Esterleri bir yeşil Steglich esterleşme Asetonitril içinde yolu ile sentezi
30 Ekim 2018
Değiştirilmiş bir Steglich esterleşme tepki küçük bir kütüphane ile birincil ve ikincil alkoller ester türevlerinin sentez için kullanıldı. Metodoloji sigara halojenliler ve yeşil çözelti, Asetonitril kullanır ve kromatografik arıtma için gerek kalmadan yüksek verimleri ürün yalıtım sağlar.
Bu deneyin genel amacı, akademik ve endüstriyel uygulamalarda estro sentezi için yararlı olabilecek ortak bir esterleşme reaksiyonu için daha yeşil bir metodoloji sağlamaktır. Yöntemimiz primer veya sekonder alkoller veya fenoller ile karboksilik asitler kaplayarak esterlerin verimli ve hafif sentezi için kullanılabilir. Bu tekniğin en büyük avantajı, tehlikeli klorlu veya amid reaksiyon çözücülerin kullanımını ortadan kaldırması ve reaksiyon hızından veya ürün saflığından ödün vermeden arıtma sırasında çözücü atıklarını en aza indirmesidir.
Prosedürü gösteren Andrew Lutjen ve Mackenzie Quirk, benim laboratuvar lisans araştırmacılar olacaktır. İlk olarak, trans-Sinnamic asit birleştirmek, DMAP, ve EDC bir 50 mililitre yuvarlak alt şişe. Karışıma 15 mililitre asetonitril ve 98 mikrolitre 3-Methoxybenzyl alkol ekleyin, manyetik bir karıştırma çubuğu ile birlikte.
Şişeyi 40 derecelik bir su banyosuna sıkıştırın ve reaksiyonu karıştırın. Etil asetat ve heksanes kullanarak, TLC tarafından reaksiyonu izleyin. Reaksiyon tamamlandıktan sonra, ham bir katı elde etmek için bir döner buharlaştırıcı kullanarak azaltılmış basınç altında asetonitril kaldırın.
Kalıntıiçin, 20 mililitre her diethyl eter ve hidroklorik asit bir molar ekleyin. Kalıntıyı çözücü tabakalarına eritmek için şişeyi döndürün. Daha sonra, çözeltiyi ayırıcı bir huniye dökün.
Buharlaşan şişeyi beş mililitre dietil eterle durulayın ve ayırıcı huniye durulayın. Ürünü eter tabakasına çıkarmak için ayırıcı huniyi hafifçe sallayın ve periyodik olarak boşaltın. Katmanların ayrılmasına izin verin ve daha sonra huninin alt kısmını erlenmeyer şişesine boşaltarak sulu katmanı çıkarın.
Ayırıcı hunide kalan organik tabakaiçin, bir azı dişi hidroklorik asit 20 mililitre ekleyin ve yavaşça ayırıcı şişe sallamak, periyodik havalandırma. Katmanların ayrılmasına izin verin ve daha sonra bir Erlenmeyer şişesiiçine huni altından dışarı boşaltarak sulu tabaka kaldırmak. Doymuş sodyum bikarbonat ve doymuş sodyum klorür ile yıkama işlemini tekrarlayın.
Yıkama adımlarını tamamladıktan sonra organik katmanı ayırıcı huniden temiz bir Erlenmeyer şişesine aktarın. Magnezyum sülfat ile kuru tabaka. Sonra yerçekimi, çözeltiyi filtre kağıdından maskeli bir buharlaşma şişesine süzün.
Bunu takiben, bir döner evaporatör kullanarak, azaltılmış basınç altında dietil eter çözücü çıkarın. Ürünün bir örneğini proton ve karbon NMR Spektroskopisi ile çözünür kloroformda ve kütle spektrometresi ile analiz edin. 50 mililitrelik yuvarlak alt şişede trans-sinnamik asit, DMAP ve EDC'yi birleştirir.
Karışıma 15 mililitre asetonitril ve 157 miligram Difenilmetanol ekleyin. Şişeyi kenetle ve 24 saat oda sıcaklığında reaksiyonu karıştırın. Solvent buharlaşmasını en aza indirmek için şişe boynuna bir hava kondansatörü yerleştirin.
