mas. 
	UWAGA: Zapoznaj się z dodatkowymi zasobami, aby uzyskać informacje dotyczące przygotowania próbek do analizy NMR24,25.</li>
</ol>
4. Reakcja sprzęgania karbodimidu dla alkoholi drugorzędowych i z niedoborem elektronów
<ol>
	<li>W kolbie okrągłodennej o pojemności 50 ml połączyć kwas (E)-cynamonowy (151 mg, 1,02 mmol, 1,2 ekwiwalent), DMAP (312 mg, 2,55 mmol, 3 ekwiwalenty) i EDC (244 mg, 1,28 mmol, 1,5 ekwiwalent). Dodać acetonitryl (15 ml) i difenylometanol (157 mg, 0,85 mmol, 1 ekwiwalent) do mieszaniny wraz z mieszadłem. 
	UWAGA: Acetonitryl jest rozpuszczalnikiem łatwopalnym.</li>
	<li>Zacisnąć kolbę i mieszać reakcję w temperaturze pokojowej przez 24 godziny. Włożyć skraplacz powietrza do szyjki kolby, aby zminimalizować parowanie rozpuszczalnika.</li>
	<li>Postępuj zgodnie z procedurą ekstrakcji i mycia opisaną w krokach 2-3 powyżej.</li>
</ol>
5. Reakcja sprzęgania karbodimidu dla długołańcuchowych lub hydrofobowych kwasów karboksylowych
<ol>
	<li>W kolbie okrągłodennej o pojemności 50 ml połączyć kwas dekanowy (146 mg, 0,85 mmol, 1 ekwiwalent), DMAP (312 mg, 2,55 mmol, 3 ekwiwalenty) i EDC (244 mg, 1,28 mmol, 1,5 ekwiwalent). Dodać acetonitryl (15 ml) i difenylometanol (157 mg, 0,85 mmol, 1 ekwiwalent) do mieszaniny wraz z mieszadłem. 
	UWAGA: Acetonitryl jest rozpuszczalnikiem łatwopalnym.</li>
	<li>Zacisnąć kolbę i mieszać reakcję w temperaturze pokojowej przez 24 godziny. Włożyć skraplacz powietrza do szyjki kolby, aby zminimalizować parowanie rozpuszczalnika. Jeżeli stosuje się alkohol pierwszorzędowy, mieszać reakcję w łaźni wodnej o temperaturze 40 °C przez 1 godzinę.</li>
	<li>Postępuj zgodnie z procedurą ekstrakcji i mycia opisaną w krokach 2-3 powyżej.</li>
</ol>

