4024 Εναντιοεκλεκτική σύνθεση του (1R,2S)-cis-υδροξυ κυκλοπεντανοκαρβοξυλικού αιθυλεστέρα

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "4024 Εναντιοεκλεκτική σύνθεση του (1R,2S)-cis-υδροξυ κυκλοπεντανοκαρβοξυλικού αιθυλεστέρα"

Χλωρίς Σκλαβούνος
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 4024 Εναντιοεκλεκτική σύνθεση του (1R,2S)-cis-υδροξυ κυκλοπεντανοκαρβοξυλικού αιθυλεστέρα H ζύµη C 8 H 12 3 C 8 H 14 3 (156.2) (158.2) Ταξινόµηση Τύποι αντιδράσεων και τάξεις ουσιών Αναγωγή, στερεοεκλεκτική αναγωγή Εστέρας καρβοξυλικού οξέος, κετόνη, αλκοόλη, ένζυµο, φυσικό προϊόν. Μέθοδοι εργασίας ανάδευση µε µαγνητική ράβδο, στάγδην προσθήκη µε σταγονοµετρικό χωνί προσθήκης, εργασία µε θερµοστάτη, διήθηση, εξάτµιση σε περιστρεφόµενο εξατµιστή, εκχύλιση, εµπλουτισµός, χρήση κλασµατικής αποστακτικής στήλης, απόσταξη µε ελαττωµένη πίεση, θέρµανση σε ελαιόλουτρο, επιπλέον ανάδευση µε αναδευτήρα προπέλλα. Σε εργασία κλίµακας 100 mmol Ανάδευση µε αναδευτήρα προπέλλα Οδηγία (κλίµακα 10 mmol) Εξοπλισµός Σφαιρική φιάλη των 2 L, χωνί προσθήκης θερµοστάτης, περιστρεφόµενος εξατµιστής, θερµαινόµενος µαγνητικός αναδευτήρας, µαγνητική ράβδος ανάδευσης, συσκευή απόσταξης,στήλη πλήρωσηςς 10 cm, φιάλη διηθήσεως, χωνί Buechner (Ø 15 cm), συσκευή συνεχούς εκχύλισης υγρών, ελαιόλουτρο. Ουσίες πρόσφατη ζύµη (ζύµη αρτοποιϊας) κυκλοπεντανο-2-καρβοξυλικός αιθυλεστέρας (καθαρότητα> 95%) (bp 109 C, 20 hpa; προϊόν από NP 4023) νερό (ζέον) διαιθυλαιθέρας (bp 35 C) Celite 545 (βοηθητικό διήθησης) θειϊκό νάτριο για ξήρανση 78.0 g 1.56 g (10.0 mmol) 750 ml 500 ml 1

