Summary

Aldehitler ve ketonlar reaktif ayrılması Bisülfit ayıklama protokolü kullanılarak karışımları

Published: April 02, 2018
doi:

Summary

Burada, aldehitler ve ketonlar reaktif karışımları sıvı-sıvı ekstraksiyon doymuş Sodyum bisülfit karışan bir çözücü içinde doğrudan protokolüyle kaldırmak için bir protokol mevcut. Bu kombine hızlı ve facile gerçekleştirmek için iletişim kuralıdır. Aldehit veya keton sulu katman basification tarafından yeniden izole.

Abstract

Organik bileşiklerin saflaştırılması rutin sentetik işlemleri temel bir bileşenidir. Şarj edilmiş bir yapı oluşturarak sulu bir katmana kirletici kaldırmak için ayıklama basit arıtma tekniği kullanmak için bir fırsat sağlar. Doymuş Sodyum bisülfit, aldehitler ve ketonlar reaktif karışan organik çözücü kullanımı başarılı bir şekilde içine dönüştürülmüş birleştirme tarafından tahsil Bisülfit adducts olabilir sonra bir karışımı diğer organik bileşenlerden ayrılması bir immiscible organik katmanı getirilmesi. Burada, aldehitler, sterically engel neopentyl aldehitler ve kimyasal karışımlar gelen bazı ketonlar da dahil olmak üzere kaldırılması için basit bir protokol açıklayın. Ketonlar sterically döngüsel engelsiz Eğer ayrılabilir ya da metil keton. Alifatik aldehitler ve ketonlar, dimethylformamide karışan solvent kaldırma oranlarını artırmak için kullanılır. Bisülfit ek tepki basification için bir karışım reaktif karbonil bileşeni izolasyon yeniden sağlar sulu tabakasının ters kaydedilebilir.

Introduction

Karışımlar bileşenlerinin ayrılması başka bir saf malzemelerin hazırlanması esastır. Yöntem tanımlamak burada aldehitler facile ayırma için verir ve sterically döngüsel engelsiz ve metil ketonlar diğer organik moleküllerin1. Bisülfit bir şarj oluşturmak için karbonil grubu ile reaktivite teknik dayanan bu adduct diğer bileşenleri bir immiscible organik katmana ayrı iken sulu bir katmana, ayrılabilir. Reaktivite Bisülfit ve karbonil arasında ulaşmanın anahtarı ayrılık ayrı bölüm içine önce gerçekleşmesi tepki verir karışan bir çözücü kullanımıdır. Karışan çözücü en az mesafeyi ilavesi, muhtemelen Bisülfit hidrofilik ve hidrofobik organik arasında fakir temas nedeniyle elde edilir.

Bu ayırma yöntem arıtma için protokol kolaylığı avantajdır. Sıvı-sıvı ekstraksiyon gerçekleştirmek için basit bir işlem olduğunu ve büyük ölçüde yapılabilir. Sütun Kromatografi gibi alternatif arıtma teknikleri çok daha pahalı, zaman alıcı ve zor bileşenleri polarite açısından yeterli farklılaşma gerektirir ve büyük ölçekte gerçekleştirmek için vardır. Rekristalizasyon veya damıtma arındırıcı çözünürlük veya bileşenlerinden biri karışım kaynama noktaları arasında yeterli farklılaşma sırasıyla gerektirir. Bisülfit ayıklama reaktivite aldehitler ve ketonlar karbonil grubunun farklılığı kullandığından, bileşikler benzer çözünürlük, kaynama noktası veya polarizasyona ile etkili bir şekilde ayrılabilir. Diğer kimyasal ayırma yöntemleri seçici ayrılması aldehitler ve ketonlar için karışımları, örneğin, oximes2, çevrimsel acetals3veya mercaptal4 oluşumu seçici oluşumu adlı biri yok. Bu yöntemler ürün suda çözünür değildir ve bu nedenle basit ayıklama protokolü tarafından ayrı olamaz çünkü kurulan bu tür karışım, ayırmak için ek bir adım gerektirir. Aldehid oksidasyon çıkarılabilir karboksilik asitler oluşturmak için başka bir tekniği5bildirdi ancak gerekli oksidasyon adım daha az chemoselective daha hafif Bisülfit koşullar burada açıklanan ve oksijen gazı kullanımı ve kobalt katalizör gerekir olduğunu.

