Yöntem makalesi

İmmobilizasyonu, kristalizasyon ve spektroskopik karakterizasyonu: 3,5-Lutidine N-oksit kurutmak

DOI:

10.3791/57233

⸱

24 Nisan 2018

 ,  , 
1Centro de Química, Instituto de Ciencias, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burada, biz sentez ve 3,5-lutidine N -oksit kristalleşme kurutmak pyridine Nklasik sentezi farklı basit bir protokol tarafından Raporu-oksit. Bu iletişim kuralı farklı başlangıç materyali kullanır ve daha az tepki zaman altında yavaş buharlaşma billurlaşır yeni bir solvated supramolecular yapısı, vermeye içerir.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

3,5-lutidine N -oksit sentezi kurutmak, 1, 2-amino-pyridine-3,5-Dikarboksilik asit sentez yolu sağlandı. Ochiai ilk sigara yerine pyridines için 12 h sürecinde 1957 yılında metodolojisi kullanılmış, ama hiçbir x-ışını uygun kristalleri elde edilmiştir. Burada sunulan metodoloji kullanılan yerine halka açıkça su molekülleri ek 1' deki farklı Nükleofilik gücü confers asimetrik bir bölüm etkilemiştir. X-ışını uygun kristal bileşik 1 nereye hidrojen atomları halka içine pozitif şarj bağışlamak varlığı iki su molekülleri ile oksijen negatif yük sabitleme nedeniyle mümkün; Böyle su molekülleri de supramolecular bir etkileşim oluşturmak için hizmet vermektedir. Su molekülleri pH 10 ayarlayarak ulaşıldığında alkalin sistemi mümkündür. Önemlisi, Çift Kişilik metil halka ve tepki süresi 5 h, yerine daha çok yönlü bir yöntem yapar ve gelecekteki yüzük eklemeleri için daha geniş Kimyasal uygulamalar ile.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Günümüzde, dünya çapında bilim kaynakları geliştirme için düşük reaktivite ön ek reaksiyonları1,2içinbilinen aromatik grupların functionalization için yeni sentetik yollarının içine yatırım, 3. Nerede bir azot atomu bir Karbon atomu yerine koyar, pyridine, yüzük sadece karbon atomları3/ oluşan analog için benzer bir kimyasal reaktivite sunar ve genellikle bir ikame mekanizması ek yerine geçer. N-oksit varlığı arasında azot ve oksijen azot Tarih nonbonding elektron çifti oksijen atom3boş bir yörünge ile çakışma tarafından kurulan bir donör bağ ile kendine özgü. Özellikle, pyridine N-oksit vardır Lewis üsleri, çünkü onların N-O yan bir elektron verici hareket edebilir ve karşılık gelen Lewis asit-baz çifti oluşturan Lewis asidi ile birleştirebiliriz. Nucleophilicity potansiyel electrophiles doğru Lewis asitlerinin artırmak ve böylece onlara koşullar altında bir tepki nerede normal tepki değil oluşacak izin verebilirsiniz çünkü bu özellik gerekli bir kimyasal sonucu vardır. Muhtemelen böyle bileşikler en sık kullanımı nerede onlar oksidanlar4hareket çeşitli oksidasyon reaksiyonları mevcuttur. Pyridine N-oksit ve birçok yüzük functionalized türevleri biyolojik olarak aktif ve farmakolojik ajanlar5tekrarlayan molekülleri ve net kayma dağıtım farklı soğurma araçları tarafından kurulmuş olup Bazıları için6,7. Araştırmada farklı gruplar pyridine ringe iliştirmek, forma 6 - Ksilen kaynar suda isoxazolines Bankası DBU gibi katalitik bir miktar gerektirir beri bir kolay ve geleneksel yöntem üretmek için çeşitli yöntemler bilim adamları test ettik yerine-2-aminopyridine N-oksit8,9. Pyridine türevleri çeşitli onların karşılık gelen Ndönüştürülür-huzurunda katalitik bir miktar manganez oksit tetrakis(2,6-diclorophenyl) CH2Cl2/CH3 porfirin ve amonyum asetat CN8,10. Diğer pyridines CH2Cl2 H2O2 katalitik miktarları methyltrioxorhenium8,11ya da aşırı dimethyldioxirane eklenmesiyle huzurunda kullanarak onların oksitler için okside 0 ° C'de bu da neden için karşılık gelen N-oksit8,12,13,14. Bis (trimethylsilyl) peroksit varlığında trioxorhenium CH2Cl2 pyridine Nsentezi için kullanılmıştır-oksit8,11. Aminopyridine Nsentezi-oksit içeren asilasyonu Caro'nun asit (peroxomonosulfuric asit) kullanarak Ayrıca olmuştur8bildirdi. Yine de, burada bildirilen Metodolojisi ve hangi parçası Ochiai1tarafından bildirilen metodoloji kullanır daha ucuz ve erişilebilir reaktifler, H2O2 ve buzul Asetik asit kullanımı ile çok iyi sonuçlar sağlar. Üçüncül aminler hareket büyük ölçekli hazırlıklar kullanım için daha uygun bir uygulamadır, sadece % 30 hidrojen peroksit gerektirir bir tepki olarak iyi verimleri ve buzul Asetik asit 70-80 ° C arasında bir sıcaklık üretir ve arıtma işlemi kullanır Bu damıtma, katalizör ya da daha pahalı reaktifler1kullanımı olmadan gibi çoğu sentez laboratuarında mevcuttur. Belgeleri diğer yöntemlerden de sık sık zaman dilimlerini 10 / 24 h ve 100 ° C 4,8üzerindeki sıcaklıklara içerir ve X-ray analizleri için doğru biçimli kristaller verim nadiren bildirilen raporları.

