2022 Αναγωγή της L-( )-µινθόνης µε λιθιοαργιλλιο υδρίδιο σε ένα ισοµερές µίγµα της ( ) µινθόλης και της (+) νεοµινθόλης

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "2022 Αναγωγή της L-( )-µινθόνης µε λιθιοαργιλλιο υδρίδιο σε ένα ισοµερές µίγµα της ( ) µινθόλης και της (+) νεοµινθόλης"

Νομική Ιωάννου
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 2022 Αναγωγή της L-( )-µινθόνης µε λιθιοαργιλλιο υδρίδιο σε ένα ισοµερές µίγµα της ( ) µινθόλης και της (+) νεοµινθόλης 3 O LiAl 4 tert-butyl methyl ether 3 O + 3 O a b O (154.3) LiAl 4 (38.0) O (156.3) Ταξινόµηση Τύποι αντιδράσεων και τάξεις ουσιών Αντίδραση του καρβονυλίου των κετονών, αναγωγή, στερεοεκλεκτική προσθήκη Κετόνη, αλκοόλη, σύµπλοκο µεταλλικό υδρίδιο, φυσικό προϊόν. Μέθοδοι εργασίας Εργασία µε αποκλεισµό υγρασίας, ανάδευση µε αναδευτήρα KPG, σταγονοµετρική προσθήκη µε χωνί προσθήκης, θέρµανση µε επαναρροή, διήθηση, εξάτµιση σε περιστρεφόµενο εξατµιστή, απόσταξη υπό ελαττωµένη πίεση, χρήση λουτρού ψύξης, θέρµανση σε ελαιόλουτρο. Οδηγία (Κλίµακα 100 mmol) Εξοπλισµός Τρίλαιµη φιάλη 500 ml, µεταλλικός ψυκτήρας επαναρροής, σωλήνας ξήρανσης, διάταξη παροχής προστατευτικού αερίου, σταγονοµετρικό χωνί προσθήκης µε σύστηµα εξισορρόπησης της πίεσης, φιάλη διηθησης, χωνί Buechner, περιστρεφόµενος εξατµιστής, συσκευή απόσταξης, θερµαινόµενος µαγνητικός αναδευτήρας µε µαγνητική ράβδο ανάδευσης, αντλία κενού, λουτρό ψύξης, ελαιόλουτρο. Ουσίες L-( )-µινθόνη (bp /16hPa), [α] 20 D = 29.6 λιθιο αργυλλιο υδρίδιο tert-βουτυλο µεθυλο αιθέρας (άνυδρο) (bp 55 ) υδατικό διάλυµα NaO (15%) ανθρακικό κάλιο για ξήρανση 15.4 g (100 mmol) 5.32 g (140 mmol) 240 ml 6 ml 1