Bu yöntem bu fonksiyonel gruplar içermeyen molekülleri aldehitler (şekil 1) ve sterically engelsiz döngüsel ve metil keton (Şekil 2) ayrılması için geçerlidir. α-keto esterleri gibi özellikle reaktif ketonlar de bu işlemiyle kaldırılır. Alkanes, alkenes, hava dienes, alkynes, esterler, amidler, karboksilik asitler, alkil halojenürlerden, alkoller, fenoller, Nitriller, Benzil klorür, epoksitler, ornatıklanmış, acetals, ve biraz engel, α, β-doymamış, veya aril ketonlar koşullar altında tüm tepkisizdir ve aldehit veya reaktif keton bileşeni karışımı (rakamlar 2 ve şekil 3) ayrılabilir. Etil keton veya döngüsel ketonlar, α-yerine Örneğin, yeterince engel ve bu nedenle aldehitler ve ketonlar daha reaktif ayrılabilir. Alkenes kullanırken, hekzan kükürt dioksit Bisülfit çözümde mevcut nedeniyle istenmeyen ayrışma önlemek için immiscible solvent önerilir. Fonksiyonel grup uyumluluk Bisülfit ayıklama Protokolü’nün son derece geniştir ve bu nedenle bir aldehit veya Engelsiz bir karışım ayrı kalmak karbonil geçen madde olması durumunda ayrımları, son derece geniş bir yelpazesi için geçerlidir metil veya döngüsel keton. Daha az reaktif keton Bisülfit bu koşullarda ile tepki yok ve bu nedenle kaldırılmadı.

Protocol

1. standart protokolü için aromatik aldehitler ayrılması bir karışımı. Örnek: Benzil bütrat ayrılması üzerinden Anisaldehyde ile 1:1 karışımı. Anisaldehyde 175 μL ve Benzil bütrat metanol 5 ml 250 μL dağıtılması ve çözüm için HCI’yi bir huni aktarmak.Dikkat: Sodyum bisülfit kükürt dioksit gaz oluşturabilir, böylece bu protokole uygun havalandırma ile gibi bir duman mahallede yapılmalıdır. 1 mL doymuş sulu Sodyum bisülfit ekleyin ve şiddetle çalkalanır içi…

Representative Results

Yordam 1 aldehid kaldırılmak için aromatik aldehitler kullanılır. Yordam 2dimethylformamide karışan solvent kullanıldığı, Alifatik aldehitler ve ketonlar için kullanılmalıdır. Yordam 2 tam olarak metanol içinde çözünür değildir karışımları için kullanılmalıdır. Her iletişim kuralları elde edilen malzeme kitle tarafından 1H NMR Tümleştirme analiz kullanarak saflık ve kurtarma oranı için anali…

Discussion

Bisülfit tepki tipik bir iki aşamalı çıkarma kullanarak aldehitler kaldırmak için bir yöntem olarak kullanmak için ilk girişimleri kaldırma çok az düzeyde yol açtı. Biz tepki iki kat temas halinde olduğunu çok sınırlı süre içinde gerçekleşmesi için yeterince hızlı değildi onaylanmadığına karar. Reaktanları arasında temas artırmak için hangi su karışan bir çözücü başlangıçta yeterli immiscible bir çözücü getirilmesi önce Reaktanları karıştırma sağlamak için kullanıla…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bildirim Amerikan Kimya Derneği petrol araştırma fonu Bu araştırmanın kısmi destek için bağış için yapılır. Bu araştırma desteklenen yenileme ve enstrümantasyon hibeler için Ulusal Bilim Vakfı (CHE-0619275 ve CHE-0963165) için sana şükrediyoruz.