<ol><li>Williams, A., Ibrahim, I. T. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/cr00046a004">Carbodiimide chemistry: recent advances.</a> Chemical Reviews. 81 (6), 589-636 (1981).</li>
<li>Höfle, G., Steglich, W., Vorbrüggen, H. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.197805691">4-Dialkylaminopyridines as Highly Active Acylation Catalysts. [New synthetic method (25)].</a> Angewandte Chemie International Edition in English. 17 (8), 569-583 (1978).</li>
<li>Neises, B., Steglich, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simple+Method+for+the+Esterification+of+Carboxylic+Acids%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition+in+English%22%5BJournal%5D)">Simple Method for the Esterification of Carboxylic Acids.</a> Angewandte Chemie International Edition in English. 17 (7), 522-524 (1978).</li>
<li>Tsvetkova, B., Tencheva, J., Peikov, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Esterification+of+7-theophyllineacetic+acid+with+diethylene+glycol+monomethyl+ether%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+pharmaceutica%22%5BJournal%5D)">Esterification of 7-theophyllineacetic acid with diethylene glycol monomethyl ether.</a> Acta pharmaceutica. 56 (2), Zagreb, Croatia. 251-257 (2006).</li>
<li>Tsakos, M., Schaffert, E. S., Clement, L. L., Villadsen, N. L., Poulsen, T. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ester+coupling+reactions+-+an+enduring+challenge+in+the+chemical+synthesis+of+bioactive+natural+products%5BTitle%5D)+AND+%22Natural+Product+Reports%22%5BJournal%5D)">Ester coupling reactions - an enduring challenge in the chemical synthesis of bioactive natural products.</a> Natural Product Reports. 32 (4), (2015).</li>
<li>Morales-Serna, J., et al. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/profile/Jose_Morales-Serna/publication/261531252_ChemInform_Abstract_Using_Benzotriazole_Esters_as_a_Strategy_in_the_Esterification_of_Tertiary_Alcohols/links/59efbb50aca272a250012f38/ChemInform-Abstract-Using-Benzotriazole-Esters-as-a-Strategy-in-the-Esterification-of-Tertiary-Alcohols.pdf">Using Benzotriazole Esters as a Strategy in the Esterification of Tertiary Alcohols.</a> Synthesis. 2010 (24), 4261-4267 (2010).</li>
<li>Anastas, P., Eghbali, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Green+Chemistry%3A+Principles+and+Practice%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Green Chemistry: Principles and Practice.</a> Chemical Society Reviews. 39 (1), 301-312 (2010).</li>
<li>Constable, D. J. C., Jimenez-Gonzalez, C., Henderson, R. K. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/op060170h">Perspective on solvent use in the pharmaceutical industry.</a> Organic Process Research and Development. 11 (1), 133-137 (2007).</li>
<li>Byrne, F. P., et al. <a target="_blank" href="https://core.ac.uk/download/pdf/81283108.pdf">Tools and techniques for solvent selection: green solvent selection guides.</a> Sustainable Chemical Processes. 4 (1), 7(2016).</li>
<li>Hossaini, R., Chipperfield, M. P., Montzka, S. A., Rap, A., Dhomse, S., Feng, W. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/ngeo2363">Efficiency of short-lived halogens at influencing climate through depletion of stratospheric ozone.</a> Nature Geoscience. 8 (3), (2015).</li>
<li>Corker, E. C., Mentzel, U. V., Mielby, J., Riisager, A., Fehrmann, R. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2013/gc/c3gc36513a">An alternative pathway for production of acetonitrile: ruthenium catalysed aerobic dehydrogenation of ethylamine.</a> Green Chemistry. 15 (4), 928-933 (2013).</li>
<li>McConvey, I. F., Woods, D., Lewis, M., Gan, Q., Nancarrow, P. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/op2003503">The Importance of Acetonitrile in the Pharmaceutical Industry and Opportunities for its Recovery from Waste.</a> Organic Process Research & Development. 16 (4), 612-624 (2012).</li>
<li>Jad, Y. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Peptide+synthesis+beyond+DMF%3A+THF+and+ACN+as+excellent+and+friendlier+alternatives%5BTitle%5D)+AND+%22Organic+%26+Biomolecular+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Peptide synthesis beyond DMF: THF and ACN as excellent and friendlier alternatives.</a> Organic & Biomolecular Chemistry. 13 (8), 2393-2398 (2015).</li>
<li>Williams, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+method+for+the+profiling+of+the+endocannabinoid+metabolome+by+LC-atmospheric+pressure+chemical+ionization-MS%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Quantitative method for the profiling of the endocannabinoid metabolome by LC-atmospheric pressure chemical ionization-MS.</a> Analytical Chemistry. 79 (15), 5582-5593 (2007).</li>
