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Chemistry

Acetonitrile में एक नवसिखुआ Steglich Esterification के माध्यम से एस्टर्स का संश्लेषण

Published: October 30, 2018 doi: 10.3791/58803
Automatic Translation
1, 1, 1
1Department of Chemistry and Biochemistry, Siena College

Summary

एक संशोधित Steglich esterification प्रतिक्रिया प्राथमिक और माध्यमिक शराब के साथ एस्टर डेरिवेटिव के एक छोटे से पुस्तकालय को संश्लेषित करने के लिए इस्तेमाल किया गया था । पद्धति एक गैर halogenated और नवसिखुआ विलायक, acetonitrile का उपयोग करता है, और उच्च पैदावार में क्रोमेटोग्राफिक शोधन के लिए आवश्यकता के बिना उत्पाद अलगाव सक्षम बनाता है ।

Abstract

Steglich esterification carboxylic एसिड और अल्कोहल से एस्टर के संश्लेषण के लिए एक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया प्रतिक्रिया है । जबकि कुशल और हल्के, प्रतिक्रिया सामांयतः chlorinated का उपयोग कर या विलायक प्रणालियों, जो मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए खतरनाक है के बीच प्रदर्शन किया है । हमारी कार्यप्रणाली एक भोला आदमी और कम खतरनाक विलायक प्रणाली के रूप में acetonitrile का इस्तेमाल करता है । इस प्रोटोकॉल प्रदर्शन दरों और पैदावार है कि पारंपरिक विलायक प्रणालियों के लिए तुलना कर रहे है और एक निष्कर्षण और धोने अनुक्रम है कि कॉलम क्रोमैटोग्राफी के माध्यम से एस्टर उत्पाद की शुद्धि के लिए की आवश्यकता समाप्त रोजगार । इस सामांय विधि जोड़ा जा सकता है carboxylic एसिड की एक किस्म के साथ 1 डिग्री और 2 ° aliphatic शराब, benzylic और allylic शराब, और phenols उच्च पैदावार में शुद्ध एस्टर प्राप्त करने के लिए । यहां विस्तृत प्रोटोकॉल का लक्ष्य एक आम esterification प्रतिक्रिया है, जो दोनों शैक्षणिक और औद्योगिक अनुप्रयोगों में एस्टर संश्लेषण के लिए उपयोगी सेवा सकता है के लिए एक भोला आदमी विकल्प प्रदान करने के लिए है ।

Introduction

एस्टर यौगिकों व्यापक रूप से ऐसे स्वाद यौगिकों, फार्मास्यूटिकल्स, सौंदर्य प्रसाधन, और सामग्री के रूप में आवेदन के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं । सामांयतः, carbodiimide युग्मन एजेंट का उपयोग एक carboxylic एसिड और एक शराब1से एक एस्टर गठन की सुविधा के लिए प्रयोग किया जाता है । उदाहरण के लिए, Steglich esterification में, dicyclohexylcarbodiimide (डीसीसी) 4-carboxylic की उपस्थिति में एक dimethylaminopyridine एसिड के साथ प्रतिक्रिया व्यक्त की है (DMAP) एक सक्रिय एसिड के रूप में व्युत्पंन, आम तौर पर एक chlorinated विलायक प्रणाली में या dimethylformamide (DMF)2,3,4. सक्रिय एसिड व्युत्पंन तो एक शराब के साथ एक nucleophilic acyl प्रतिस्थापन के लिए एस्टर उत्पाद है, जो आम तौर पर क्रोमैटोग्राफी के माध्यम से शुद्ध है फार्म का । Steglich esterification बड़े, जटिल carboxylic एसिड और अल्कोहल, sterically माध्यमिक और तृतीयक अल्कोहल2,5,6रुकावट सहित हल्के युग्मन सक्षम बनाता है । इस काम का लक्ष्य मानक Steglich esterification प्रोटोकॉल को संशोधित करने के लिए इस आम esterification प्रतिक्रिया के लिए एक नवसिखुआ सिंथेटिक विकल्प प्रदान करना है ।

नए सिंथेटिक पद्धति के डिजाइन में एक महत्वपूर्ण पहलू के लिए उपयोग और खतरनाक पदार्थों के गठन को कम करने की तलाश है । ग्रीन रसायन विज्ञान7 के बारह सिद्धांतों को सुरक्षित syntheses बनाने के लिए एक दिशानिर्देश प्रदान किया जा सकता है । इनमें से कुछ अपशिष्ट उत्पादन की रोकथाम (सिद्धांत 1) और सुरक्षित सॉल्वैंट्स के उपयोग (सिद्धांत 5) शामिल हैं । विशेष रूप से, सॉल्वैंट्स दवा8निर्माण में सामग्री का गैर जलीय द्रव्यमान का 80-90% के लिए खाते । इस प्रकार, एक प्रोटोकॉल को संशोधित करने के लिए एक कम खतरनाक विलायक का उपयोग एक कार्बनिक प्रतिक्रिया की हरियाली पर एक बड़ा प्रभाव बना सकते हैं ।