Reaksiyon tamamlandıktan sonra, daha önce açıklandığı gibi çıkarma çalışma ve yıkama prosedürü izleyin. 50 mililitrelik yuvarlak alt şişede dekanoik asit, DMAP ve EDC'yi birleştirir. Karışıma 15 mililitre asetonitril ve 157 miligram Dithenylmethanol ekleyin.
Şişeyi kenetle ve 24 saat oda sıcaklığında reaksiyonu karıştırın. Solvent buharlaşmasını en aza indirmek için şişe boynuna bir hava kondansatörü yerleştirin. Reaksiyon tamamlandıktan sonra, daha önce açıklandığı gibi çıkarma çalışma ve yıkama prosedürü izleyin.
Modifiye Steglich esterifikasyon reaksiyonu kullanılarak, proton ve karbon NMR Spektroskopisi ile doğrulanan, kolon kromatografisine gerek kalmadan %90 verim elde edildi. 9-17 arası bileşikler benzer bir protokol kullanılarak sentezlenmiş, %77-90'lık verimler Tüm bileşikler NMR Spektroskopisi ve yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi ile analiz edilmiş ve NMR analizi ile 3-Methoxybenzyl cinnamate'e benzer saflıkta bulunmuştur. Birincil alkoller için protokolde küçük değişiklikler 12-17 bileşikler için optimum verim ve saflık elde etmek için yapıldı.
İkincil alkol reaksiyonları reaksiyonun tamamlanmasına izin vermek için daha uzun süre çalıştırıldı. Dekanoik asit reaksiyonlarında, ester bileşikleri için 12 ve 17, hem primer hem de ikincil alkoller için bir eşdeğer alkol karboksilik asit eşdeğeri kullanarak, dekanoik asit saflığı ile esterler verdi. Kirlilik sorunu biraz daha uzun reaksiyon süresi ile alkol dekanoik asit bir veya bir azı azı oranı kullanılarak çözüldü.
Bu koşullar proton NMR spektrumunda milyonda 2,35 parça saflık sinyali kaybı ile gösterilen saf ester ürünleri elde etti. Herhangi bir organik sentez yönteminde olduğu gibi, kimyasallar için güvenlik veri levhaları na danışılmalı ve bu işlem yapılırken uygun kişisel koruyucu ekipman ve tesisler kullanılmalıdır.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu çalışma, değiştirilmiş Steglich esterleşme reaksiyonu yoluyla esterlerin sentezlenmesi için daha yeşil bir yöntem sunmaktadır. Halojensiz bir çözücü olarak asetonitrili kullanan bu yaklaşım, kromatografik saflaştırma gerektirmeden yüksek ürün verimlerine izin vermektedir.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- Kimya
- Yeşil Kimya
- Organik Sentez
Arka Plan
- Geleneksel esterleşme yöntemleri genellikle tehlikeli çözücülere dayanır.
- Çevresel etkiyi minimize etmek için daha yeşil alternatiflere ihtiyaç vardır.
- Steglich esterleşmesi organik kimyada yaygın olarak kullanılan bir reaksiyondur.
- Asetonitril daha güvenli bir çözücü seçeneği olarak hizmet eder.
Çalışmanın Amacı
- Ester sentezi için daha sürdürülebilir bir yöntem geliştirmek.
- Değiştirilmiş Steglich reaksiyonunun verimliliğini göstermek.
- Çözücü atıklarını azaltmak ve laboratuvar uygulamalarındaki güvenliği artırmak.
Kullanılan Yöntemler
- Trans-Sinamik asit, DMAP ve EDC'nin bir yuvarlak tabanlı kaba kombinasyonu.
- Karışıma asetonitril ve 3-Metoksibenzil alkol eklenmesi.
- Karma işlem için manyetik karıştırma çubuğunun kullanılması.
- Kromatografik saflaştırma olmadan ürünlerin izole edilmesi.