<li>Benmansour, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discovery+of+novel+dengue+virus+NS5+methyltransferase+non-nucleoside+inhibitors+by+fragment-based+drug+design%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Medicinal+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Discovery of novel dengue virus NS5 methyltransferase non-nucleoside inhibitors by fragment-based drug design.</a> European Journal of Medicinal Chemistry. 125, 865-880 (2017).</li>
<li>Maier, W., Corrie, J. E. T., Papageorgiou, G., Laube, B., Grewer, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+analysis+of+inhibitory+effects+of+caged+ligands+for+the+NMDA+receptor%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Comparative analysis of inhibitory effects of caged ligands for the NMDA receptor.</a> Journal of Neuroscience Methods. 142 (1), 1-9 (2005).</li>
<li>Schwartz, E., et al. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/pola.23477">Water soluble azido polyisocyanopeptides as functional β-sheet mimics.</a> Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. 47 (16), 4150-4164 (2009).</li>
<li>Hangauer, M. J., Bertozzi, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+FRET-Based+Fluorogenic+Phosphine+for+Live-Cell+Imaging+with+the+Staudinger+Ligation%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">A FRET-Based Fluorogenic Phosphine for Live-Cell Imaging with the Staudinger Ligation.</a> Angewandte Chemie International Edition. 47 (13), 2394-2397 (2008).</li>
<li>Hsieh, P. -W., Chen, W. -Y., Aljuffali, I., Chen, C. -C., Fang, J. -Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Co-Drug+Strategy+for+Promoting+Skin+Targeting+and+Minimizing+the+Transdermal+Diffusion+of+Hydroquinone+and+Tranexamic+Acid%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Medicinal+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Co-Drug Strategy for Promoting Skin Targeting and Minimizing the Transdermal Diffusion of Hydroquinone and Tranexamic Acid.</a> Current Medicinal Chemistry. 20 (32), 4080-4092 (2013).</li>
<li>Moretto, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Rigid+Helical+Peptide+Axle+for+a+%5B2%5DRotaxane+Molecular+Machine%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">A Rigid Helical Peptide Axle for a [2]Rotaxane Molecular Machine.</a> Angewandte Chemie International Edition. 48 (47), 8986-8989 (2009).</li>
<li>Hanessian, S., McNaughton-Smith, G. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960894X96002752">A versatile synthesis of a β-turn peptidomimetic scaffold: An approach towards a designed model antagonist of the tachykinin NK-2 receptor.</a> Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 6 (13), 1567-1572 (1996).</li>
<li>Lutjen, A. B., Quirk, M. A., Barbera, A. M., Kolonko, E. M. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S096808961830052X">Synthesis of (E)-cinnamyl ester derivatives via a greener Steglich esterification (In Press).</a> Bioorganic & Medicinal Chemistry. , (2018).</li>
<li>Wang, Z. Steglich Esterification. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWang%2C+Z+%22Comprehensive+Organic+Name+Reactions+and+Reagents%22">Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents</a>. , John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, NJ, USA. (2010).</li>
<li>Padias, A. B. <a target="_blank" href="https://www.macmillanlearning.com/Catalog/product/makingtheconnections-thirdedition-padias">Making the Connections: A How-To Guide for Organic Chemistry Lab Techniques</a>. , Hayden McNeil. Plymouth, MI. (2011).</li>
<li>Zubrick, J. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aZubrick%2C+JW+%22The+Organic+Chem+Lab+Survival+Manual%3A+A+Student%27s+Guide+to+Techniques%22">The Organic Chem Lab Survival Manual: A Student's Guide to Techniques</a>. , 10th edition, John Wiley & Sons. (2015).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Przedstawiona tutaj metodologia została opracowana w celu zminimalizowania zagrożeń związanych z rozpuszczalnikiem związanych z tradycyjną estryfikacją Steglich poprzez zastosowanie bardziej ekologicznego systemu rozpuszczalnikowego i zmniejszenie potrzeby chromatografii kolumnowej 8,9. Porównywalne wydajności i szybkości reakcji można osiągnąć przy użyciu acetonitrylu zamiast suchych chlorowanych rozpuszczalników lub DMF22.
<p class="...

