Türdeş olmayan suda çözünen Rutenyum Organik sentezde Catalyst ana bilgisayar-Konuk etkileşim yoluyla sulu ortamdan çıkarılması

Bu yöntem, polimer bilimi ve ilaç endüstrileri gibi geçiş metali katalizör alanının pratik uygulamasındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu teknolojiyi kullanarak ultra saf ürün üretebiliriz. Bu tekniğin temel avantajı, Host-Misafir Etkileşimi kullanarak yapılması zor olan homojen katalizörü kolayca çıkarabilmemizdir.

Bu tekniğin etkileri, geri dönüştürülebilir homojen katalize doğru uzanır, çünkü katalizör çıkarma yöntemi, Konak-Misafir Etkileşimi tersine çevrilebilir. Bu yöntem aynı metastaz katalizörünün uzaklaştırılması hakkında fikir verebilir. Paladyum, platin, bakır, nikel ve altın katalizörü gibi katalizör içeren diğer metallere de uygulanabilir.

Bu yöntemin görsel gösterimi kritiktir, çünkü sentez prosedürü ve homojen katalizör uzaklaştırması tipik olarak çok uzundur, çünkü Host-Guest Katalizör çıkarıcısı yenidir. Önce manyetik bir karıştırma çubuğu, 20 mililitrelik bir şişe ve bir spatula içeren 25 mililitrelik yuvarlak tabanlı bir şişeyi bir fırında kurutun. 4 mililitrelik bir şişeye 118 miligram imidazolium tuzu koyun.

Hazırlanan imidazolium tuzunu, kurutulmuş cam eşyaları, bir septumu ve spatulayı bir torpido gözü haznesine koyun ve 2 saat vakumlayın. Torpido gözü haznesindeki havayı tamamen çıkardıktan sonra, inert gazı hazneye boşaltın. Ardından imidazolium tuzunu, cam eşyaları, septumu ve spatulayı torpido gözüne taşıyın.

Torpido gözünde, 20 mililitrelik şişeye 54 miligram birinci nesil Hoveyda-Grubbs katalizörü ekleyin. İmidazolyum tuzunu iki mililitre toluen içinde çözün ve manyetik karıştırma çubuğunu içeren 25 mililitrelik yuvarlak tabanlı şişeye aktarın. Daha sonra, imidazolium tuzu çözeltisine 0.18 mililitre 0.5 molar KH MDS çözeltisi ekleyin.

Reaktifleri karıştırmak için şişeyi döndürün. Şimdi katalizörü üç mililitre toluen içinde çözün ve çözeltiyi reaksiyon şişesine ekleyin. Şişeyi septum ile kapatın.

Ardından matarayı torpido gözünden çıkarın. Bunu takiben, reaksiyon karışımını 80 santigrat derecede üç saat karıştırın. Reaksiyon karışımını oda sıcaklığına soğuttuktan sonra, katalizörü nötr alümina üzerinde kromatografi ile saflaştırın.

15'e bir etil asetat ve metanol karışımı kullanarak koyu yeşil çözeltiyi toplayın. Ürün içeren fraksiyonları birleştirdikten sonra, çözücüyü düşük basınç altında çıkarın. Bittiğinde, koyu yeşil mumsu bir katı elde etmek için son kalıntıyı vakum altında kurutun.

İki saatten fazla nitrojen gazı ile köpürterek gazı alınmış döteryum oksit hazırlayın. Ayrı dört mililitrelik şişelere 4.4 miligram rutenyum katalizörü ve 41 miligram tetra alkil amonyum substratı ekleyin. Tetra alkil amonyum substratını 0,5 mililitre gazı alınmış döteryum dioksit içinde çözün.

Ardından çözeltiyi katalizöre ekleyin. Reaksiyon şişesini kapatın ve reaksiyon karışımını 45 santigrat derecede 24 saat ısıtın. Proton NMR ile reaksiyon dönüşümünü izleyin.

Reaksiyon tamamlandıktan sonra, reaksiyon şişesini oda sıcaklığına soğutun. Daha sonra reaksiyon karışımına 150 miligram beta CD aşılı silika ekleyin. Reaksiyon karışımını oda sıcaklığında 10 saat karıştırın.

10 saat sonra, reaksiyon karışımını pamuklu bir tapadan süzün. Ardından çözücüyü bir dondurarak kurutucuda çıkarın. İki saatten fazla nitrojen gazı ile köpürterek gazı alınmış döteryum oksit hazırlayın.

Ayrı dört mililitrelik şişelerde 4.4 miligram rutenyum katalizörü ve 17.1 miligram monomerde. Monomeri 0,5 mililitre gazı alınmış döteryum oksit içinde çözün. Ardından çözeltiyi katalizöre ekleyin.

Reaksiyon şişesini kapatın ve reaksiyon karışımını 45 santigrat derecede iki saat ısıtın. Proton NMR ile reaksiyon dönüşümünü izleyin. Reaksiyon tamamlandıktan sonra, reaksiyon şişesini oda sıcaklığına soğutun.