2 Αντίδραση Σε µια σφαιρική φιάλη 2 L προστίθενται υπό βραδεία ανάδευση κατά τµήµατα 78.0 g πρόσφατης ζύµης σε 750 ml ψυχρού νερού το οποίο έχει προηγουµένως βράσει και ψυχθεί σε θερµοκρασία 30 0 C. Όταν ολοκληρωθεί η προσθήκη της ζύµης, προστίθενται στάγδην 1.56 g (10.0 mmol) κυκλοπεντανο-2-καρβοξυλικού αιθυλεστέρα από ένα σταγονοµετρικό χωνί προσθήκης σε διάστηµα 30 λεπτών. Η φιάλη καλύπτεται µε ένα τεµάχιο από φύλλο αλουµινίου ή από ένα βύσµα από υαλοβάµβακα και αναδεύεται βραδέως επί δύο ηµέρες σε θερµοκρασία 30 ο C. Επεξεργασία Στο διάλυµα της αντίδρασης προστίθεται 1 g Celite και το µίγµα αναδεύεται επί µία ώρα. Σε ένα χωνί Buechner (Ø 15 cm) τοποθετείται ένα στρώµα από 2 cm υγρανθέντος Celite και το διάλυµα διηθείται διαµέσου του υγρανθέντος στρώµατος σε µία φιάλη διήθησης. Το διήθηµα εκχυλίζεται σε µια συσκευή συνεχούς εκχύλισης µε 500 ml διαιθυλαιθέρα. Το εκχύλισµα ξηραίνεται υπεράνω θειϊκού νατρίου και ο διαλύτης αποµακρύνεται σε περιστρεφόµενο εξατµιστή. Το υπόλειµµα αποστάζεται υπό ελαττωµένη πίεση (περίπου20 hpa) µέσω µιας στήλης πληρώσεως 10 cm. 1. Κλάσµα C: πτητικές προσµίξεις. 2. Κλάσµα C: προϊόν. εν λαµβάνονται περαιτέρω κλάσµατα. Το κλάσµα του προϊόντος επαναποστάζεται υπό ελαττωµένη πίεση πάλι µέσω της ίδιας στήλης. Παραλαµβάνεται ένα ενιαίο κλάσµα στους 110 C (15 hpa). Απόδοση: 0.55 g (3.5 mmol, 35%); n D 20 = , γωνία στροφής: (c = 1, CHCl 3 ) Σχόλια Εάν χρησιµοποιηθούν αιωρήµατα µη ενεργοποιηµένης ζύµης, η παρτίδα µπορεί πιθανόν να µουχλιάσει. Το διηθηµένο διάλυµα δεν µπορεί να παραµείνει για πολύ και πρέπει να εκχυλιστεί άµεσα. Για το λόγο αυτό το νερό που χρησιµοποιείται πρέπει να έχει προηγουµένως βράσει. Κατά τη διάρκρια της αντίδρασης όλα τα σκεύη της αντίδρασης πρέπει να είναι όσο το δυνατόν καλυµµένα. Κατά τη διάρκεια της εκχύλιση ο όγκος της υδατικής φάσης αυξάνεται στα 5-7 %! Για να εξασφαλιστεί µια συνεχής εκχύλιση πρέπει να είναι διαθέσιµος ένας κατάλληλος όγκος στην συσκευή εκχύλισης. ιαχείρηση αποβλήτων Ανακύκλωση Ο εξατµισθείς διαιθυλαιθέρας συλλέγεται και επαναποστάζεται. Απόρριψη αποβλήτων Απόβλητο Υπόλειµµα διήθησης µε Celite Υδατική φάση από εκχύλιση Πτητικές προσµίξεις από απόσταξη Απόρριψη Μίγµατα διαλύτη νερού, ελεύθερα αλογόνου 2

