2017 Αντίδραση του κινναµοϋλο χλωριδίου µε αµµωνία προς κινναµουλο αµίδιο

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "2017 Αντίδραση του κινναµοϋλο χλωριδίου µε αµµωνία προς κινναµουλο αµίδιο"

Ευπραξία Πολίτης
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 217 Αντίδραση του κινναµοϋλο χλωριδίου µε αµµωνία προς κινναµουλο αµίδιο O O Cl NH 3 NH 2 C 9 H 7 ClO (166.6) (17.) C 9 H 9 NO (147.2) Ταξινόµηση Τύποι αντιδράσεως και τάξεις ουσιών Αντίδραση του καρβονυλίου των παραγώγων των καρβοξυλικών οξέων αµίδιο καρβοξυλικού οξέος, χλωρίδιο καρβοξυλικού οξέος Μέθοδοι εργασίας Ανάδευση µε µαγνητική ράβδο ανάδευσης, σταγονοµετρική προσθήκη µε χωνί προσθήκης ανατάραξη, εκχύλιση, εξάτµιση σε περιστρεφόµενο εξατµιστή, ανακρυστάλλωση, διήθηση, χρήση παγόλουτρου. Οδηγία (κλίµακα 1 mmol) Εξοπλισµός Τρίλαιµη σφαιρική φιάλη 25 ml, ψυκτήρας επαναρροής, σταγονοµετρικό χωνί προσθήκης χωρίς σύστηµα εξισορρόπισης της πίεσης, µαγνητικός αναδευτήρας µε µαγνητική ράβδο ανάδευσης, διαχωριστικό χωνί, περιστρεφόµενος εξατµιστής, παγόλουτρο, αντλία κενού. Ουσίες trans-κινναµοϋλο χλωρίδιο (mp C, bp C; αποσταχθέν προϊόν από πείραµα 213) διάλυµα πυκνής υδατικής αµµωνίας (25%) tert-βουτυλο µεθυλο αιθέρας (bp 55 C) οξικός αιθυλεστέρας (bp 77 C) θειϊκό νάτριο για ξήρανση 16.6 g (1 mmol) 8 ml (7 g, 1. mol) 8 ml 14 ml περίπου 5 g Αντίδραση Σε µια τρίλαιµη φιάλη των 25 ml εφοδιασµένη µε ψυκτήρα επαναρροής, µαγνητική ράβδο ανάδευσης και σταγονοµετρικό χωνί προσθήκης, φέρονται 8 ml διαλύµατος πυκνής υδατικής αµµωνίας. Η φιάλη ψύχεται σε παγόλουτρο. Στη συνέχεια προστίθεται υπό ανάδευση ένα διάλυµα από 16.6 g (1 mmol) trans-κινναµοϋλο χλωρίδιο σε 8 ml tertβουτυλο µεθυλο αιθέρα σε διάστηµα περίπου 3 λεπτών αποφεύγοντας µε τον τρόπο αυτό µια πολύ ισχυρή αντίδραση. Μετά ταύτα η ανάδευση συνεχίζεται για 3 λεπτά ακόµη σε θερµοκρασία δωµατίου. Αποβάλλεται ένα λεπτό λευκό στερεό το οποίο δεν αποµονώνεται. 1