2 Αντίδραση Η συσκευή ης αντίδρασης αποτελείται από µια τρίλαιµη φιάλη των 500 ml, αναδευτήρα KPG, µεταλλικό ψυκτήρα επαναρροής µε σωλήνα ξήρανσης, σταγονοµετρικό χωνί προσθήκης µε πλευρικό σωλήνα εξισορρόπησης της πίεσης. Η συσκευή πρέπει να είναι απόλυτα ξηρή και κατά προτίµηση να έχει εκπλυθεί µε ένα ρεύµα αζώτου. Στη φιάλη φέρονται 160 ml ξηρού tert.βουτυλο φαινυλο αιθέρα και προστίθενται σε µια δόση 5.32 g (140 mmol) λιθιο αργιλλιο υδρίδιου. Το µίγµα αναδεύεται για 5 λεπτά και τότε προστίθενται κατά σταγόνες 15.4 g (100 mmol) L-( ) µινθόνης σε 60 ml άνυδρου tert.βουτυλο µεθυλο αιθέρα, έτσι ώστε να συντηρείται ένας µέτριος βρασµός. Στη συνέχεια το µίγµα αναδεύεται µε θέρµανση για ακόµα 2 ώρες. Επεξεργασία Το µίγµα ψύχεται υπό ανάδευση στους 0 ο σε ένα λουτρό ψύξης (για λόγους ασφάλειας δεν χρησιµοποιείται παγόλουτρο λόγω του LiAl 4 ). Τότε πολύ προσεκτικά προστίθενται στάγδην µε το χωνί προσθήκης 6 ml νερού και στη συνέχεια 6 ml ενός διαλύµατος ΝaO 15 % και πάλι 16 ml νερού για τη διάσπαση της περίσσειας του LiAl 4. Στο σηµείο αυτό το µίγµα της αντίδρασης ατµίζει µε εκποµπή αερίου και βράζει. Σχηµατίζεται ένα άχροο ιξώδες ίζηµα. Όταν τελειώσει η προσθήκη το µλιγµα αναδεύεται για επιπλέον 30 λεπτά και στη συνέχεια διηθείται σε χωνί Buechner. Εάν το διήθηµα δεν είναι διαυγές η διήθηση επαναλαµβάνεται. Στη συνέχεια το διήθηµα ξηραίνεται µε ανθρακικό κάλιο. Το ξηραντικό διηθείται υπό κενό, πλένεται µε 20 ml tert.βουτυλο µεθυλο αιθέρα και o διαλύτης αποµακρύνεται σε περιστρεφόµενο εξατµιστή. Το ακάθαρτο προϊόν παραµένει σαν ένα άχροο ελαιώδες υπόλειµµα. Απόδοση ακάθαρτου προϊόντος: 13.8 g; καθαρότητα (G) 98 % λόγος µινθόλης : νεοµινθόλης 73 : 27 Το ακάθαρτο προϊόν αποστάζεται υπό ελαττωµένη πίεση (περίπου 20 hpa). Απόδοση: 12.5 g (80.0 mmol, 80%); bp (20 hpa); [α] D 20 = Καθαρότητα και λόγος ισοµερών είναι οι ίδιοι που περιγράφονται για το ακάθαρτο προϊόν (βλέπε αναλυτικά δεδοµένα). ιαχείριση αποβλήτων Ανακύκλωση Ο tert-βουτυλο µεθυλο αιθέρας συλλέγεται και επαναποστάζεται Απόρριψη αποβλήτων Απόβλητο Στερεό υπόλειµµα από υδρόλυση λιθιο αργιλλιο υδριδίου Υπόλειµµα απόσταξης Ανθρακικό κάλιο Απόρριψη Στερεά απόβλητα, ελεύθερα υδραργύρου Οργανικοί διαλύτες, ελεύθεροι αλογόνου Στερεά απόβλητα, ελεύθερα υδραργύρου 2

3 Χρόνος Time 7 ώρες. ιακοπή Μετά την υδρόλυση του λιθιο αργιλλιο υδριδίου και διήθηση υπό κενό του ιζήµατος και πριν από την απόσταξη. Βαθµός δυσκολίας ύσκοληη Οδηγία (Κλίµακα 10 mmol) Εξοπλισµός Τρίλαιµη φιάλη 100 ml, µεταλλικός ψυκτήρας επαναρροής, σωλήνας ξήρανσης, παροχή προστατευτικού αερίου, αναδευτήρας KPG, σταγονοµετρικό χωνί προσθήκης µε σύστηµα εξισορρόπησης της πίεσης, φιάλη διήθησης, χωνί Buechner, περιστρεφόµενος εξατµιστής, µικρή συσκευή απόσταξης, θερµαινόµενος µαγνητικός αναδευτήρας µε µαγνητική ράβδο ανάδευσης, αντλία κενού, λουτρό ψύξης, ελαιόλουτρο. Ουσίες L-( )-µινθόνη (bp /16hPa), [α] 20 D = 29.6 λιθιο αργυλλιο υδρίδιο tert-βουτυλο µεθυλο αιθέρας (άνυδρο) (bp 55 ) υδατικό διάλυµα NaO (15%) ανθρακικό κάλιο για ξήρανση 1.54 g (10.0 mmol) 532 mg (14.0 mmol) 70 ml 1 ml Αντίδραση Η συσκευή ης αντίδρασης αποτελείται από µια τρίλαιµη φιάλη των 100 ml, αναδευτήρα KPG, µεταλλικό ψυκτήρα επαναρροής µε σωλήνα ξήρανσης, σταγονοµετρικό χωνί προσθήκης µε πλευρικό σωλήνα εξισορρόπησης της πίεσης. Η συσκευή πρέπει να είναι απόλυτα ξηρή και κατά προτίµηση να έχει εκπλυθεί µε ένα ρεύµα αζώτου. Στη φιάλη φέρονται 40 ml ξηρού tert.βουτυλο µεθυλο αιθέρα και προστίθενται σε µια δόση 532 mg (14.0 mmol) λιθιο αργιλλιο υδρίδιου. Το µίγµα αναδεύεται για 5 λεπτά και τότε προστίθενται κατά σταγόνες 1.54 g (10.0 mmol) L-( ) µινθόνης σε 20 ml άνυδρου tert.βουτυλο µεθυλο αιθέρα, έτσι ώστε να συντηρείται ένας µέτριος βρασµός. Στη συνέχεια το µίγµα αναδεύεται µε θέρµανση για ακόµα 2 ώρες. Επεξεργασία Το µίγµα ψύχεται υπό ανάδευση στους 0 ο σε ένα λουτρό ψύξης (για λόγους ασφάλειας δεν χρησιµοποιείται παγόλουτρο λόγω του LiAl 4 ). Τότε πολύ προσεκτικά προστίθενται στάγδην µε το χωνί προσθήκης 1 ml νερού και στη συνέχεια 1 ml ενός διαλύµατος ΝaO 15 % και πάλι 4 ml νερού για τη διάσπαση της περίσσειας του LiAl 4. Εδώ το µίγµα της αντίδρασης ατµίζει µε εκποµπή αερίου και βράζει. Σχηµατίζεται ένα άχροο ιξώδες ίζηµα. Όταν τελειώσει η προσθήκη το µλιγµα αναδεύεται για επιπλέον 30 λεπτά και στη συνέχεια διηθείται σε χωνί Buechner. Εάν το διήθηµα δεν είναι διαυγές η διήθηση επαναλαµβάνεται. 3