Steglich esterification प्रतिक्रियाओं अक्सर निर्जल chlorinated विलायक प्रणालियों या DMF का उपयोग करें; हालांकि, इन सॉल्वैंट्स पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य दोनों के लिए चिंता का विषय हैं । Dichloromethane (CH2Cl2) और क्लोरोफॉर्म (CHCl3) संभावित मानव कैंसर हैं, और DMF प्रजनन विषाक्तता9चिंताओं है । इसके अलावा, CH2Cl2 ओजोन घट10है । इस प्रकार, Steglich esterification के लिए एक कम खतरनाक विलायक महान उपयोगिता का होगा । हालांकि अभी तक ध्रुवीय aprotic सॉल्वैंट्स के लिए हरी प्रतिस्थापन नहीं कर रहे हैं, acetonitrile CH2Cl2, CHCl3, और DMF9के लिए एक भोला आदमी बदलने के रूप में सिफारिश की है । Acetonitrile वर्तमान में acrylonitrile विनिर्माण में प्रतिफल के रूप में उत्पादित है; हालांकि, एक अकादमिक पैमाने पर बायोमास से acetonitrile की एक हरी संश्लेषण11बताया गया है, और पुन: उपयोग और अपशिष्ट धाराओं से वसूली के लिए संभावित विकल्प12जांच की जा रही है । Acetonitrile पहले संबंध13के बीच फार्म करने के लिए ठोस चरण पेप्टाइड संश्लेषण में carbodiimide युग्मन प्रतिक्रियाओं के लिए एक नवसिखुआ विलायक विकल्प के रूप में इस्तेमाल किया गया है । Steglich esterifications के लिए एक विलायक प्रणाली के रूप में acetonitrile के उपयोग का प्रदर्शन किया गया है14,15,16,17,18,19, 20,21; हालांकि, इन तरीकों विलायक के हरे पहलू पर ध्यान केंद्रित नहीं किया है और भी कॉलम क्रोमैटोग्राफी के माध्यम से अतिरिक्त शुद्धि को रोजगार ।

एक शुद्धि चरण के रूप में कॉलम क्रोमैटोग्राफी की आवश्यकता को कम करना भी खतरनाक विलायक अपशिष्ट8को कम करता है । एक कम खतरनाक प्रतिक्रिया विलायक का उपयोग करने के अलावा, इस पद्धति क्रोमैटोग्राफी के लिए आवश्यकता के बिना अत्यधिक शुद्ध उत्पाद के अलगाव को सक्षम बनाता है । पारंपरिक रूप से इस्तेमाल किया dicyclohexylcarbodiimide (डीसीसी) युग्मन एजेंट 1-एथिल-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide हाइडरोक्लॉराइड (EDC) के साथ प्रतिस्थापित कर रहा है । इस रिएजेंट पर बुनियादी अमीन कार्यात्मक समूह प्रतिक्रिया शोधकार्य और किसी भी अवशिष्ट एजेंट अंलीय और बुनियादी धोने के कदम के माध्यम से हटाया जा करने के लिए सक्षम बनाता है ।

यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल एसिड और अल्कोहल भागीदारों की एक किस्म (चित्रा 1) के साथ इस्तेमाल किया जा सकता है । यह प्राथमिक, माध्यमिक, benzyl, और allyl शराब और22phenols का उपयोग कर cinnamyl एस्टर डेरिवेटिव के एक छोटे से पुस्तकालय को संश्लेषित करने के लिए इस्तेमाल किया गया था । इसके अतिरिक्त, acetonitrile में esterification प्रतिक्रिया की दर के बराबर है कि chlorinated और DMF विलायक प्रणालियों में, एक की जरूरत के बिना सूखी या गढ़ने प्रतिक्रिया करने के लिए पहले22की आवश्यकता है । तृतीयक शराब से संश्लेषित एस्टर, जो वर्तमान में chlorinated विलायक23में पारंपरिक Steglich esterification की तुलना में इस पद्धति की एक सीमा है अलग नहीं किया गया है । इसके अलावा, अंय एसिड-labile समूहों एसिड धोने के कदम से प्रभावित हो सकता है, संभावित necessitating कॉलम acetonitrile हटाने के बाद शुद्धिकरण के लिए क्रोमैटोग्राफी । इन सीमाओं के बावजूद, प्रतिक्रिया उच्च पैदावार में एस्टर के संश्लेषण के लिए एक सतही और सामान्य विधि दोनों शराब और carboxylic एसिड घटकों की एक सीमा का उपयोग कर रहा है । एक नवसिखुआ विलायक प्रणाली और क्रोमैटोग्राफी कदम के लिए आवश्यकता के बिना उच्च शुद्धता का उपयोग इस प्रोटोकॉल एक पारंपरिक Steglich esterification के लिए एक आकर्षक विकल्प बनाते हैं ।

Figure 1
चित्र 1. जनरल रिएक्शन योजना. प्रतिक्रिया के लिए सामांय योजना एक carboxylic एसिड और एक शराब, जो एक carbodiimide युग्मन एजेंट (1-एथिल-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide हाइडरोक्लॉराइड, या EDC) और 4-dimethylaminopyridine का उपयोग करने की सुविधा है के युग्मन शामिल है ( DMAP) मे acetonitrile । प्रतिक्रिया चौड़ाई प्रदर्शित करने के लिए, एस्टर या तो एक प्राथमिक (6) या माध्यमिक (7) शराब के साथ विभिंन एसिड (1-5) का उपयोग कर बनाई गई । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