Daha sonra reaksiyon karışımını 0.1 mililitre etil vinil eter ile söndürün. Daha sonra, reaksiyon karışımına 150 miligram beta CD aşılı silika ekleyin. Reaksiyon karışımını oda sıcaklığında 10 saat karıştırın.

Reaksiyon karışımını pamuklu bir tapadan süzün. Ardından çözücüyü bir dondurarak kurutucuda çıkarın. Küçük şişelerde ayrı formda 4.4 miligram rutenyum katalizörü ve 48 miligram dietil dialilmalonat ekleyin.

Dietil dialilmalonatı 0.5 mililitre diklorometan içinde çözün. Ardından çözeltiyi katalizöre ekleyin. Reaksiyon şişesini kapatın ve reaksiyon karışımını bir saat oda sıcaklığında tutun.

Proton NMR ile reaksiyon dönüşümünü izleyin. Reaksiyon tamamlandıktan sonra, reaksiyon karışımını 30 mililitrelik bir şişeye aktarın. Karışımı 15 mililitre dietil eter ile seyreltin.

Daha sonra organik çözeltiyi beş kez 15 mililitre su ile yıkayın. Organik tabakayı magnezyum sülfat ile kurutun. Daha sonra magnezyum sülfatı çıkarmak için çözeltiyi pamuklu bir tapadan süzün.

Bunu takiben, filtrelenmiş çözeltiye manyetik bir karıştırma çubuğu ve 60 miligram aktif karbon ekleyin. Karışımı oda sıcaklığında 24 saat karıştırın. Aktif karbonu çıkarmak için çözeltiyi pamuklu bir tapadan süzün.

Son olarak, çözücüyü düşük basınç altında çıkarın. Rutenyum olefin metatez katalizi için ligand değişim reaksiyonu burada gösterilmiştir. Proton NMR spektrumu burada görüntülenir.

Halka kapanış metatez reaksiyonu, sulu bir çözelti ve ardından Host-Guest Etkileşimi yoluyla kullanılmış katalizörün uzaklaştırılması burada gösterilmektedir. Karanlık reaksiyon çözümü, Ev Sahibi-Misafir'in kaldırılmasından sonra netleşti. Kuaterner amonyum substratı, katalizörün yüzde biri mol ile karşılık gelen ürüne tamamen dönüştürüldü ve nihai üründe endüktif olarak eşleştirilmiş plazma kütle spektrometresi veya ICP-MS ile milyonda 53 parça artık rutenyum tespit edildi.

Birincil amonyum substratının tam dönüşümü, katalizörün yüzde üç mol ile sağlandı ve üründeki kalıntı rutenyum seviyesi milyonda 284 parça idi. Halka açma metatez polimerizasyonu ve sulu çözelti burada gösterilmektedir. Ve ICP-MS tarafından tespit edilen kalıntı rutenyum içeriği milyonda 269 parçaydı.

Diklorometan içindeki halka kapanış metatez reaksiyonu ve ardından kullanılan katalizörün ekstraksiyon yoluyla uzaklaştırılması burada gösterilmiştir. Yüksek derecede engellenmiş substratlar dışında, substratlar, katalizörün yüzde bir mol ile halka kapanış metatez reaksiyonunda tam dönüşüm elde etti. ICP-MS, üründe milyonda 5.9 parça rutenyum tespit etti.

Aktif karbon işlemi olmadan, kalıntı rutenyum seviyesi milyonda 63 parçaydı ve bu farmasötik amaçlar için kabul edilemez. Bu teknik uygun şekilde uygulandığı takdirde 12 saat içinde yapılabilir. Araştırma grubum şu anda süreyi kısaltmak ve katalizör çıkarmanın verimliliğini artırmak için araştırma yapıyor.

Bu prosedürü denerken, katalizör molekülleri içeren mevcut tüm konakçıları yakalamak için yeterli sayıda konuk bağlı katı eklemeyi unutmamak önemlidir. Bu prosedürü takiben, paladyum, platin, bakır, nikel ve altın merkezli katalizör gibi diğer katalizörler, NHC ligandı içeren yeni konuk ve Konak-Misafir Etkileşimi prensibi kullanılarak üründen kolayca çıkarılabilir. Geliştirilmesinden sonra, bu teknik, organometalik kataliz alanındaki araştırmacıların, ultra saf polimerler ve farmasötik ürünler üretmek için homojen katalizörlerin uygun ve verimli uzaklaştırma yöntemlerini keşfetmelerinin yolunu açtı.

Bu videoyu izledikten sonra, Konak-Misafir Etkileşimi ile homojen bir organometalik katalizörün bir reaksiyon karışımından nasıl çıkarılacağını iyi anlamış olmalısınız. Etil asetat, metanol, etilen klorür ve dietil eter ile çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini unutmayın. Bu işlem yapılırken çeker ocakta reaksiyonun gerçekleştirilmesi gibi önlemler her zaman alınmalıdır.