3 Υπόλειµµα απόσταξης Θειϊκό νάτριο Χρόνος Παρασκευή του διαλύµατος της αντίδρασης: 1 ώρα. Ανάδευση: δύο ηµέρες. Επεξεργασία: 4 ώρες. ιακοπή Πρίν την απόσταξη. Βαθµός δυσκολίας Μέτρια Οδηγία (κλίµακα 100 mmol) Εξοπλισµός Ποτήρι 10 L, χωνί προσθήκης, κινητήρας ανάδευσης µε αναδευτήρα τύπου προπέλλας, θερµοστάτης, περιστρεφόµενος εξατµιστής, θερµαινόµενος µαγνητικός αναδευτήρας, µαγνητική ράβδος ανάδευσης, συσκευή απόσταξης, στήλη πλήρωσης 10 cm, φιάλη διήθησης, χωνί Buechner (Ø 26 cm), συσκευή συνεχούς εκχύλισης υγρών, ελαιόλουτρο. Ουσίες πρόσφατη ζύµη (ζύµη αρτοποιϊας) κυκλοπεντανο-2-καρβοξυλικός αιθυλεστέρας (καθαρότητα> 95%) (bp 109 C, 20 hpa; product from NP 4023) νερό (ζέον) διαιθυλαιθέρας (bp 35 C) Celite 545 (βοηθητικό διήθησης) θειϊκό νάτριο για ξήρανση 780 g 15.6 g (100 mmol) 5 L ml 1 L ml Αντίδραση Σε Σε ένα ποτήρι 10 L προστίθενται υπό βραδεία ανάδευση κατά τµήµατα 780 g φρέσκιας ζύµης σε 5 L ψυχρού νερού το οποίο έχει προηγουµένως βράσει και ψυχθεί σε θερµοκρασία 30 0 C. Όταν ολοκληρωθεί η προσθήκη της ζύµης προστίθενται στάγδην 15.6 g (100 mmol) κυκλοπεντανο-2-καρβοξυλικού αιθυλεστέρα από ένα σταγονοµετρικό χωνί προσθήκης σε διάστηµα 30 λεπτών. Το ποτήρι καλύπτεται µε ένα τεµάχιο από φύλλο αλουµινίου και αναδεύεται βραδέως επί δύο ηµέρες σε θερµοκρασία 30 ο C. Επεξεργασία Στο διάλυµα της αντίδρασης προστίθενται 200 g Celite και το µίγµα αναδεύεται επί µία ώρα. Σε ένα χωνί Buechner (Ø 26cm) τοποθετείται ένα στρώµα από 2 cm υγρανθέντος Celite και το διάλυµα διηθείται διαµέσου του υγρανθέντος στρώµατος σε µία φιάλη διήθησηςς. Εάν χρησιµοποιηθεί ένα µικρότερο χωνί Buechner το µίγµα πρέπει να διηθηθεί κατά τµήµατα χρησιµοποιώντας νέα µέσα διήθησης για κάθε τµήµα. Το διήθηµα εκχυλίζεται σε µια συσκευή συνεχούς εκχύλισης µε 1 L διαιθυλαιθέρα. Η εκχύλιση ολοκληρώνεται µετά 3

4 περίπου από 20 ώρες. Το εκχύλισµα ξηραίνεται υπεράνω θειϊκού νατρίου και ο διαλύτης αποµακρύνεται σε περιστρεφόµενο εξατµιστή. Το υπόλειµµα αποστάζεται υπό ελαττωµένη πίεση (περίπου20 hpa) µέσω µιας στήλης πλήρωσης 10 cm. 1. Κλάσµα C: πτητικές προσµίξεις. 2. Κλάσµα C: προϊόν. εν λαµβάνονται περαιτέρω κλάσµατα. Το κλάσµα του προϊόντος επαναποστάζεται υπό ελαττωµένη πίεση πάλι µέσω της ίδιας στήλης. Παραλαµβάνεται ένα ενιαίο κλάσµα στους 110 C (15 hpa). Απόδοση: 8.69 g (55.3 mmol, 55%); n D 20 = , γωνία στροφής: (c = 1, CHCl 3 ). Σχόλια Εάν χρησιµοποιηθούν αιωρήµατα µη ενεργοποιηµένης ζύµης, η παρτίδα µπορεί πιθανόν να µουχλιάσει. Το διηθηµένο διάλυµα δεν µπορεί να παραµείνει για πολύ και πρέπει να εκχυλιστεί άµεσα. Για το λόγο αυτό το νερό που χρησιµοποιείται πρέπει να έχει προηγουµένως βράσει. Κατά την διάρκεια της αντίδρασης όλα τα σκεύη της αντίδρασης πρέπει να είναι όσο το δυνατόν καλυµµένα. Κατά τη διάρκεια της εκχύλιση ο όγκος της υδατικής φάσης αυξάνεται στα 5-7 %! Για να εξασφαλιστεί µια συνεχής εκχύλιση πρέπει να είναι διαθέσιµος ένας κατάλληλος όγκος στησυσκευή εκχύλισης. ιαχείρηση αποβλήτων Ανακύκλωση Ο εξατµισθείς διαιθυλαιθέρας συλλέγεται και επαναποστάζεται. Απόρριψη αποβλήτων Απόβλητο Υπόλειµµα διήθησης µε Celite Υδατική φάση από εκχύλιση Πτητικές προσµίξεις από απόσταξη Υπόλειµµα απόσταξης Θειϊκό νάτριο Χρόνος Παρασκευή του διαλύµατος της αντίδρασης: 1 ώρα. Ανάδευση: δύο ηµέρες. Επεξεργασία: 5 ώρες. ιακοπή Πρίν την απόσταξη. Βαθµός δυσκολίας ύσκολη. Απόρριψη Μίγµατα διαλύτη νερού, ελεύθερα αλογόνου 4