Reaktif, çeşitli N -oksit türevlerinin yeterince lutidine yüzük ya Nükleofilik veya electrophilic şekilde etkinleştirmek için kullanılır. Nükleofilik veya electrophilic faktör ornatıklarla yer tarafından etkilenir. Elektron çekilmesi grupları varlık pyridine yüzükle Nükleofilik karakteristik1ana faktördür. Ücretsiz N-oksit bileşikleri Aromatik halka delocalized görevli nedeniyle x-ışını analiz için uygun kristalleri nadiren izole. Ancak, solvasyon faktör oksijen15negatif yoğunluğu stabilize etmek önemlidir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. tepki

  1. Bir duman mahallede bir açılan yuvarlak 100 mL şişe 0,5 mol (29.8 mL) buzul Asetik asit ile yer ve 3,5-dimethylpyridine ve H2O2 (% 35) 5 mL 0,051 mol (5.82 mL) ekleyin. Bir iç sıcaklığı 80 ° c 5 h için karışım reaksiyon sabit manyetik karıştırma altında tutun.
  2. Reaksiyon süresi sonra şişeye 24 ° c buz (yapmak değil açmak için buz Asetik asit gazları) ile serin ve aşırı Asetik asit kaldırmak için bir yüksek vakum damıtma birimine 90-120 min için takın.
    Dikkat: sıcak malzeme kullanmayın. Züccaciye Mağazaları yönetilebilir bir sıcaklığa ulaşıncaya kadar bekleyin. Bu aynı zamanda buharı damıtma ünitesi üst girerek önlemek olacaktır.
  3. Distile su (10 mL) iki kez herhangi bir iz Asetik asit ve karışım konsantre kaldırılması çok emin olmak için mümkün olduğunca ekleyin.

2. Bazlığı ayarlama ve ayıklama

  1. BI-distillated suya izole viskoz ve şeffaf ürün dağıtılması ve bir potansiyometre pH 10 saf katı Na2CO3ayarlamak için kullanın.
  2. Dikkatle çözüm 250 mL ayrılık huni içinde yer ve verimi artırmak için CHCl3 ile 5 kez 250 mL ayıklayın. Organik katmanı yeniden elde etmek ve çok katı Na2üzerinde kuru ürün içeren4 30 dk en fazla, için. Gerekirse, CHCl3istenilen miktarda sulu faz yeniden ayıklayın.
    Dikkat: CHCl3 uyuşukluğa ve baş dönmesine neden olabilir; özenle ve duman çuval içinde ele.
  3. Solvent düşük basınç altında yüksek vakum damıtma ünitesi ile bir çok higroskopik açık bej kristal toz (% 70) oluşumuna kadar kaldırın.