Związki estrowe są szeroko stosowane w takich zastosowaniach jak związki aromatyczne, farmaceutyki, kosmetyki i materiały. Powszechnie do ułatwienia tworzenia estrów z kwasu karboksylowego i alkoholu stosuje się odczynniki sprzęgające z grupy karbodiimidów1. Na przykład w estryfikacji Steglicha dicykloheksylokarbodiimid (DCC) reaguje z kwasem karboksylowym w obecności 4-dimetylaminopirydyny (DMAP), tworząc aktywne pochodne kwasu, zazwyczaj w chlorowanym układzie rozpuszczalników lub w dimetyloformamidzie (DMF)2,3,4. Aktywowana pochodna kwasu ulega następnie nukleofilowemu podstawieniu acylowemu z alkoholem, w wyniku czego powstaje produkt estrowy, który zazwyczaj oczyszcza się za pomocą chromatografii. Estryfikacja Steglicha umożliwia łagodne sprzęganie dużych, złożonych kwasów karboksylowych i alkoholi, w tym alkoholów wtórnych i trzeciorzędowych z zawadą steryczną2,5,6. Celem niniejszej pracy jest modyfikacja standardowego protokołu estryfikacji Steglicha, aby zapewnić bardziej ekologiczną opcję syntetyczną dla tej powszechnej reakcji estryfikacji.
Ważnym aspektem projektowania nowych metod syntetycznych jest dążenie do zminimalizowania stosowania i powstawania substancji niebezpiecznych. Dwanaście zasad zielonej chemii7 może służyć jako wytyczne do opracowywania bezpieczniejszych syntez. Niektóre z nich obejmują zapobieganie powstawaniu odpadów (Zasada 1) oraz stosowanie bezpieczniejszych rozpuszczalników (Zasada 5). W szczególności rozpuszczalniki stanowią 80-90% masy nie wodnej materiałów wykorzystywanych w produkcji farmaceutycznej8. Zatem modyfikacja protokołu w celu zastosowania mniej niebezpiecznego rozpuszczalnika może mieć znaczący wpływ na stopień „zieloności” reakcji organicznej.
Reakcje estryfikacji Steglichego często wykorzystują bezwodne systemy rozpuszczalników chlorowanych lub DMF; jednak rozpuszczalniki te budzą obawy zarówno w kontekście środowiska, jak i zdrowia ludzi. Dichlormetan (CH2Cl2) i chloroform (CHCl3) są prawdopodobnymi kancerogenami ludzkimi, a DMF wykazuje toksyczność rozrodczą9. Dodatkowo CH2Cl2 przyczynia się do niszczenia warstwy ozonowej10. Z tego względu zastosowanie mniej niebezpiecznego rozpuszczalnika w estryfikacji Steglichej byłoby bardzo użyteczne. Choć nie istnieją jeszcze w pełni ekologiczne zamienniki dla polarnych rozpuszczalników aprotonowych, acetonitryl jest zalecany jako bardziej ekologiczna alternatywa dla CH2Cl2, CHCl3 i DMF9. Acetonitryl jest obecnie produkowany jako produkt uboczny w syntezie akrylonitrylu; zgłoszono jednak opracowanie zielonej syntezy acetonitrylu z biomasy w skali akademickiej11, a badane są potencjalne możliwości jego odzysku i ponownego wykorzystania ze strumieni odpadowych12. Acetonitryl był wcześniej stosowany jako bardziej ekologiczny alternatywny rozpuszczalnik w reakcjach sprzęgania karbodiimidowego w syntezie peptydów w fazie stałej w celu tworzenia wiązań amidowych13. Wykazano możliwość stosowania acetonitrylu jako systemu rozpuszczalników w estryfikacjach Steglichej14,15,16,17,18,19,20,21; jednak metody te nie koncentrowały się na ekologicznym aspekcie rozpuszczalnika i dodatkowo wymagały oczyszczania za pomocą chromatografii kolumnowej.
Ograniczenie potrzeby stosowania chromatografii kolumnowej jako etapu oczyszczania minimalizuje również ilość odpadów w postaci niebezpiecznych rozpuszczalników8. Poza zastosowaniem mniej niebezpiecznego rozpuszczalnika reakcyjnego, opracowana metodologia umożliwia wyizolowanie produktu o wysokiej czystości bez konieczności przeprowadzania chromatografii. Tradycyjnie stosowany odczynnik sprzęgający dicykloheksylokarbodiimid (DCC) został zastąpiony chlorkiem 1-etylo-3-(3-dimetylaminopropyl)karbodiimidu (EDC). Zasadowa grupa funkcyjna aminy w tym odczynniku umożliwia usunięcie produktów ubocznych reakcji oraz wszelkich pozostałości odczynników poprzez etapy przemywania w warunkach kwasowych i zasadowych.
Przedstawiony tutaj protokół można stosować z różnymi partnerami kwasowymi i alkoholowymi (Rysunek 1). Został on wykorzystany do syntezy niewielkiej biblioteki pochodnych estrów cynamylowych przy użyciu alkoholi pierwszo- i drugorzędowych, benzylowych i allilowych oraz fenoli22. Dodatkowo szybkość reakcji estryfikacji w acetonitrylu jest porównywalna z szybkością w systemach rozpuszczalników chlorowanych i DMF, bez konieczności suszenia lub destylacji acetonitrylu przed reakcją22. Nie wyizolowano estrów zsyntetyzowanych z alkoholi trzeciorzędowych, co obecnie stanowi ograniczenie tej metodologii w porównaniu z tradycyjną estryfikacją Stegla w rozpuszczalniku chlorowanym23. Ponadto inne grupy labilne w środowisku kwasowym mogą ulec wpływowi etapów płukania kwasem, co potencjalnie może wymagać zastosowania chromatografii kolumnowej do oczyszczania po usunięciu acetonitrylu. Pomimo tych ograniczeń reakcja ta jest prostą i ogólną metodą syntezy estrów o wysokiej wydajności przy użyciu szeregu komponentów alkoholowych i kwasów karboksylowych. Zastosowanie bardziej ekologicznego systemu rozpuszczalników oraz uzyskanie wysokiej czystości bez konieczności przeprowadzania etapów chromatograficznych sprawia, że protokół ten stanowi atrakcyjną alternatywę dla tradycyjnej estryfikacji Stegla.
<img alt="Schemat syntezy organicznej, reakcja acylacji z katalizatorami w acetonitrylu; przykłady kwasów i alkoholi." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58803/58803fig1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rycina 1"> 
Rycina 1. Ogólny schemat reakcji. Ogólny schemat reakcji obejmuje sprzęganie kwasu karboksylowego i alkoholu, które jest wspomagane przez odczynnik sprzęgający z grupy karbodiimidów (chlorowodorek 1-etylo-3-(3-dimetyloaminopropyl)karbodiimidu, czyli EDC) oraz 4-dimetyloaminopirydynę (DMAP) w acetonitrylu. Aby zaprezentować zakres reakcji, estry otrzymano z różnych kwasów (1-5) i alkoholu pierwszorzędowego (6) lub drugorzędowego (7). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58803/58803fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>