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Protocol

सावधानी: इस प्रक्रिया में रसायनों के उपयोग से पहले सुरक्षा डेटा पत्रक (SDSs) से परामर्श करें । उचित व्यक्तिगत सुरक्षात्मक उपकरण (पीपीई) छप चश्मे, लैब कोट, और nitrile या butyl दस्ताने के रूप में रिएजेंट और सॉल्वैंट्स के कई के रूप में संक्षारक या ज्वलनशील है का प्रयोग करें । एक धुएं डाकू में सभी प्रतिक्रियाओं बाहर ले । यह सूखे कांच के बना के लिए अनावश्यक है या इस प्रोटोकॉल के लिए एक नाइट्रोजन वातावरण का उपयोग करें ।

1. प्राथमिक शराब के लिए Carbodiimide युग्मन प्रतिक्रिया

  1. एक ५० मिलीलीटर गोल नीचे कुप्पी, गठबंधन (ई)-cinnamic एसिड (१५१ मिलीग्राम, १.०२ mmol, १.२ equiv), DMAP (३१२ मिलीग्राम, २.५५ mmol, 3 equiv), और EDC (२४४ मिलीग्राम, १.२८ mmol, १.५ equiv) । acetonitrile जोड़ें (15 मिलीलीटर) और 3-methoxybenzyl शराब (९८ μL, ०.८५ mmol, 1 equiv) मिश्रण करने के लिए एक बार हलचल के साथ साथ ।
    चेतावनी: Acetonitrile एक ज्वलनशील विलायक है ।
  2. एक ४० ° c पानी स्नान में कुप्पी दबाना और प्रतिक्रिया हलचल ।
    नोट: यदि प्रतिक्रिया एक सुगंधित शराब शामिल है, पतली परत क्रोमैटोग्राफी के माध्यम से शराब के नुकसान के लिए प्रतिक्रिया की निगरानी (टीएलसी) 1:3 एथिल एसीटेट/hexane का उपयोग कर । प्रतिक्रिया पूरा हो गया है जब शराब की जगह अब एक यूवी चिराग के साथ विकिरण द्वारा टीएलसी प्लेट पर दिखाई दे रहा है ।

2. निष्कर्षण Workup

  1. एक बार प्रतिक्रिया टीएलसी द्वारा संकेत के रूप में या ४५ मिनट के बाद पूरा हो गया है, कम दबाव के तहत acetonitrile एक रोटरी वाष्पीकरण का उपयोग कर एक कच्चे तेल प्राप्त करने के लिए ठोस निकालें ।
    नोट: कृपया एक रोटरी वाष्पीकरण24,25के उपयोग के बारे में जानकारी के लिए अतिरिक्त संसाधन देखें ।
  2. अवशेषों के लिए, diethyl ईथर (20 एमएल) और 1 एम एचसीएल (20 एमएल) जोड़ें । कुप्पी घूमता को विलायक परतों में अवशेष भंग ।
    चेतावनी: Diethyl ईथर एक उच्च ज्वलनशील विलायक है ।
    नोट: विलायक खतरा कम करने के लिए, एथिल एसीटेट diethyl ईथर के स्थान पर इस्तेमाल किया जा सकता है; हालांकि, वहां निष्कर्षण और धो चरणों के दौरान पायस गठन के लिए एक बड़ी क्षमता है ।
  3. एक विभाजक कीप में समाधान डालो । अतिरिक्त diethyl ईथर (5 मिलीलीटर) के साथ वाष्पन कुप्पी कुल्ला और विभाजक कीप करने के लिए कुल्ला जोड़ें ।
  4. धीरे से करने के लिए ईथर परत में उत्पाद निकालने के लिए, समय पर निकाल विभाजक कीप शेक । परतों को अलग करने की अनुमति दें, और फिर यह एक Erlenmeyer कुप्पी या चोंच में कीप के नीचे से बाहर draining द्वारा जलीय परत को दूर ।
    नोट: कृपया निकालने और एक विभाजक फ़नल24,25के उपयोग के बारे में जानकारी के लिए अतिरिक्त संसाधन देखें.

3. धुलाई प्रक्रिया

  1. विभाजक कीप में शेष कार्बनिक परत करने के लिए, 1 एम एचसीएल (20 एमएल) जोड़ें और धीरे से विभाजक कुप्पी हिलाने, समय पर निकाल । परतों को अलग करने की अनुमति दें, और फिर यह एक Erlenmeyer कुप्पी या चोंच में कीप के नीचे से बाहर draining द्वारा जलीय परत को दूर ।
  2. दोहराएं संतृप्त सोडियम बिकारबोनिट समाधान के साथ धोने की प्रक्रिया (2 x 20 मिलीलीटर) और फिर संतृप्त सोडियम क्लोराइड समाधान (20 एमएल) के साथ ।
  3. एक साफ Erlenmeyer कुप्पी में, विभाजक कीप के ऊपर से कार्बनिक परत बाहर डालो मैग्नीशियम सल्फेट के साथ परत सूखी, और गुरुत्वाकर्षण फिल्टर कागज के माध्यम से एक व्यापक वाष्पीकरण कुप्पी में समाधान फिल्टर ।
    नोट: कृपया निकालने और एक सुखाने एजेंट24,25के रूप में मैग्नीशियम सल्फेट के उपयोग के बारे में जानकारी के लिए अतिरिक्त संसाधन देखें ।
  4. कम दबाव एक रोटरी वाष्पीकरण का उपयोग कर के तहत diethyl ईथर विलायक निकालें ।
  5. 1ज और 13सी एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी CDCl3 में और मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा उत्पाद का एक नमूना विश्लेषण ।
    नोट: कृपया एनएमआर विश्लेषण के लिए नमूनों की तैयारी के संबंध में जानकारी के लिए अतिरिक्त संसाधन देखें24,25.