2 Επεξεργασία Το περιεχόµενο της φιάλης µεταφέρεται σε διαχωριστικό χωνί των 5 ml. Η φιάλη πλένεται αρχικά µε 5 ml νερού και στη συνέχεια µε 5 ml οξικού αιθυλεστέρα. Τα εκπλύµατα φέρονται επίσης στο διαχωριστικό χωνί. Το χωνί αναδεύεται ισχυρά και οι φάσεις διαχωρίζονται. Η υδατική φάση ανακινείται τρεις φορές µε οξικό αιθυλεστέρα, 3 ml κάθε φορά. Η υδατική φάση φυλάσσεται. Τα ενωµένα οργανικά εκχυλίσµατα ξηραίνονται υπεράνω θειϊκού νατρίου, το ξηραντικό διηθείται και ο διαλύτης αποµακρύνεται σε περιστρεφόµενο εξατµιστή. Το αµίδιο του κινναµωµικού οξέος παραµένει σαν ένα λευκό στερεό, το οποίο ξηραίνεται σε υψηλό κενό µέχρι σταθερού βάρους. Απόδοση: 12. g (81.5 mmol, 82%); mp C; καθαρότητα (HPLC) πάνω από 99% Το προϊόν µπορεί να ανακρυσταλλωθεί από νερό, µετά πρέπει να ξηραθεί ολοσχερώς σε ψηλό κενό, µέχρις ότου αποµακρυνθεί όλη η ποσότητα νερού (σταθερό βάρος) Απόδοση: 1.8 g (73.4 mmol, 73%); mp C. Τα φάσµατα και το HPLC δεν διαφέρουν από το µη ανακρυσταλλωµένο προϊόν. Η υδατική φάση οξινίζεται και στη συνέχεια εκχυλίζεται µε οξικό αιθυλεστέρα, δυο φορές από 5 ml κάθε φορά. Μετά από ξήρανση της οργανικής φάσης µε θειϊκό νάτριο και αποµάκρυνσης του διαλύτη στον περιστεφόµενο εξατµιστή, παραµένουν σαν υπόλειµµα περίπου 2 mg ενός λευκού στερεού. Αυτό αποτελείται από 8 % αµίδιο και 2 % κινναµωµικό οξύ (βλέπε αναλυτικά δεδοµένα). Η υδατική φάση δεν περιέχει ουσίες που µπορούν να ανιχνευτούν µε τις εφαρµοζόµενες συνθήκες HPLC. Μετά από την αποµάκρυνση του νερού στον περιστρεφόµενο εξατµιστή παραµένει ένα στερεό υπόλειµµα που αποτελείται κυρίως από χλωριούχο αµµώνιο. Σχόλια Εάν το ακατέργαστο και µη αποσταχθέν κινναµοϋλο χλωρίδιο χρησιµοποιηθεί (13.5 g, πείραµα 213) αποµονώνεται το κινναµοϋλο αµιδίου (χωρίς ανακρυστάλλωση) µε µια απόδοση 9.65 g (65.6 mmol, 66% σε σχέση µε το χρησιµοποιηθέν κινναµωµικό οξύ (14.8 g, 1 mmol). Όταν προστίθεται το κινναµοϋλο χλωρίδιο στο διάλυµα της πυκνής αµµωνίας δεν πρέπει να χρησιµοποιηθεί χωνί µε πλευρικό σωλήνα εξισορρόπησης της πίεσης, γιατί οι ατµοί της αµµωνίας στην περίπτωση αυτή θα µπορούσαν µέσω του πλευρικού σωλήνα να περάσουν στο χώρο του χωνιού προσθήκης και να αντιδράσουν µε το χλωρίδιο προς αµίδιο το οποίο καταβυθίζεται και φράζει το χωνί. Το χλωρίδιο µπορεί επίσης να προστεθεί ενός ελαστικού πώµατος µε µια σύριγγα. ιαχείριση αποβλήτων Απόρριψη αποβλήτων Απόβλητο Μίγµα αποσταγµένων διαλυτών Υδατική φάση Απόρριψη Οργανικοί διαλύτες, ελεύθεροι αλογόνου Μίγµατα νερού διαλύτη, περιέχοντα αλογόνο 2