<table><tbody><tr><td>trans -kwas cynamonowy</td><td>Acros Organics</td><td>158571000</td><td></td></tr><tr><td>kwas masłowy</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>B103500</td><td>Uwaga:</td></tr><tr><td>kwas heksanowy</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>153745-100G</td><td>Uwaga:</td></tr><tr><td>kwas dekanowy</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>21409-5G</td><td>Uwaga:</td></tr><tr><td>kwas fenylooctowy</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P16621-5G</td><td></td></tr><tr><td>Alkohol 3-metoksybenzylowy</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M11006-25G</td><td></td></tr><tr><td>difenylometanol</td><td>Acros Organics</td><td>105391000</td><td>Benzhydrol</td></tr><tr><td>chloroform-d</td><td>Acros Organics</td><td>166260250</td><td>99,8% z 1% v/v tetrametylosilan, Uwaga: toksyczny</td></tr><tr><td>heksan</td><td>BDH Chemicals</td><td>BDH1129-4LP</td><td>Uwaga: łatwopalny</td></tr><tr><td>octan etylu</td><td>Sigma-Aldrich 650528</td><td></td><td>Uwaga: łatwopalny</td></tr><tr><td>eter dietylowy</td><td>Fisher Scientific</td><td>E138-500</td><td>Uwaga: łatwopalny</td></tr><tr><td>acetonitryl</td><td>Fisher Scientific</td><td>A21-1</td><td>Certyfikat ACS, >99,5%, Uwaga: łatwopalna</td></tr><tr><td>4-dimetyloaminopirydyna</td><td>Acros Organics</td><td>148270250</td><td>Uwaga: toksyczny</td></tr><tr><td>magnez siarczan</td><td>Fisher Scientific</td><td>M65-3</td><td></td></tr><tr><td>kwas solny, 1 M</td><td>Fisher Scientific</td><td>S848-4</td><td>Uwaga:</td></tr><tr><td>chlorek sodu</td><td>BDH Chemikalia</td><td>BDH8014</td><td></td></tr><tr><td>wodorowęglan sodu</td><td>Fisher Scientific</td><td>S25533B</td><td></td></tr><tr><td>Chlorowodorek 1-etylo-3-(3-dimetyloaminopropylo)karbodimidu</td><td>Chem-Impex</td><td>00050</td><td>Uwaga: drażniące skórę i oczy</td></tr><tr><td>płytki chromatograficzne cienkowarstwowe</td><td>EMD Millipore</td><td>1055540001</td><td>arkusze aluminiowe</td></tr><tr><td>Uwaga: Wszystkie dostępne na rynku odczynniki i rozpuszczalniki zostały użyte w takiej postaci, w jakiej zostały dostarczone, bez dalszego oczyszczania.</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