माध्यमिक और इलेक्ट्रॉन की कमी शराब के लिए 4. Carbodiimide युग्मन प्रतिक्रिया

  1. एक ५० मिलीलीटर गोल नीचे कुप्पी, गठबंधन (ई)-cinnamic एसिड (१५१ मिलीग्राम, १.०२ mmol, १.२ equiv), DMAP (३१२ मिलीग्राम, २.५५ mmol, 3 equiv), और EDC (२४४ मिलीग्राम, १.२८ mmol, १.५ equiv) । जोड़ें acetonitrile (15 मिलीलीटर) और diphenylmethanol (१५७ मिलीग्राम, ०.८५ mmol, 1 equiv) के साथ मिश्रण करने के लिए एक बार हलचल ।
    चेतावनी: Acetonitrile एक ज्वलनशील विलायक है ।
  2. कुप्पी दबाना और 24 घंटे के लिए कमरे के तापमान पर प्रतिक्रिया हलचल कुप्पी के वाष्पीकरण को कम करने के लिए बोतल में एक एयर संघनित्र डालें ।
  3. ऊपर 2-3 चरणों में वर्णित निष्कर्षण workup और धुलाई प्रक्रिया का पालन करें ।

5. लंबी श्रृंखला या Hydrophobic Carboxylic एसिड के लिए Carbodiimide युग्मन प्रतिक्रिया

  1. एक ५० मिलीलीटर दौर नीचे कुप्पी में, decanoic एसिड (१४६ मिलीग्राम, ०.८५ mmol, 1 equiv), DMAP (३१२ मिलीग्राम, २.५५ mmol, 3 equiv), और EDC (२४४ मिलीग्राम, १.२८ mmol, १.५ equiv) गठबंधन । जोड़ें acetonitrile (15 मिलीलीटर) और diphenylmethanol (१५७ मिलीग्राम, ०.८५ mmol, 1 equiv) के साथ मिश्रण करने के लिए एक बार हलचल ।
    चेतावनी: Acetonitrile एक ज्वलनशील विलायक है ।
  2. कुप्पी दबाना और 24 घंटे के लिए कमरे के तापमान पर प्रतिक्रिया हलचल कुप्पी के वाष्पीकरण को कम करने के लिए बोतल में एक एयर संघनित्र डालें । यदि एक प्राथमिक शराब का प्रयोग किया जाता है, 1 एच के लिए ४० डिग्री सेल्सियस पर एक पानी स्नान में प्रतिक्रिया हलचल ।
  3. ऊपर 2-3 चरणों में वर्णित निष्कर्षण workup और धुलाई प्रक्रिया का पालन करें ।

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Representative Results

एक एसिड आधार निष्कर्षण workup द्वारा पीछा acetonitrile में संशोधित Steglich esterification का उपयोग करना, 3-methoxybenzyl cinnamate (8) एक हल्के पीले तेल के रूप में प्राप्त किया गया था (२०५ मिलीग्राम, ९०% उपज) स्तंभ क्रोमैटोग्राफी के लिए की आवश्यकता के बिना. 1 एच और 13सी एनएमआर स्पेक्ट्रा संरचना की पुष्टि करने और शुद्धता का संकेत करने के लिए चित्रा 2 में प्रस्तुत कर रहे हैं.

यौगिकों 9-17 77-90% की पैदावार के साथ एक समान प्रोटोकॉल (चित्रा 3) का उपयोग कर संश्लेषित किया गया । सभी यौगिकों 1एच और 13सी एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी और उच्च संकल्प मास स्पेक्ट्रोमेट्री (HRMS) द्वारा विश्लेषण किया गया और 3-methoxybenzyl cinnamate द्वारा एनएमआर विश्लेषण के लिए समान पवित्रता का हो पाया । 8-17 यौगिकों के लिए सारणीबद्ध डेटा तालिका 1में रिपोर्ट की गई है ।

प्राथमिक शराब के लिए सामान्य प्रोटोकॉल के लिए मामूली परिवर्तन इष्टतम पैदावार और 12-17यौगिकों के लिए शुद्धता प्राप्त करने के लिए किए गए थे. माध्यमिक शराब प्रतिक्रियाओं 24 एच के लिए कमरे के तापमान पर चला रहे थे करने के लिए22पूर्णता के लिए जाने की प्रतिक्रिया की अनुमति । decanoic एसिड प्रतिक्रियाओं के लिए, दोनों प्राथमिक और माध्यमिक शराब के लिए शराब के 1 समकक्ष करने के लिए carboxylic एसिड के १.२ समकक्ष का उपयोग कर एक decanoic एसिड नापाक (चित्रा 4) के साथ एस्टर उपज । लंबी श्रृंखला एसिड बुनियादी जलीय धोने परतों में घुलनशील नहीं है और कार्बनिक परत में रहता है । अंय hydrophobic एसिड इसी तरह व्यवहार कर सकता है । इस मुद्दे को शराब, जो शुद्ध एस्टर उत्पादों उपज decanoic एसिड की 1:1 दाढ़ अनुपात का इस्तेमाल किया द्वारा हल किया गया था । एक थोड़ा लंबी प्रतिक्रिया समय (६० मिनट) प्राथमिक शराब की प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक के लिए पूरा करने के लिए जाना था 1:1 दाढ़ अनुपात प्रतिक्रिया ।