3 Θειϊκόνάτριο Υδατικό µητρικό υγρό Στερεό απόβλητο, ελεύθερο υδραργύρου Μίγµατα νερού διαλύτη, ελεύθερα αλογόνο Χρόνος Περίπου 2 ώρες χωρίς την ανακρυστάλλωση. ιακοπή Πριν και µετά από τις εκχυλίσεις. Βαθµός δυσκολίας Εύκολη. Οδηγία (κλίµακα 1 mmol) Εξοπλισµός Τρίλαιµη σφαιρική φιάλη 1 ml, ψυκτήρας επαναρροής, σταγονοµετρικό χωνί προσθήκης χωρίς πλευρικό σωλήνα εξισορρόπησης της πίεσης, µαγνητικός αναδευτήρας µε µαγνητική ράβδο ανάδευσης, διαχωριστικό χωνί 1 ml, περιστρεφόµενος εξατµιστής, παγόλουτρο, αντλία κενού. Ουσίες trans-κινναµοϋλο χλωρίδιο (mp C, bp C; αποσταχθέν προϊόν από πείραµα 213) ιάλυµα πυκνής υδατικής αµµωνίας (25%) tert-βουτυλο µεθυλο αιθέρας (bp 55 C) οξικός αιθυλεστέρας (bp 77 C) θειϊκό νάτριο για ξήρανση 1.66 g (1. mmol) 1 ml (8.7 g, 125 mmol) 1 ml 4 ml περίπου 1 g Αντίδραση Σε µια τρίλαιµη φιάλη των 15 ml εφοδιασµένη µε ψυκτήρα επαναρροής, µαγνητική ράβδο ανάδευσης και σταγονοµετρικό χωνί προσθήκης, φέρονται 1 ml διαλύµατος πυκνής υδατικής αµµωνίας. Η φιάλη ψύχεται σε παγόλουτρο. Στη συνέχεια προστίθεται υπό ανάδευση ένα διάλυµα από 1.66 g (1. mmol) trans-κινναµοϋλο χλωρίδιο σε 1 ml tertβουτυλο µεθυλο αιθέρα σε διάστηµα περίπου 3 λεπτών αποφεύγοντας µε τον τρόπο αυτό µια πολύ ισχυρή αντίδραση. Μετά ταύτα η ανάδευση συνεχίζεται για 3 λεπτά ακόµη σε θερµοκρασία δωµατίου. Αποβάλλεται ένα λεπτό λευκό στερεό το οποίο δεν αποµονώνεται. Επεξεργασία Το περιεχόµενο της φιάλης µεταφέρεται σε διαχωριστικό χωνί των 1 ml. Η φιάλη πλένεται αρχικά µε 1 ml νερού και στη συνέχεια µε 1 ml οξικού αιθυλεστέρα. Τα εκπλύµατα φέρονται επίσης στο διαχωριστικό χωνί. Το χωνί αναδεύεται ισχυρά και οι φάσεις διαχωρίζονται. Η υδατική φάση ανακινείται τρεις φορές µε οξικό αιθυλεστέρα, 1 ml κάθε φορά. Η υδατική φάση φυλάσσεται. Τα ενωµένα οργανικά εκχυλίσµατα ξηραίνονται υπεράνω θειϊκού νατρίου, το ξηραντικό διηθείται και ο διαλύτης αποµακρύνεται σε περιστρεφόµενο εξατµιστή. Το αµίδιο του 3

4 κινναµωµικού οξέος παραµένει σαν ένα λευκό στερεό, το οποίο ξηραίνεται σε υψηλό κενό µέχρι σταθερού βάρους. Απόδοση: 1.15 g (7.81 mmol, 78%); mp C; καθαρότητα (HPLC) πάνω από 99% Το προϊόν µπορεί να ανακρυσταλλωθεί από νερό, µετά πρέπει να ξηραθεί ολοσχερώς σε ψηλό κενό, µέχρις ότου αποµακρυνθεί όλη η ποσότητα νερού (σταθερό βάρος) Απόδοση: 9 mg (6.12 mmol, 61%); mp C. Τα φάσµατα και το HPLC δεν διαφέρουν από το µη ανακρυσταλλωµένο προϊόν. Σχόλια Εάν χρησιµοποιηθεί το ακατέργαστο και µη αποσταχθέν κινναµοϋλο χλωρίδιο (1.4 g, πείραµα 213) αποµονώνεται το κινναµοϋλο αµιδίου (χωρίς ανακρυστάλλωση) µε µια απόδοση 1.5 g (7.14 mmol, 71% σε σχέση µε το χρησιµοποιηθέν κινναµωµικό οξύ (1.4 g, 1. mmol)) Όταν προστίθεται το κινναµοϋλο χλωρίδιο στο διάλυµα της πυκνής αµµωνίας δεν πρέπει να χρησιµοποιηθεί χωνί µε πλευρικό σωλήνα εξισορρόπησης της πίεσης, γιατί οι ατµοί της αµµωνίας στην περίπτωση αυτή θα µπορούσαν µέσω του πλευρικού σωλήνα να περάσουν στο χώρο του χωνιού προσθήκης και να αντιδράσουν µε το χλωρίδιο προς αµίδιο το οποίο καταβυθίζεται και φράζει το χωνί. Το χλωρίδιο µπορεί επίσης να προστεθεί ενός ελαστικού πώµατος µε µια σύριγγα ιαχείριση αποβλήτων Απόρριψη αποβλήτων Απόβλητο Μίγµα αποσταγµένων διαλυτών Υδατική φάση Θειϊκόνάτριο Υδατικό µητρικό υγρό Απόρριψη Οργανικοί διαλύτες, ελεύθεροι αλογόνου Μίγµατα νερού διαλύτη, περιέχοντα αλογόνο Στερεά απόβλητα ελεύθερα υδραργύρου Μίγµατα νερού διαλύτη, ελεύθερα αλογόνο Χρόνος Περίπου 1.5 ώρες χωρίς την ανακρυστάλλωση ιακοπή Πριν και µετά από τις εκχυλίσεις Βαθµός δυσκολίας Εύκολη Αναλυτικά δεδοµένα HPLC Παρασκευή δείγµατος:.1 mg ουσίας διαλύονται σε 1 ml ακετονιτριλίου. στήλη: Phenomenex Luna C18; Particle size 3 µm, length 15 mm, internal diameter 4.6 mm θερµοκρασία στήλης: 25 C 4