synteza estrów poprzez bardziej ekologiczną estryfikację steglich w acetonitrylu

Synthesis of Esters Via a Greener Steglich Esterification in Acetonitrile

Estryfikacja Steglich jest szeroko stosowaną reakcją syntezy estrów z kwasów karboksylowych i alkoholi. Chociaż reakcja jest wydajna i łagodna, jest zwykle przeprowadzana przy użyciu chlorowanych lub amidowych systemów rozpuszczalnikowych, które są niebezpieczne dla zdrowia ludzkiego i środowiska. Nasza metodologia wykorzystuje acetonitryl jako bardziej ekologiczny i mniej niebezpieczny system rozpuszczalników. Protokół ten wykazuje szybkości i wydajność, które są porównywalne z tradycyjnymi systemami rozpuszczalnikowymi i wykorzystuje sekwencję ekstrakcji i płukania, która eliminuje potrzebę oczyszczania produktu estrowego za pomocą chromatografii kolumnowej. Ta ogólna metoda może być stosowana do łączenia różnych kwasów karboksylowych z alkoholami alifatycznymi 1° i 2°, alkoholami benzylowymi i allilowymi oraz fenolami w celu uzyskania czystych estrów o wysokiej wydajności. Celem opisanego tutaj protokołu jest zapewnienie bardziej ekologicznej alternatywy dla powszechnej reakcji estryfikacji, która może służyć do syntezy estrów zarówno w zastosowaniach akademickich, jak i przemysłowych.

Zastosowanie zmodyfikowanej estryfikacji Steglicha w acetonitrylu, a następnie ekstrakcji kwasowo-zasadowej, pozwoliło na otrzymanie cynamianu 3-metoksybenzylowego (8) w postaci jasnożółtego oleju (205 mg, wydajność 90%) bez konieczności przeprowadzania chromatografii kolumnowej. Widma 1H oraz 13C NMR przedstawione na Ryc. 2 potwierdzają strukturę i wskazują na czystość produktu.
<p class="jove_content" fo:keep-toget...

Zmodyfikowana reakcja estryfikacji Steglich została użyta do syntezy małej biblioteki pochodnych estrów z pierwszorzędowymi i drugorzędowymi alkoholami. Metodologia wykorzystuje niehalogenowany i bardziej ekologiczny rozpuszczalnik, acetonitryl, i umożliwia izolację produktu z wysoką wydajnością bez konieczności oczyszczania chromatograficznego.

Synteza estrów poprzez bardziej ekologiczną estryfikację Steglich w acetonitrylu

The Steglich esterification is a widely-used reaction for the synthesis of esters from carboxylic acids and alcohols. While efficient and mild, the ...

Ogólnym celem tego eksperymentu jest zapewnienie bardziej ekologicznej metodologii dla powszechnej reakcji estryfikacji, która może być przydatna do syntezy estrosyntezy w zastosowaniach akademickich i przemysłowych. Nasza metoda może być stosowana do wydajnej i łagodnej syntezy estrów poprzez sprzęganie kwasów karboksylowych z pierwszorzędowymi lub drugorzędowymi alkoholami lub fenolami. Główną zaletą tej techniki jest to, że eliminuje ona stosowanie niebezpiecznych rozpuszczalników chlorowanych lub amidowych oraz minimalizuje straty rozpuszczalnika podczas oczyszczania bez poświęcania szybkości reakcji lub czystości produktu.Procedurę zademonstrują Andrew Lutjen i Mackenzie Quirk, naukowcy z mojego laboratorium. Najpierw połącz kwas trans-cynamonowy, DMAP i EDC w 50-mililitrowej kolbie okrągłodennej. Dodaj 15 mililitrów acetonitrylu i 98 mikrolitrów alkoholu 3-metoksybenzylowego do mieszaniny wraz z mieszadłem magnetycznym.Zacisnąć kolbę w łaźni wodnej o temperaturze 40 stopni Celsjusza i wymieszać reakcję. Monitorować reakcję za pomocą TLC, używając octanu etylu i heksanów. Po zakończeniu reakcji usunąć acetonitryl pod zmniejszonym ciśnieniem za pomocą wyparki obrotowej, aby uzy

synthesis-esters-via-greener-steglich-esterification

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Ciecze jonowe (IL) zapewniają szybki, prosty i tani dostęp do 1,6-ketoestrów o wysokiej diastereoselektywności i dobrych plonach. Protokół reakcji jest solidny, a 1,6-ketoestry można uzyskać w skali gramowej po prostym protokole filtracji. Co więcej, 1,6-ketoestry są silnymi żelatorami w rozpuszczalnikach węglowodorowych.

Wysoce stereoselektywna synteza 1,6-ketoestrów za pośrednictwem cieczy jonowych: trójskładnikowa reakcja umożliwiająca szybki dostęp do nowej klasy żelatorów o niskiej masie cząsteczkowej

Katalizowana rutenem olefinacja alkenów z niedoborem elektronów za pomocą octanu allilu jest opisana tutaj. Dzięki zastosowaniu aminokarbonylu jako grupy kierującej, ten zewnętrzny protokół wolny od utleniaczy ma wysoką wydajność i dobrą stereo- i regioselektywność, otwierając nową drogę syntezy do szkieletów (Z,E)-butadienu.