4 Στη συνέχεια το διήθηµα ξηραίνεται µε ανθρακικό κάλιο. Το ξηραντικό διηθείται υπό κενό, πλένεται µε 20 ml tert.βουτυλο µεθυλο αιθέρα και o διαλύτης αποµακρύνεται σε περιστρεφόµενο εξατµιστή.το ακάθαρτο προϊόν παραµένει σαν ένα άχροο ελαιώδες υπόλειµµα. Απόδοση ακάθαρτου προϊόντος: 1.35 g;καθαρότητα (G) 98 % λόγος µινθόλης : νεοµινθόλης 73 : 27 Το ακάθαρτο προϊόν αποστάζεται σε µια µικρή αποστακτική συσκευή υπό ελαττωµένη πίεση (περίπου 20 hpa). Απόδοση: 1.05 g (6.72 mmol, 67%); bp (20 hpa); [α] D 20 = 28.1; καθαρότητα και λόγος ισοµερών είναι οι ίδιοι που περιγράφονται για το ακάθαρτο προϊόν (βλέπε αναλυτικά δεδοµένα). ιαχείριση αποβλήτων Ανακύκλωση Ο tert-βουτυλο µεθυλο αιθέρας συλλέγεται και επαναποστάζεται Απόρριψη αποβλήτων Απόβλητο Στερεό υπόλειµµα από υδρόλυση λιθιο αργιλλιο υδριδίου Υπόλειµµα απόσταξης Ανθρακικό κάλιο Απόρριψη Στερεά απόβλητα, ελεύθερα υδραργύρου Οργανικοί διαλύτες, ελεύθεροι αλογόνου Στερεά απόβλητα, ελεύθερα υδραργύρου Χρόνος Time 6 ώρες. ιακοπή Μετά την υδρόλυση του λιθιο αργιλλιο υδριδίου και διήθηση υπό κενό του ιζήµατος και πριν από την απόσταξη. Βαθµός δυσκολίας ύσκολη. Αναλυτικά δεδοµένα Έλεγχος πορείας της αντίδρασης Κατ αρχήν ο έλεγχος της πορείας της αντίδρασης µπορεί να γίνει είτε µε G είτε µε TL, ;όµως για λόγους ασφαλείας δεν πρέπει να ληφθούν δείγµατα κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. TL Συνθήκες TL: προσροφητικό: TL-aluminium foil silica gel 60 F 254 εκλουστικό: Πετρελαϊκός αιθέρας (40-60 ) / οξικός αιθυλεστέρας 1:1 Αντιδραστήριο εµφάνισης βανιλίνη 4