Figure 2
चित्र 2. 1 एच और 13सी एनएमआर स्पेक्ट्रा फॉर 3-methoxybenzyl cinnamate (8). 3-methoxybenzyl cinnamate के 1एच एनएमआर स्पेक्ट्रम (ए) और 13सी एनएमआर स्पेक्ट्रम (बी) को प्रॉडक्ट स्ट्रक्चर के साथ दिखाया गया है । इसी असाइनमेंट प्रत्येक स्पेक्ट्रम पर चिह्नित है और 1एच-1एच मधुर, 1एच-13सी HSQC, और 1एच13सी HMBC 2d एनएमआर प्रयोगों का उपयोग कर पुष्टि की गई । स्पेक्ट्रा विलायक हटाने के बाद प्राप्त किया गया; कोई अतिरिक्त शुद्धिकरण कदम का उपयोग नहीं किया गया । इस यौगिक की पवित्रता का परीक्षण सभी प्रतिक्रियाओं का प्रतिनिधि है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्र 3. एस्टर कार्यप्रणाली का उपयोग कर संश्लेषित संरचनाओं । पांच एसिड (1-5, चित्रा 1) या तो एक प्राथमिक या माध्यमिक शराब (6 और 7, क्रमशः, चित्रा 1) के साथ संयुक्त थे । एस्टर संरचनाओं (8-17) प्रतिक्रिया के लिए प्रतिशत की उपज के साथ दिखाए जाते हैं । प्रतिक्रियाओं टीएलसी द्वारा शराब के नुकसान के लिए निगरानी की गई (1:3 एथिल एसीटेट/hexane) । प्राथमिक शराब प्रतिक्रियाओं ४० डिग्री सेल्सियस पर एक पानी स्नान में एस्टर्स 8-11 और एस्टर 12 के लिए ६० मिनट के लिए ४५ मिनट के लिए चला रहे थे । माध्यमिक शराब प्रतिक्रियाओं कमरे के तापमान पर 24 घंटे के लिए चला रहे थे । decanoic एसिड प्रतिक्रियाओं के लिए (12 और 17), शराब के लिए carboxylic एसिड के 1 दाढ़ समकक्ष के बजाय १.२ समकक्ष का इस्तेमाल किया गया था । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्र 4. 1 एच एनएमआर स्पेक्ट्रा फॉर diphenylmethyl decanoate (17) का प्रयोग 1:1.2 और 1:1 दाढ़ carboxylic एसिड के लिए शराब के समकक्ष । (क) Decanoic अम्ल (१.२ equiv, ऊपर, या १ equiv, नीचे) diphenylmethanol (१ equiv), EDC (१.५ equiv), तथा DMAP (३ equiv) में acetonitrile के साथ प्रतिक्रिया व्यक्त की गई. प्रतिक्रियाओं 24 घंटे के लिए कमरे के तापमान पर हड़कंप मच गया और फिर एस्टर निष्कर्षण और वॉश प्रोटोकॉल के माध्यम से अलग किया गया था । अवशिष्ट decanoic एसिड उत्पाद में रहता है जब carboxylic एसिड अतिरिक्त में प्रयोग किया जाता है, के रूप में यह बुनियादी जलीय परत में घुलनशील नहीं है । इनसेट में दिखाया २.३५ पीपीएम पर संकेत उत्पाद नमूना में अवशिष्ट carboxylic एसिड इंगित करता है । (ख) शराब के लिए carboxylic एसिड के 1:1 अनुपात का उपयोग एस्टर की एक साफ अलगाव सक्षम बनाता है, २.३५ पीपीएम पर संकेत के नुकसान से संकेत दिया । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