5 εισαχθείς όγκος: 5. µl Βαθµωτό µίγµα διαλυτών min 5% acetonitrile + 95% water (+.59% trifluoroacetic acid) 4 min 95% acetonitrile + 5% water (+.59% trifluoroacetic acid) 5 min 95% acetonitrile + 5% water (+.59% trifluoroacetic acid) ροή: 1. ml/min µήκος κύµατος: 22 nm Η εκατοστιαία αναλογία συγκεντρώσεων υπολογίστηκε από τα εµβαδά των κορυφών HPLC I του προϊόντος πρίν την ανακρυστάλλωση mau min HPLC II του εκχυλίσµατος από την οξινισµένη υδατική φάση mau min Χρόνος συγκρατήσεως Εµβαδόν κορυφών % Ουσία (min) HPLC I HPLC II 13.1 Κινναµοϋλο αµίδιο Κινναµωµικό οξύ 2 5

6 Φάσµα 1 H NMR καθαρού προϊόντος (25 MHz, DMSO-D 6 ) H B O NH 2 H A δ Πολλαπλότητα Σταθερά σύζευξης(hz) Αριθµός H Απόδοση 6.61 d J AB = H A 7.13 wide s 1 NH (µόνο ένα) m 7 NH + CH αρωµατικά +H B Εντός της πολλαπλής: 7.42 d J AB = από τα 7 H B Τα σήµατα στα ppm < 4 προέρχονται από το DMSO, νερό, και tert-βουτυλο µεθυλο αιθέρα. Φάσµα 1 H NMR του κινναµωµικού οξέος (25 MHz, CDCl 3 ) (για σύγκριση)) H B O OH H A δ Πολλαπλότητα Σταθερά σύζευξης (Hz) Αριθµός Η Απόδοση 6.48 d J AB = H A m 5 CH αρένιο 7.82 d J AB = H B 1.8 Ευρεία s 1 OH 6

7 Φάσµα 1 H NMR του εκχυλίσµατος από την οξινισµένη υδατική φάση (µίγµα κινναµοϋλο αµιδίου και κινναµωµικού οξέος) (25 MHz, DMSO-D 6 ) Φάσµα 13 C NMR καθαρού προϊόντος (κινναµοϋλο αµιδίου) (62.5 MHz, DMSO-D 6 ) δ Απόδοσηt = CH CONH CH αρένιο CH αρένιο CH αρένιο C quart αρένιο CH = CH CONH CONH διαλύτης 7

8 Φάσµα IR καθαρού προϊόντος (KBr) 8 Transmission [%] W e lle n za h l [cm -1 ] (cm -1 ) Απόδοση 3375, 3175 εσµός N H 384 εσµός = C H 1665 εσµός C = O, αµίδιο εσµός C = C, αλκένιο 158, 1495 εσµός C = C, αρένιο 145 8

Σχετικά έγγραφα

2004 ιαστερεοεκλεκτική αναγωγή της βενζοϊνης µε βοροϋδρίδιο του νατρίου προς 1,2-διφαινυλο-1,2- αιθανοδιόλη

2004 ιαστερεοεκλεκτική αναγωγή της βενζοϊνης µε βοροϋδρίδιο του νατρίου προς 1,2-διφαινυλο-1,2- αιθανοδιόλη 24 ιαστερεοεκλεκτική αναγωγή της βενζοϊνης µε βοροϋδρίδιο του νατρίου προς 1,2-διφαινυλο-1,2- αιθανοδιόλη OH O NaBH 4 H OH HO H µεσο + H OH H OH ρακεµικό C 14 H 12 O 2 (212.3) (37.8) C 14 H 14 O 2 (214.3)