Łatwe otrzymywanie (2Z,4 E)-dienamidów przez olefinację alkenów z niedoborem elektronów octanem allilu

Opisano prostą procedurę otrzymywania dijodku samaru (SmI2) w THF. Zaprezentowano rolę dwóch głównych dodatków, mianowicie heksametylofosforamidu (HMPA) oraz Ni(acac)2, w reakcjach katalizowanych samarem na przykładzie reakcji Barbiera z użyciem Sm.

Przygotowanie i zastosowanie dijodku samaru (SmI2) w syntezie organicznej: mechanistyczna rola HMPA i soli Ni(II) w reakcji Barbiera z użyciem samaru

Dwuwymiarowy materiał modelowy z dyskotycznego fosforanu cyrkonu został opracowany. Nieorganiczny kryształ o strukturze blaszkowej zsyntetyzowano metodami hydrotermalnymi, refluksowymi i mikrofalowymi. Podczas eksfoliacji cząsteczkami organicznymi warstwowe kryształy mogą zostać przekształcone w monowarstwy, a nematyczna faza ciekłokrystaliczna została utworzona przy wystarczającym stężeniu monowarstw.

Synteza i złuszczanie dyskotycznych fosforanów cyrkonu w celu otrzymania koloidalnych ciekłych kryształów

Ten protokół szczegółowo opisuje ważne kroki wymagane do biokoniugacji białka zawierającego cysteinę z maleimidem, w tym oczyszczanie odczynników, warunki reakcji, oczyszczanie biokoniugatu i charakterystykę biokoniugatu.

Synteza biokoniugatów białkowych za pomocą chemii cysteiny-maleimidu

Reakcja dysproporcji metastabilnego roztworu chlorku Sn(I), uzyskanego za pomocą techniki preparatywnej kondensacji, jest wykorzystywana do syntezy metaloidowego związku klastrowego cyny.

Synteza [Sn10(Si(SiMe3)3)4]2- przy użyciu metastabilnego roztworu halogenku Sn(I) zsyntetyzowanego techniką kondensacji

Ten artykuł zawiera szczegółową procedurę syntezy, oczyszczania i charakterystyki dodekamerów RNA modyfikowanych w pozycji C2'-O. Analizy fotometryczne UV-vis i dichroizmu kołowego służą do ilościowego określania i charakteryzowania aspektów strukturalnych, tj. jednoniciowych lub dwuniciowych.

Protokół syntezy w fazie stałej oligomerów RNA zawierających modyfikację 2'-O-tiofenylometylu i charakterystykę za pomocą dichroizmu kołowego

Ester 2-azydo-1-azotanu może zostać przekształcony w odpowiadający mu 2-azydo-1-trichloroacetimidian w procedurze jednoetapowej. Celem pracy jest wykazanie przydatności reaktora mikrofalowego w syntezie węglowodanów.

Jednodomowa konwersja anomerycznych estrów azotanów do trichloroacetimidianów w jednym garnku wspomagana mikrofalami

Zgłaszamy metodę opartą na roztworze do syntezy nanodrutów Au związanych z substratem. Dzięki dostrojeniu ligandów molekularnych używanych podczas syntezy, nanodruty Au mogą być hodowane z różnych substratów o różnych właściwościach powierzchniowych. Nanostruktury oparte na nanodrutach Au można również syntetyzować, dostosowując parametry reakcji.

Synteza nanodrutów Au związanych z substratem za pomocą mechanizmu aktywnego wzrostu powierzchni

Przedstawiono szybką, bezpośrednią metodę syntezy redukcyjnej opartej na roztworze w celu uzyskania aerożeli Au, Pd i Pt.

Metoda szybkiej syntezy aerożeli Au, Pd i Pt poprzez bezpośrednią redukcję na bazie roztworu

Poznaj zieloną metodę syntezy estrów poprzez modyfikację estryfikacji Steglicha z użyciem acetonitrylu. Technika eliminuje niebezpieczne rozpuszczalniki i pozwala uzyskać wysokie wydajności bez chromatograficznej oczyszczania produktów.

Synteza estrów poprzez bardziej ekologiczną estryfikację Steglich w acetonitrylu

Przeglądaj więcej filmów