यौगिक आरएफ (1:3 EtOAc/हेक्स); उपस्थिति 1 H एनएमआर (५०० MHz, CDCl3) 13 सी एनएमआर (१२६ MHz, CDCl3) Hrms
3-methoxybenzyl cinnamate (8) 3-methoxybenzyl मद्य Rच = ०.२७; उत्पाद Rf = ०.६१; हल्का पीला तेल δ ७.७७ (डी, जे = १६.० हर्ट्ज, एक ज), ७.६० – ७.५० (एम, 2H), ७.४९ – ७.३६ (एम, 3H), ७.३३ (टी, जे = ७.८ हर्ट्ज, 2H), ७.०३ (ddd, जे = ७.४, १.५, ०.८ हर्ट्ज, एक ज), ७.०२-६.९७ (एम, एक सी), ६.९१ (ddd, जे = ८.३, २.६, १.० हर्ट्ज, एक ज), ६.५३ (डी, जे = १६.० हर्ट्ज , ज), ५.२६ (एस, 2H), ३.८६ (एस, 3H) δ १६६.८, १५९.८, १४५.२, १३७.६, १३४.४, १३०.४, १२९.७, १२८.९, १२८.१, १२०.४, ११७.९, ११३.८, ११३.७, ६६.२, ५५.३ सी17एच16ओ3 (एम + ना)+ २९१.०९९२ के लिए ईएसआई परिकलित, २९१.०९९३ पाया
3-methoxybenzyl phenylacetate (9) Rच = ०.५७;
हल्का पीला तेल		 δ ७.३५ – ७.२७ (एम, 5H), ७.२५ (टी, जे = ८.६ हर्ट्ज, एक ज), ६.८९ (ddd, j = ७.४, १.५, ०.८ हर्ट्ज, अ. ज), ६.८५ (ddd, जे = ८.३, २.६, १.० हर्ट्ज, अ. ज), ६.८३-६.८१ (एम, सी), ५.११ (एस, 2H), ३.७७ (एस, 3H), ३.६८ (एस, 2H) δ १७१.३, १५९.८, १३७.४, १३३.९, १२९.६, १२९.३, १२८.६, १२७.१, १२०.२, ११३.९, ११३.३, ६६.४, ५५.२, ४१.४ सी16एच16ओ3 (एम + ना)+ २७९.०९९२ के लिए ईएसआई परिकलित, २७९.०९९० पाया
3-methoxybenzyl butyrate (10) Rच = ०.६८;
बेरंग तेल		 δ ७.२७ (टी, जे = ७.७ हर्ट्ज, एक ज), ६.९३ (ddd, जे = ७.५, १.६, ०.८ हर्ट्ज, एक ज), ६.९०-६.८८ (एम, एक ज), ६.८६ (ddd, j = ८.२, २.६, १.० हर्ट्ज, एक ज), ५.०९ (एस, 2H), ३.८१ (एस, 3H), २.३५ (टी, जे = ७.४ हर्ट्ज, 2H), १.६८ (एच, जे = ७.४ हर्ट्ज, 2H), ०.९५ (टी , J = ७.४ हर्ट्ज, 3H). δ १७३.५, १५९.८, १३७.७, १२९.६, १२०.३, ११३.७, ११३.६, ६५.९, ५५.२, ३६.२, १८.५, १३.७ सी12एच16ओ3 (एम + ना)+ २३१.०९९२ के लिए ईएसआई परिकलित, २३१.०९९१ पाया
3-methoxybenzyl hexanoate (11) Rच = ०.७४;
बेरंग तेल		 δ ७.२७ (डी, जे = ७.७ हर्ट्ज, अ. ज), ६.९३ (ddd, जे = ७.५, १.६, ०.६ हर्ट्ज, एक ज), ६.९० – ६.८८ (एम, एक ज), ६.८५ (ddd, जंमू = ८.२, २.६, ०.९ हर्ट्ज, एक ज), ५.०९ (एस, 2H), ३.८१ (एस, 3H), २.३५ (टी, जे = ७.५ हर्ट्ज, 2H), १.७४-१.५६ (एम, 2H), १.३९-१.२५ (एम , 4H), ०.८९ (टी, जे = ७.१ हर्ट्ज, 3H) δ १७३.६, १५९.८, १३७.७, १२९.६, १२०.३, ११३.७, ११३.६, ६५.९, ५५.२, ३४.३, ३१.३, २४.७, २२.३, १३.९ सी14एच20ओ3 (एम + ना)+ २५९.१३०५ के लिए ईएसआई परिकलित, २५९.१३०४ पाया
3-methoxybenzyl decanoate (12) Rच = ०.७१;
बेरंग तेल		 δ ७.२७ (टी, जे = ७.९ हर्ट्ज, एक ज), ६.९३ (ddd, जे = ७.५, १.६, ०.६ हर्ट्ज, एक सी), ६.९० – ६.८७ (एम, एक ज), ६.८८ (ddd, जंमू = ८.३, २.५, ०.६ हर्ट्ज, एक ज), ५.०९ (एस, 2H), ३.८० (एस, 3H), २.३५ (टी, जे = ७.६ हर्ट्ज, 2H), १.७६-१.५२ (एम, 2H), १.४२-१.१२ (एम , 12घं), ०.८८ (टी, जे = ७.० हर्ट्ज, 3H) δ १७३.७, १५९.८, १३७.७, १२९.६, १२०.३, ११३.७, ११३.६, ६५.९, ५५.२, ३४.३, ३१.९, २९.४, २९.३, २९.२, २५.०, २२.७, १४.१ सी18एच28ओ3 (एम + ना)+ ३१५.१९३१ के लिए ईएसआई परिकलित, ३१५.१९३१ पाया
diphenylmethyl cinnamate (13) diphenylmethanol Rच = ०.४७;
उत्पाद Rf = ०.६६; सफेद ठोस		 δ ७.७९ (डी, जे = १६.० हर्ट्ज, एक ज), ७.६० – ७.५४ (एम, 2H), ७.४६ – ७.३६ (एम, 11H), ७.३५ – ७.३० (एम, 2H), ७.०५ (एस, एक ज), ६.६० (डी, जे = १६.० हर्ट्ज, एक सी) δ १६६.०, १४५.४, १४०.३, १३४.४, १३०.४, १२८.९, १२८.५, १२८.२, १२७.९, १२७.२, ११८.०, ७७.० सी22एच18ओ2 (एम + ना)+ ३३७.११९९ के लिए ईएसआई परिकलित, ३३७.११९१ पाया
diphenylmethyl phenylacetate (14) Rच = ०.६६;
हल्का पीला तेल		 δ ७.३५ – ७.१९ (एम, 15H), ६.८७ (एस, सी), ३.७२ (एस, 2H) δ १७०.४, १४०.१, १३३.८, १२९.४, १२८.६, १२८.५, १२७.९, १२७.१, १२७.०, ७७.२, ४१.७ ईएसआई सी21एच18ओ2 (एम + एनए)+ ३२५.११९९ के लिए परिकलित, ३२५.१२०१ पाया
diphenylmethyl butyrate (15) Rच = ०.७२;
हल्का पीला तेल		 δ ७.३७ – ७.३० (एम, 10H), ७.२९ – ७.२५ (एम, 2H), ६.८९ (एस, एक ज), २.४० (टी, जे = ७.५ हर्ट्ज, 2H), १.६९ (एच, जे = ७.४ हर्ट्ज, 2H), ०.९३ (टी, जे = ७.४ हर्ट्ज, 3H) δ १७२.६, १४०.४, १२८.५, १२७.८, १२७.१, ७६.६, ३६.५, १८.५, १३.७ सी17एच18ओ2 (एम + ना)+ २७७.११९९ के लिए ईएसआई परिकलित, २७९.११९७ पाया
diphenylmethyl hexanoate (16) Rच = ०.७६;
हल्का पीला तेल		 δ ७.३६ – ७.२९ (एम, 8H), ७.२९ – ७.२४ (एम, 2H), ६.८९ (एस, अ. ज), २.४१ (टी, जे = ७.५ हर्ट्ज, 2H), १.७२ – १.६० (एम, 2H), १.३६ – १.२१ (एम, 4H), ०.८७ (टी, जे = ७.० हर्ट्ज, 3H) δ १७२.८, १४०.४, १२८.५, १२७.८, १२७.१, ७६.६, ३४.६, ३१.३, २४.६, २२.३, १३.९ सी19एच22ओ2 (एम + ना)+ ३०५.१५१२ के लिए ईएसआई परिकलित, ३०५.१५०९ पाया
diphenylmethyl decanoate (17) Rच = ०.७६;
हल्का पीला तेल		 δ ७.३५ – ७.२९ (एम, 8H), ७.२९ – ७.२३ (एम, 2H), ६.८९ (एस, अ. ज), २.४१ (टी, जे = ७.५ हर्ट्ज, 2H), १.७१ – १.५९ (एम, 2H), १.३३ – १.१८ (एम, 12घं), ०.८७ (टी, जे = ७.० हर्ट्ज, 3H) δ १७२.८, १४०.४, १२८.५, १२७.९, १२७.१, ७६.६, ३४.६, ३१.९, २९.४, २९.३, २९.१, २५.०, २२.७, १४.१ ईएसआई सी23एच30ओ2 (एम + एनए)+ ३६१.२१३८ के लिए परिकलित, ३६१.२१५० पाया