5 R f (µινθόνης) 0.80 R f (µινθόληςl/νεοµινθόλης 0.62 Αέρια χρωµατογραφία (G) Παρασκευή δείγµατος: 40 mg ουσίας διαλύονται σε 1 ml διχλωροµεθανίου.. Συνθήκες G: στήλη: Zebron ZB-1, length 15 m, internal diameter 0.25 mm, film 0.25 µm, (Phenomenex, Torrance, A, USA) είσοδος: injector temperature 260 ; split injection 20:1; injected volume 0.1 µl φέρον αέριο: e, pre-column pressure 100 kpa φούρνος: 40 isotherm ανιχνευτής: FID, 260, 2 30 ml/min; synth air 361 ml/min; make-up-gas N 2, 14.9 ml/min (59 kpa) ολοκληρωτής: integrator 4290 (Thermo Separation Products) Η επί τοις % συγκέντρωση υπολογίστηκε από το εµβαδόν των κορυφών G του ακάθαρτου προϊόντος 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Χρόνος συγκρατήσεως(min) Ουσία Εµβαδόν κορυφών% 39.9 νεοµινθόλη µινθόλη άγνωστο 1.0 Η κορυφή στα 45.1 λεπτά δεν έγινε δυνατόν να αποδοθεί. εν προέρχεται από την ισοµινθόλη η οπόια είσήχθη για σύγκριση. Τα αεριοχρωµατογραφήµατα του καθαρού και του ακαθάρτου προϊόντος είναι πρακτικά τα ίδια. Ο λόγος µινθόλης προς νεοµινθόλη από τα εµβαδά των κορυφών του αεριοχρωµατογραφήµατος είναι 73 : 27. 5

6 Οπτική στροφική ικανότητα του καθαρού προϊόντος Οπτική στροφική ικανότητα των καθαρών συστατικών σύµφωνα µε τη βιβλιογραφία: [α] 20 D (µινθόλη): 59.6 (αιθανόλη) [α] 20 D (νεοµινθόλη): (αιθανόλη) Οπτική στροφική ικανότητα του καθαρού προϊόντος από ένα διάλυµα 3% σε αιθανόλη: [α] 20 D = Αποτέλεσµα: λόγος µινθόλης προς νεοµινθόλη = 69 : 31. Φάσµα 1 NMR ακάθαρτου προϊόντος (400 Mz, Dl 3 ) Φάσµα 1 NMR καθαρού προϊόντος (400 Mz, Dl 3 )

7 δ Πολλαπλότητα Σχετική ένταση Απόδοσηt 3.40 m 72 O (µινθόληl) 4.10 m 28 O (νεοµινθόλη) m Άλλα πρωτόνια από µινθόλη και νεοµινθόλη Οι κορυφές στα 1.19 και 3.20 ppm στο ακάθαρτο προϊόν προέρχονται από τον tert-βουτυλο µεθυλο αιθέρα. Φάσµα 13 NMR καθαρού προϊόντος (100 Mz, Dl 3 ) O O Μινθόλη Νεοµινθόλη δ απόδοση δ Απόδοση

8 Οι κορυφές στα ppm προέρχονται από τον διαλύτη. Φάσµα IR του ακάθαρτου προϊόντος (film) Transmission [%] Wellenzahl [cm -1 ] Φά σµα IR του καθαρού προϊόντος(film) Transmission [%] Wellenzahl [cm -1 ] (cm -1 ) Απόδοσηt 3360 εσµός O εσµός, αλκάνιο 8

Σχετικά έγγραφα

2023 Αναγωγή της D-(+)-καµφοράς µε λιθιο αργιλλιο υδρίδιο σε ένα ισοµερές µίγµα (+)-βορνεόλης και ( )-ισοβορνεόλης

2023 Αναγωγή της D-(+)-καµφοράς µε λιθιο αργιλλιο υδρίδιο σε ένα ισοµερές µίγµα (+)-βορνεόλης και ( )-ισοβορνεόλης 223 Αναγωγή της D-(+)-καµφοράς µε λιθιο αργιλλιο υδρίδιο σε ένα ισοµερές µίγµα (+)-βορνεόλης και ( )-ισοβορνεόλης LiAlH 4 tert-butyl-methyl-ether H + OH O OH H C 1 H 16 O (152.2) LiAlH 4 (38.) a C 1 H