Aldehitler ve ketonlar reaktif ayrılması Bisülfit ayıklama protokolü kullanılarak karışımları

Bu prosedürün genel amacı, aldehitleri ve reaktif ketonları karışımlardan, karışabilir bir çözücü içinde doğrudan doymuş sodyum bisülfit ile sıvı-sıvı ekstraksiyonu yoluyla uzaklaştırmaktır. Bu yöntem, karışımların kendi bileşenlerine saflaştırılmasına yardımcı olabilir. Spesifik olarak, bu yöntem, aldehit veya keton fonksiyonel grupları içeren bileşikleri diğer bileşiklerden ayırmak için kullanılabilir.

Bu tekniğin en büyük avantajı, uygulanmasının son derece kolay olması ve çok yüksek ayırma ve geri kazanım oranları vermesidir. Kolon kromatografisi kullanılarak reaksiyon ürününden artık aldehit reaktanı çıkarmak için yapılan başarısız girişimlerin ardından, sıvı-sıvı ekstraksiyonu ile çıkarılabilen yüklü bir eklenti oluşturmak için kirleticiye bisülfit ile özel olarak reaksiyona soktuk. Prosedürü gösterenler, laboratuvarımda lisans araştırma öğrencileri olan Maria Boucher ve Max Furigay olacak.

Aromatik aldehitlerin bir karışımdan ayrılması, benzil bütiratın anisaldehit ile bire bir karışımdan ayrılması için burada gösterilmiştir. Bu prosedür boyunca sodyum bisülfit kükürt dioksit gazı üretebilir, bu nedenle bu protokol, çeker ocak gibi uygun havalandırma ile gerçekleştirilmelidir. Başlamak için, 175 mikrolitre anisaldehit ve 250 mikrolitre benzil bütiratı beş mililitre metanol içinde çözün.

Çözeltiyi bir ayırma hunisine aktarın, bir mililitre doymuş sulu sodyum bisülfit ekleyin ve yaklaşık 30 saniye kuvvetlice çalkalayın. Daha sonra 25 mililitre deiyonize su ve 25 mililitre %10 etil asetat hekzan ekleyin ve kuvvetlice çalkalayın. Katmanları ayırın.

Organik tabakayı susuz magnezyum sülfat ile kurutun. Magnezyum sülfatı çıkarmak için çözeltiyi süzün. Ardından, çözeltiyi bir döner buharlaştırıcı kullanarak vakumda konsantre edin.

Alifatik aldehitlerin ve ketonların bir karışımdan ayrılması, burada benzil bütiratın benzil aseton ile bire bir karışımdan ayrılması yoluyla gösterilmiştir. 213 mikrolitre benzil aseton ve 250 mikrolitre benzil bütirat ve 10 mililitre dimetilformamid çözün. Çözeltiyi bir ayırma hunisine aktardıktan sonra, 25 mililitre doymuş sulu sodyum bisülfit ekleyin, çözeltiyi yaklaşık 30 saniye kuvvetlice çalkalayın.

Daha sonra 25 mililitre deiyonize su ve 25 mililitre %10 etil asetat hekzan ekleyin ve kuvvetlice çalkalayın. İki sulu tabaka bulanık görünüyorsa, daha fazla su ekleyin ve ayırma hunisini tekrar sallayın. Ayırma işleminden sonra hala bir katı görüyorsanız, bir sonraki adıma geçmeden önce katıyı çıkarmak için tüm malzemeyi Celite'ten filtreleyin.

Sonra katmanları ayırın. Sulu tabakayı ayırma hunisine geri koyun, 25 mililitre daha %10 etil asetat hekzan ekleyin ve kuvvetlice çalkalayın. Sulu tabakayı boşaltın ve organik tabakayı ayırma hunisinde bırakın.

Ardından, önceki organik katmanı ayırma hunisine geri ekleyin. Birleştirilmiş organik katmanları deiyonize su ile üç kez yıkayın. Organik tabakayı susuz magnezyum sülfat ile kurutun.

Magnezyum sülfat konsantresini vakumda çıkarmak için çözeltiyi filtreledikten sonra, döner bir buharlaştırıcı kullanarak. Aldehitlerin bir alkin içeren bir karışımdan ayrılması, burada benzil bütiratın sitronelal ile bire bir karışımdan ayrılmasıyla gösterilmiştir: 255 mikrolitre sitronelal ve 250 mikrolitre benzil bütiratı on mililitre dimetilformamid içinde çözün ve çözeltiyi bir ayırma hunisine aktarın. Daha sonra 25 mililitre doymuş sulu sodyum bisülfit ekleyin ve yaklaşık 30 saniye kuvvetlice çalkalayın.