तालिका 1. यौगिकों 8-17 के लिए सारणीबद्ध डेटा । रासायनिक बदलाव (δ) पीपीएम में रिपोर्ट कर रहे हैं, और युग्मन स्थिरांक (J) हर्ट्ज (Hz) में सूचित कर रहे हैं । सिग्नल स्वेटर (एस), नक़ल (डी), triplet (टी), चौकड़ी (क्यू), multiplet (एम), या ऊपर के संयोजन के रूप में रिपोर्ट कर रहे हैं । HRMS डेटा m/zके रूप में सूचित कर रहे हैं ।

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Discussion

यहां प्रस्तुत पद्धति एक नवसिखुआ विलायक प्रणाली का उपयोग करके और कॉलम क्रोमैटोग्राफी8,9के लिए आवश्यकता को कम करने के द्वारा एक पारंपरिक Steglich esterification के साथ जुड़े विलायक से खतरों को कम करने के लिए विकसित किया गया था । तुलनीय प्रतिक्रिया पैदावार और दरों शुष्क chlorinated सॉल्वैंट्स या DMF22के स्थान पर acetonitrile के उपयोग के साथ प्राप्त किया जा सकता है ।

कई महत्वपूर्ण कदम क्रोमैटोग्राफी के लिए आवश्यकता के बिना उत्पाद के कुशल शोधन सक्षम करें । प्रतिक्रिया के बाद, acetonitrile पहले रोटरी वाष्पीकरण द्वारा निकाला जाता है । विलायक को हटाने के लिए आवश्यक है, के रूप में acetonitrile पानी के साथ मिश्रणीय है और निष्कर्षण और धो चरणों के दौरान प्रतिक्रिया घटकों के विभाजन को प्रभावित करेगा । DMAP, EDC, और यूरिया शोधकार्य सहित मूलभूत अशुद्धियां, फिर एसिड वॉश स्टेप्स के साथ निकाली जाती हैं । किसी भी अवशिष्ट carboxylic एसिड बुनियादी धोने के चरणों के दौरान हटा दिया जाता है । इस प्रकार, सभी एजेंट और अशुद्धियों हटाया जा सकता है, कार्बनिक परत में एस्टर जा । बाद सुखाने और विलायक हटाने शुद्ध एस्टर उत्पादों की उच्च पैदावार के लिए नेतृत्व किया ।