3. kristalizasyon işlemi

  1. 4.3 g 50 ml soğuk yüksek gerçekleştirilen sıvı Kromatografi (HPLC) sınıf Dietil eter kristal toz geçiyoruz. Vakum filtre sağlam başlangıç materyali bile toz ait herhangi bir iz kaldırmak için çözüm. Filtrate bir cam Petri kabına içine dökün, gideriş o yavaş buharlaşır laboratuar buzdolabı 4 ° C'de.
  2. İki gün sonra berrak renksiz kristaller elde edilen emin olun. 310-311 K. aralığında olmalıdır erime noktası ölçmek

4. analiz 3,5-Lutidine N -oksit Dehydrate

  1. Prizmatik şeklinin ve renksiz, decantation şişeye'nın duvarları daha fazla x-ışını analiz üzerinden tarafından oluşmuş kristaller kaldırın. Hemen kullandıysanız, kristaller Dietil eter içinde kristal hidrasyon önlemek için tutmak.
  2. G 3,5-lutidine N -oksit kurutmak 0.4 mL NMR H1 ve yordam etkinliğini kanıtlamak için C13 analiz gerçekleştirmek için CDCl3 0.010 geçiyoruz.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Protokol Ochiai'nın tekniği1, aslında bir uzantısıdır. Ancak, daha düşük sıcaklık ve daha az zaman uygulanır. Bu basit yöntem yerine konan pyridine Nolan bir çok yönlü ligand elde etmek için kullanılan-oksit modeli. 1oluşumu onaylamak için NMR 1H ve 13C analiz yordam etkinliğini test etmek için tercih edilmektedir.

Kimyasal shift 1oluşumu gö...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burada sunulan protokolü bir oksijen atomu 3,5-lutidine azot atomu yüzeylerde functionalization yöntemi olarak bağlamak için geleneksel bir yöntemdir. Bu teknik aynı zamanda x-ışını uygun kurutulmuş kristaller (şekil 5, Sony DSC-HX300 Cyber-atış fotoğraf makinesi ile çekilen resimler) verim de bilinmektedir. Ciddiye alıyoruz kadarıyla pek raporlar böyle kristalleri16üretim anlatmıştık. Onlar çeşitli metaller17,18,

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tüm yazarlar hiçbir çıkar çatışması beyan ederim.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mevcut çalışma Vicerrectoría de Investigación y Estudios de Posgrado BUAP, koleksiyonlara bilim ve Proje No tarafından desteklenen REOY-NAT14, 15, 16-G. HEAŞ-NAT17. RMG CONACyT (Meksika) burs 417887 için teşekkürler.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
3,5-lutidinSigma-AldrichL4206-500ML
Buzlu asetik asitFermont3015
Hidrojen peroksit (%35)Sigma-Aldrich349887-500ML
Na2CO<>sub3 susuzProductos Quí micos Monterrey1792
Na2SO4 susuzAlfa reactivos25051-C
CHCl3Fermont6205
Etil eterCıva KimyagerQME0309
Damıtılmış suComercializadora Quí mika Poblanayok