25 mililitre deiyonize su ve 25 mililitre hekzan ekleyin ve kuvvetlice çalkalayın. Organik tabakayı susuz magnezyum sülfat ile kurutun. Döner bir buharlaştırıcı kullanarak vakumda konsantre etmeden önce magnezyum sülfatı çıkarmak için çözeltiyi filtreleyin.

Aldehitlerin bir karışımdan yeniden izolasyonu, burada piperonilin benzil bütirat ile bire bir karışımdan ayrılmasıyla gösterilmiştir. 217 miligram piperonil ve 250 mikrolitre benzil bütiratı beş mililitre metanol içinde çözün ve çözeltiyi bir ayırma hunisine aktarın. Bir mililitre doymuş sulu sodyum bisülfit ekleyin ve yaklaşık 30 saniye kuvvetlice çalkalayın.

Daha sonra 25 mililitre deiyonize su ve 25 mililitre %10 etil asetat heksan ekleyin. Çalkaladıktan sonra katmanları kuvvetlice ayırın. Sulu tabakayı ayırma hunisine geri koyun.

Kalan az miktarda benzil bütiratı çıkarmak için sulu tabakayı bir kez 25 mililitre% 10 etil asetat hekzan ile yıkayın. Ardından, bir pH şeridi pH'ın 12 olduğunu gösterene kadar 25 mililitre etil asetat ve ardından %50 sodyum hidroksit ekleyin. Ardından, çözeltiyi kuvvetlice çalkalayın.

Bu adımda gaz oluşumu gözlemlenmiştir ve basınç oluşumuna neden olabilir. Ayırma hunisini uygun şekilde havalandırdığınızdan emin olun. Örnek aldehitimiz olan piperonil, baza duyarlı değildir, ancak enolize edilebilir alfa-hidrojenlere sahip aldehitler, sodyum hidroksite karşı kararsız olabilir.

Sodyum hidroksit yerine doymuş sodyum fosfat tribazik ikame etmek, güçlü bir bazın neden olduğu istenmeyen yan reaksiyonları azaltabilir. Katmanları ayırdıktan sonra, sulu katmanı ayırıcı huniye geri koyun. 25 mililitre etil asetat ekleyin ve kuvvetlice çalkalayın.

Katmanları ayırdıktan sonra, organik tabakayı kurutmadan önce önceki adımdaki organik tabaka ile birleştirin. Çözeltiyi daha önce olduğu gibi filtreleyin ve konsantre edin. Bu protokolün başarısı proton NMR ile değerlendirilebilir.

Protokol başarısız olursa, aldehit veya keton karışımda kalır ve NMR spektrumundaki karakteristik sinyalleri ile tespit edilebilir. Aldehitler dokuz ila 10 PPM arasında karakteristik sinyallere sahiptir, bu nedenle bu bölgede bir zirvenin varlığı başarısız bir ayrılmayı gösterir. Başarılı bir ayırma, bu bölgede bir tepe noktasına sahip olmayacak ve yalnızca orijinal karışımın aldehit olmayan bileşeni ile ilişkili tepe noktalarını içerecektir.

Alkin içeren bir karışım kullanıldığında, bazen alkin ile yan reaksiyonlar gözlenir. Bunlar, her iki orijinal bileşenle ilişkilendirilmemiş tepe noktalarının ortaya çıkmasıyla tespit edilebilir. Bu sorun, istenmeyen yan reaksiyonlardan sorumlu olan düşük kükürt dioksit çözünürlüğüne sahip bir çözücü olan hekzanlar kullanılarak azaltılabilir.

Başarılı bir ayırma, NMR'de orijinal bileşenlerle ilişkilendirilmemiş tepe noktaları içermeyecektir. Aldehiti yeniden izole ederken, diğer bileşenin küçük bir miktarı proton NMR ile tespit edilebilir. Bu bileşen, bisülfit reaksiyonunu tersine çevirmeden önce sulu tabakanın isteğe bağlı olarak yıkanması gerçekleştirilerek neredeyse tamamen çıkarılabilir.

Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik uygun şekilde yapılırsa 15 dakika içinde yapılabilir. Bu protokol, sterik olarak engellenmiş neopentil aldehitler dahil olmak üzere aromatik ve alifatik aldehitler için etkilidir. Metil ve siklik ketonlar çıkarılabilirken, sterik olarak daha engellenmiş veya konjuge ketonlar reaktif değildir.

Epoksitler veya benzil klorürler gibi elektrofilik fonksiyonel gruplar dahil olmak üzere hemen hemen tüm fonksiyonel gruplar protokolde tolere edilir. Bunun bir istisnası, bisülfit ile bir asit baz reaksiyonuna giren ve bu nedenle protokol sırasında kısmen iyonize olan alifatik aminlerdir.