प्रोटोकॉल के समायोजन माध्यमिक शराब या बहुत hydrophobic carboxylic एसिड के उपयोग के लिए एस्टर उत्पाद के उच्च पैदावार प्राप्त करने के लिए आवश्यक थे । माध्यमिक या इलेक्ट्रॉन की कमी शराब के लिए प्रतिक्रिया की दर प्राथमिक शराब की तुलना में धीमी है, तो यह या तो प्रतिक्रिया तापमान (६० डिग्री सेल्सियस) बढ़ाने के लिए या कमरे के तापमान पर अब समय अवधि के लिए प्रतिक्रिया चलाने के लिए आवश्यक है । इसके अलावा, हमने पाया है कि अतिरिक्त carboxylic एसिड नहीं किया जा सकता है अगर एसिड संतृप्त सोडियम बिकारबोनिट धोने के समाधान में अघुलनशील है । लंबी श्रृंखला carboxylic एसिड के लिए, इस तरह के decanoic एसिड के रूप में, प्रतिक्रिया मिश्रण अंतिम उत्पाद में एक carboxylic एसिड नापाक से बचने के लिए carboxylic एसिड रिएजेंट के लिए शराब का एक 1:1 अनुपात होना चाहिए ।

विभिंन carboxylic एसिड और अल्कोहल भागीदारों एस्टर के गठन में इस्तेमाल किया जा सकता है, यहां और पिछले काम22में दिखाया गया है । हालांकि, तृतीयक शराब के एस्टर वर्तमान पद्धति के साथ अलग नहीं किया गया है । sterically तृतीयक शराब के लिए युगल carboxylic एसिड की क्षमता के रूप में Steglich esterification23के एक आम आवेदन है, तृतीयक शराब के साथ एस्टर प्राप्त करने के लिए अक्षमता वर्तमान पद्धति की एक सीमा है । हम तंत्र और acetonitrile-डी3 और क्लोरोफॉर्म-डीमें इस प्रतिक्रिया की बाधाओं की जांच करने के लिए एनएमआर कैनेटीक्स अध्ययन पीछा कर रहे हैं । भविष्य में, हम विधि तृतीयक शराब के साथ एस्टर के संश्लेषण को सक्षम करने के लिए अनुकूलन करने के लिए उम्मीद है ।

संक्षेप में, इस काम के एक नवसिखुआ Steglich esterification प्रोटोकॉल है कि प्राथमिक, माध्यमिक, benzylic और allylic शराब और phenols के साथ विभिंन carboxylic एसिड के एस्टर के संश्लेषण के लिए उपयोग किया जा सकता का वर्णन है । कार्यप्रणाली एक आम esterification प्रतिक्रिया के लिए एक कम खतरनाक विकल्प प्रदान करता है ।

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Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

इस अनुसंधान सिएना कॉलेज और स्नातक अनुसंधान और रचनात्मक गतिविधि के लिए केंद्र द्वारा समर्थित किया गया था । हम डॉ थॉमस ह्यूजेस और डॉ Kristopher Kolonko सहायक बातचीत के लिए धंयवाद, इस पद्धति पर प्रारंभिक चरण के काम के लिए सुश्री Allycia बारबेरा, और सिएना कॉलेज स्टीवर्ट उंनत इंस्ट्रूमेंटेशन और प्रौद्योगिकी (संत) इंस्ट्रूमेंटेशन संसाधनों के लिए केंद्र ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
trans -cinnamic acid Acros Organics 158571000
butyric acid Sigma-Aldrich B103500 Caution: corrosive
hexanoic acid Sigma-Aldrich 153745-100G Caution: corrosive
decanoic acid Sigma-Aldrich 21409-5G Caution: corrosive
phenylacetic acid Sigma-Aldrich P16621-5G
3-methoxybenzyl alcohol Sigma-Aldrich M11006-25G
diphenylmethanol Acros Organics 105391000 Benzhydrol
chloroform-d Acros Organics 166260250 99.8% with 1% v/v tetramethylsilane, Caution: toxic
hexane BDH Chemicals BDH1129-4LP Caution: flammable
ethyl acetate Sigma-Aldrich 650528 Caution: flammable
diethyl ether Fisher Scientific E138-500 Caution: flammable
acetonitrile Fisher Scientific A21-1 ACS Certified, >99.5%, Caution: flammable
4-dimethylaminopyridine Acros Organics 148270250 Caution: toxic
magnesium sulfate Fisher Scientific M65-3
hydrochloric acid, 1 M Fisher Scientific S848-4 Caution: corrosive
sodium chloride BDH Chemicals BDH8014
sodium bicarbonate Fisher Scientific S25533B
1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride Chem-Impex 00050 Caution: skin and eye irritant
thin layer chromatography plates EMD Millipore 1055540001 aluminum backed sheets
Note: All commercially available reagents and solvents were used as received without further purification.

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Acetonitrile में एक नवसिखुआ Steglich Esterification के माध्यम से एस्टर्स का संश्लेषण
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Lutjen, A. B., Quirk, M. A., Kolonko, E. M. Synthesis of Esters Via a Greener Steglich Esterification in Acetonitrile. J. Vis. Exp. (140), e58803, doi:10.3791/58803 (2018).

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