Ana Sonuçlar
- Yüksek ürün verimleri ester türevleri elde edildi.
- Yöntem verimlilik ve hafif reaksiyon koşullarını gösterdi.
- Tehlikeli çözücülerin eliminasyonu başarıyla gerçekleştirildi.
- Ürün saflığı süreç boyunca korunmuştur.
Sonuçlar
- Değiştirilmiş Steglich esterleşmesi uygun bir yeşil alternatiftir.
- Bu yöntem hem akademik hem de endüstriyel ortamlarda uygulanabilir.
- Gelecekteki çalışmalar daha fazla optimizasyon ve uygulamaları araştırabilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Executive Industry Relevance
This greener Steglich esterification method addresses the pharmaceutical industry's need for sustainable synthetic routes by eliminating hazardous chlorinated and amide solvents. The method maintains high yields and purity while reducing environmental impact and solvent waste, supporting green chemistry initiatives in drug discovery and process development. Its compatibility with diverse alcohol substrates enables broad applicability in medicinal chemistry for ester prodrug synthesis and intermediate preparation.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables rapid synthesis of ester intermediates for SAR studies without chromatographic purification delays.
- Operational Value: Uses commercially available reagents (DMAP, EDC) and acetonitrile, a common HPLC solvent, facilitating integration into existing workflows.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Produces pure ester compounds suitable for biochemical screening assays, avoiding solvent contamination from traditional methods.
- Operational Value: Simplified extraction and wash sequence reduces hands-on time and solvent usage compared to column chromatography.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports synthesis of ester prodrugs with improved pharmacokinetic properties for in vivo evaluation.
- Operational Value: Scalable extraction workflow allows gram-scale production without specialized purification equipment.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within early-stage medicinal chemistry workflows, enabling rapid generation of ester analogs for lead optimization and prodrug strategies prior to preclinical evaluation.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing through rapid access to ester derivatives for target engagement studies.
- Screening: Delivers assay-ready compounds with high purity, reducing false positives from solvent residues.
- Analytics: Compatible with NMR and MS characterization, providing reliable structural confirmation for decision-making.
- Translational Research: Enables preparation of ester prodrugs to evaluate bioavailability and metabolic stability in preclinical models.
- Enterprise Reuse: Acetonitrile-based workflow can be standardized across multiple esterification projects, reducing method development time.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in ester synthesis outcomes due to consistent yields and elimination of purification variability.
- Operational Value: Reduced solvent hazard profile lowers safety oversight requirements and waste disposal costs.
- Strategic Value: Accelerates lead identification timelines by removing chromatographic bottlenecks in ester synthesis.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of ester-containing candidates through reliable, high-yielding synthesis.
Implementation Considerations
- Requires expertise in organic synthesis and handling of coupling agents like EDC.
- Needs standard glassware, rotary evaporator, and separatory funnel for extraction and washing steps.
- Necessitates standardization of washing protocols (HCl, NaHCO3, NaCl) across teams for reproducible product purity.
- Adaptation may be needed for sterically hindered or sensitive substrates based on reaction time and equivalents.
- Practical limitation: Reaction times may vary (e.g., 24 hours for secondary alcohols) requiring monitoring by TLC for completion.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Title
0:51
Carbodiimide Coupling Reaction for Primary Alcohols and Extraction Workup
2:17
Washing Procedure
3:28
Carbodiimide Coupling Reaction for Secondary and Electron-deficient Alcohols
4:12
Carbodiimide Coupling Reaction for Long-Chain or Hydrophobic Carboxylic Acids
4:54
Results: Characterization of Esters Formed from the Greener Steglich Esterification
6:32
Conclusion
![sentezi [Sn 10 (Si (SiMe 3) 3) 4] 2 - Metastabil Sn (I) 'in, bir Co-kondensasyon yöntemi ile sentezlenmiş halojenür çözeltisinden kullanılması](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fcloudfront.jove.com%2FCDNSource%2Fteasers%2F54498.jpg%3Fv%3D2026-08-11T08%253A27%253A18.406Z&w=384&q=75)