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Ochiai, E. Recent Japanese work on the chemistry of pyridine 1-oxide and related compounds. J. Org. Chem. 18 (5), 534-551 (1953).
  2. Solomons, T. W. G. Organic Chemistry 2nd Edition. , John Wiley & Sons. 1110(1976).
  3. Albini, A., Pietra, S. Heterocyclic N-Oxides. , CRC Press. ISBN: 0849345529 328(1991).
  4. Koukal, P., Ulc, J., Necas, D., Kotora, Heterocyclic N.-Oxides. Topics in Heterocyclic Chemistry. 53, 29-58 (2017).
  5. Wen-Man, Z., Jian-Jun, D., Xu, J., Jun, X., Huan-Jian, X. Visible-Light-Induced C2 alkylation of pyridine N.-oxides. J. Org. Chem. 82 (4), 2059-2066 (2017).
  6. Merino García, M. R., Ríos-Merino, F. J., Bernès, S., Reyes-Ortega, Y. Crystal structure of 3,5-dimethylpyridine N-oxide dihydrate. Acta Cryst. 72 (12), 1687-1690 (2016).
  7. Sarma, R., Karmakar, A., Baruah, J. B. N-Oxides in Metal-Containing Multicomponent Molecular Complexes. Inorg. Chem. 47 (3), 763-765 (2008).
  8. Youssif, S. Recent trends in the chemistry of pyridine N-oxides. ARKIVOC. 2001, 242-268 (2001).
  9. Chucholowski, A. W., Uhlendorf, S. Base catalyzed rearrangement of 5-cyanomethyl-2-isoxazolines; novel pathway for the formation of 2-aminopyridine N-oxides. Tetrahedron Lett. 31 (14), 1949-1952 (1990).
  10. Thellend, A., Battioni, P., Sanderson, W., Mansuy, D. Oxidation of N-Heterocycles by H2O2 Catalyzed by a Mn-Porphyrin: An Easy Access to N-Oxides Under Mild Conditions. Synthesis. 1997 (12), 1387-1388 (1997).
  11. Copéret, C., Adolfson, H., Tinh-Alfredo, V. K. h, Yudin, A. K., Sharpless, K. B. A simple and Efficient Method for the Preparation of Pyridine N-Oxides. J. Org. Chem. 63 (5), 1740-1741 (1998).
  12. Ferrer, M., Sánchez-Baeza, F., Messeguer, A. On the preparation of amine N-oxides by using dioxiranes. Tetrahedron. 53 (46), 15877-15888 (1997).
  13. Adam, W., Briviba, K., Duschek, F., Golsch, D., Kiefer, W., Sies, H. Formation of singlet oxygen in the deoxygenation of heteroarene N-oxides by dimethyldioxirane. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1995 (18), 1831-1832 (1995).
  14. Murray, R. W., Singh, M. A Facile One-Step Synthesis of C-Arylnitrones Using Dimethyldioxirane. J.Org.Chem. 55 (9), 2954-2957 (1990).
  15. Kim, S. W., Um, T., Shin, S. Brønsted acid-catalyzed α-halogenation of ynamides from halogenated solvents and pyridine-N-oxides. Chem. Commun. 53 (18), 2733-2736 (2017).
  16. Campeau, L., Rousseaux, R., Fagnou, K. A solution to the 2-pyridyl organometallic cross-coupling problem: regioselective catalytic direct arylation of pyridine N-oxides. J. Am. Chem. Soc. 127 (51), 18020-18021 (2005).
  17. Gang, L., et al. Metal-free methylation of a pyridine N-oxide C-H bond by using peroxides. Org. Biomol. Chem. 13 (46), 11184-11188 (2015).
  18. May, D., Nyman,, Hampden-Smith, M. J., Duesler, E. N. Synthesis, characterization, and reactivity of group 12 metal thiocarboxylates M(SOCR)2Lut2[M) Cd, Zn; R ) CH3, C(CH3)3; Lut ) 3,5-Dimethylpyridine (Lutidine)]. Inorg. Chem. 36 (10), 2218-2224 (1997).
  19. Cho, S. H., Hwang, S. J., Chang, S. Palladium-Catalyzed C-H Functionalization of Pyridine N-Oxides: Highly Selective Alkenylation and Direct Arylation with Unactivated Arenes. J. Am. Chem. Soc. 130 (29), 9254-9256 (2008).
  20. Ide, Y., et al. Spin-crossover between high-spin (S = 5/2) and low-spin (S = 1/2) states in six-coordinate iron(III) porphyrin complexes having two pyridine-N. oxide derivatives. Dalton Trans. 46 (1), 242-249 (2017).
  21. Drago, R. S. Physical Methods in Chemistry. , Saunders College Publishing USA. 750(1977).
  22. Cervantes-Mejía, V., et al. Branched Polyamines Functionalized with Proposed Reaction Pathways Based on 1H-NMR, Atomic Absorption and IR Spectroscopies. American Journal of Analytical Chemistry. 5 (16), 1090-1101 (2014).
  23. Huheey, J. E., Keiter, E. A., Keiter, R. L. Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity, 4th Edition. , Oxford University Press. Mexico. ISBN: 9706131620 1023(1997).
  24. Rigaku, CrysAlisPRO. , (2013).
  25. Sheldrick, G. M. SHELXT - Integrated space-group and crystal-structure determination. Acta Cryst. 71 (1), 3-8 (2015).
  26. Sheldrick, G. M. Crystal structure refinement with SHELXL. Acta Cryst. 71 (1), 3-8 (2015).
  27. Sheldrick, G. M. A short history of SHELX. Acta Cryst. 64 (1), 112-122 (2008).
  28. Macrae, C. F., et al. Mercury CSD 2.0 - new features for the visualization and investigation of crystal structures. J. Appl. Cryst. 41 (2), 466-470 (2008).
  29. ChemBioDraw Ultra 13. , PerkinElmer. (2013).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

3X I n Kristalle tirmeSupramolek ler YappH AyarlamasVakum DistilasyonuKloroform EkstraksiyonuNMR AnaliziErime Noktas l mHPLC Derecesinde SolventlerD teryumlanm Kloroform

İlgili makaleler