Materials

sodium bisulfite Fisher AC419440010  1 kg
benzyl butyrate Fisher AAB2424130  250 g
anisaldehyde Fisher AC104801000  100 mL
magnesium sulfate Fisher M65-500  500 g
ethyl acetate Fisher E195-4  4 L
hexanes Fisher H292-4  4 L
methanol  Fisher A456-1  1 L
dimethylformamide Fisher D119-1  1 L
citronellal Fisher AAL15753AE  100 mL
benzylacetone  Fisher AC105832500  250 mL
deionized water Fisher BP28194  4 L
piperonal  Sigma-Aldrich P49104-25G 25 G
sodium hydroxide Fisher S318-1  1 kg
separatory funnel with cap Fisher 10-437-5B  125 mL
ring stand Fisher 03-422-215 3 aluminum rods
ring clamp Fisher 12-000-104  5 cm
cork ring Fisher 07-835AA  8 cm outer dimension
round bottom flask Fisher 31-501-107  100 mL
rotary evaporator with accessories Fisher 05-000-461  cold trap bondenser
bump trap 14/20 joint Fisher CG132201 14/20 joint
funnel Fisher 05-555-6  organic solvent compatible
cotton Fisher 22-456-881 non-sterile
glass pipets Fisher 13-678-20A  borosilicate 5.75"
two 250 microliter syringes Fisher 14-813-69 
4 erlenmeyer flasks Fisher 10-040D  125 mL
fume hood  Fisher 13-118-370 
nitrile gloves Fisher 19-149-863B  medium
safety goggles Fisher 17-377-403 
spatula Fisher 14-357Q
balance Fisher 01-912-403  120 g capacity

References

  1. Boucher, M. M., Furigay, M. H., Quach, P. K., Brindle, C. S. Liquid-Liquid Extraction Protocol for the Removal of Aldehydes and Highly Reactive Ketones from Mixtures. Org. Process Res. Dev. 21 (9), 1394-1403 (2017).
  2. Lauer, G. G., Pratt, R. S., Wilson, W. B. Separation of Aldehydes and Ketones. , (1951).
  3. Hsu, W. L. . Separation of Aldehydes from Ketones via Acid-Catalyzed Cyclotrimerization of the Aldehyde. , 4701561 (1987).
  4. Schreiber, R. S. Process for Separating Aldehydes and Ketones. , (1942).
  5. Bludworth, J. E. Separation of Aldehyde-Ketone Mixtures. , (1944).
  6. Masilamani, D., Manahan, E. H., Vitrone, J., Rogic, M. M. Organic Reactions of Sulfur Dioxide. Reactions with Nucleophilic Double Bonds Leading to the Isomerization, Aromatization, Selective Hydrogen-Deuterium Exchange, and Electron-Transfer Proceses. J. Org. Chem. 48 (25), 4918-4931 (1983).
  7. Masilamani, D., Rogic, M. M. Organic Reactions of Sulfur Dioxide. 4. A Facile Regiospecific Hydrogen-Deuterium Exchange in Olefins. Consequence of the Intermediacy of Allylic Sulfinic Acids in the Ene Reaction of Sulfur Dioxide with Double Bonds. J. Am. Chem. Soc. 100 (14), 4634-4635 (1978).
  8. Makitra, R. G., Kal’muk, S. D., Bryk, D. V., Polyuzhin, I. P. Factors Controlling Sulfur Dioxide Solubilities in Organic Solvents. Russ. J. Inorg. Chem. 55 (8), 1322-1329 (2010).
  9. van Dam, M. H. H., Lamine, A. S., Roizard, D., Lochon, P., Roizard, C. Selective Sulfur Dioxide Removal Using Organic Solvents. Ind. Eng. Chem. Res. 36 (11), 4628-4637 (1997).
  10. Li, H., Jiao, X., Chen, W. Solubility of Sulphur Dioxide in Polar Organic Solvents. Phys. Chem. Liq. 52 (2), 349-353 (2014).
  11. Trost, B. M., Brindle, C. S. The Direct Catalytic Asymmetric Aldol Reaction. Chem. Soc. Rev. 39 (5), 1600 (2010).

Play Video

Cite This Article
Furigay, M. H., Boucher, M. M., Mizgier, N. A., Brindle, C. S. Separation of Aldehydes and Reactive Ketones from Mixtures Using a Bisulfite Extraction Protocol. J. Vis. Exp. (134), e57639, doi:10.3791/57639 (2018).

View Video