5 Αναλυτικά δεδοµένα Έλεγχος της πορείας της αντίδρασης µε TLC ή GC Παρασκευή δείγµατος: 10 ml του διαλύµατος της αντίδρασης διαχωρίζονται από την ζύµη µε φυγικέντριση ή διήθηση υπεράνω Celite. Το διήθηµα εκχυλίζεται µε 10 ml διαιθυλαιθέρα, το εκχύλισµα ξηραίνεται µε θειϊκό νάτριο και αναλύεται µε TLC or GC. Συνθήκες TLC-: προσροφητικό: TLC-aluminium foil (Kieselgel 60) εκλουστικό: κυκλοεξάνιο/διαιθυλο αιθέρας 10 : 4 εµφάνιση: Μετά την έκλουση ο διαλύτης εξατµίζεται και το χρωµατογράφηµα βυθίζεται σε ένα διάλυµα 2 % νινυδρίνης και ξηραίνεται σε ρεύµα θερµού αέρα. Η πρώτη ύλη είναι ερυθροϊώδης κηλίδα και το προϊόν µπλέ-γκρίζο R f (πρώτη ύλη) 0.74 R f (προϊόν 0.40 GC Συνθήκες GCστήλη: DB-1, 28 m, internal diameter 0.32 mm, film 0.25 µm είσοδος: on-column-injection φέρον αέριο: hydrogen (40 cm/s) φούρνος: 100 C isotherme ανιχνευτής: FID, 270 C Η επί τοις % συγκέντρωση υπολογίστηκε από το εµβαδόν των κορυφών. GC του προϊόντος µετά την 1 η απόσταξη GC του προϊόντος µετά την 2 η απόσταξη Χρόνος συγκρατήσεως ((min) Εµβαδόν κορυφών % Ουσία µετά την 1 η απόσταξη µετά την 2 η απόσταξη 5.1 Προϊόνt

6 Φάσµα 1 H NMR καθαρού προϊόντος (500 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm) Πολλαπλότητα Αριθµός H Απόδοση 1.19 t 3 -CH 2 -CH m 6 CH 2 Ring m 1 CH-C 3.2 br.s 1 H 4.08 q 2 -CH m 1 H-CH Φάσµα 13 C NMR καθαρού προϊόντος (125.8 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm) Απόδοση C C C C C H

7 26.1 C C C solvent Φάσµα IR καθαρού προϊόντος (film) cm -1 (cm -1 ) Απόδοση 3480 εσµός -H 2973, 2877 εσµός C-H, αλκάνιο 1736 εσµός C=, εστέραςr 7

Σχετικά έγγραφα

4022 Σύνθεση του (S) -3-υδροξυβουτυρικού αιθυλεστέρα

NP 4022 Σύνθεση του (S) -3-υδροξυβουτυρικού αιθυλεστέρα Ζύµη σακχαρόζη H C 6 H 10 3 C 12 H 22 11 C 6 H 12 3 (130.1) (342.3) (132.2) Ταξινόµηση Τύποι αντιδράσεων και τάξεις ουσιών Στερεοεκλεκτική αναγωγή.