4006 Σύνθεση του 2-(3-οξοβουτυλο)κυκλοπεντανονο-2- καρβοξυλικού αιθυλεστέρα

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "4006 Σύνθεση του 2-(3-οξοβουτυλο)κυκλοπεντανονο-2- καρβοξυλικού αιθυλεστέρα"

Δάφνη Μακρής
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 NP 4006 Σύνθεση του 2-(3-οξοβουτυλο)κυκλοπεντανονο-2- καρβοξυλικού αιθυλεστέρα CEt + FeCl 3 x 6 H 2 CEt C 8 H 12 3 C 4 H 6 C 12 H 18 4 (156.2) (70.2) (270.3) (226.3) Ταξινόµηση Τύποι αντιδράσεων και τάξεις ουσιών Προσθήκη σε αλκένια, προσθήκη Michael. εστέρας καρβοξυλικού οξέος, κετόνη όξινος καταλύτης Μέθοδοι εργασίας Εργασία µε προστατευτικό αέριο, ανάδευση µε µαγνητική ράβδο ανάδευσης, σταγονοµετρική προσθήκη από χωνί προσθήκης, εκχύλιση, ανατάραξη, εξάτµιση σε περιστρεφόµενο εξατµιστή, απόσταξη υπό ελαττωµένη πίεση, θέρµανση σε ελαιόλουτρο. Οδηγία (κλίµακα 10 Εξοπλισµός ίλαιµη φιάλη των 10 ml, παροχή προστατευτικού αερίου, χωνί προσθήκης µε πλευρικό σύστηµα εξισορρόπησης της πίεσης, θερµαινόµενος µαγνητικός αναδευτήρας, µαγνητική ράβδος ανάδευσης, συσκευή µικροαπόσταξης, αντλία κενού ελαιόλουτρο. Ουσίες κυκλοπεντανονο-2-καρβοξυλικός αιθυλεστέρας (bp C) 1.56 g (1.45 ml, 10.0 µεθυλο βινυλο κετόνη (αποσταγµένη) (bp C) g (1.15 ml, 14.0 εξαενυδατωµένος χλωριούχος (ΙΙΙ) σίδηρος 54 mg (0.20 Αντίδραση Σε µια δίλαιµη φιάλη των 10 ml εφοδιασµένη µε σταγονοµετρικό χωνί προσθήκης µε σύστηµα εξισορρόπησης της πίεσης, µαγνητική ράβδο ανάδευσης και παροχή αζώτου, τοποθετηµένη σε ευρύχωρο υδρόλουτρο για λόγους σταθερής θερµοκρασίας, φέρονται 1.56 g (1.45 ml, 10.0 κυκλοπεντανονο-2-καρβοξυλικού αιθυλεστέρα και 54 mg (0.20 εξαενυδατωµένου χλωριούχου(ιιι) σίδηρου. Η φιάλη απαερώνεται µε διαβίβαση ενός ρεύµατος αζώτου και προστίθενται στάγδην g (1.15 ml, 14.0 µεθυλο βινυλο κετόνης υπό ανάδευση σε διάστηµα µιας ώρας. Στη συνέχεια το µίγµα της αντίδρασης αναδεύεται επιπλέον για 4 ώρες σε θερµοκρασία δωµατίου. Η πορεία της αντίδρασης µπορεί 1

εστέρας καρβοξυλικού οξέος, κετόνη όξινος καταλύτης Μέθοδοι εργασίας Εργασία µε προστατευτικό αέριο, ανάδευση µε µαγνητική ράβδο ανάδευσης, σταγονοµετρική προσθήκη από χωνί προσθήκης, εκχύλιση,

2 NP να ελεγχθεί είτε µε χρωµατογραφία λεπτής στοιβάδας είτε µε αέριο χρωµατογραφία (βλέπε αναλυτικά δεδοµένα). Επεξεργασία. Αποµακρύνονται το χωνί προσθήκης και η σύνδεση αζώτου και τοποθετείται µια µικροαποστακτική γέφυρα και το προϊόν αποστάζεται υπό ελαττωµένη πίεση. Απόδοση: 1.73 g (7.64 mmol, 76%); θερµοκρασία κεφαλής 86 C ( hpa, θερµοκρασία 20 ελαιόλουτρου 135 C), άχροο υγρό; n D = ιαχείριση αποβλήτων Απόρριψη αποβλήτων Απόβλητο Υπόλειµµα απόσταξης Απόρριψη ιάλυση σε µικρή ποσότητα ακετόνηςκαι µετά: οργανικοί διαλύτες περιέχοντες αλογόνο Χρόνος 8-9 ώρες. ιακοπή Πριν την απόσταξη. Βαθµός δυσκολίας Εύκολη. Οδηγία (κλίµακα 100 Εξοπλισµός ίλαιµη φιάλη των 50 ml, παροχή προστατευτικού αερίου, χωνί προσθήκης µε πλευρικό σύστηµα εξισορρόπησης της πίεσης, θερµαινόµενος µαγνητικός αναδευτήρας, µαγνητική ράβδος ανάδευσης, διαχωριστικό χωνί, περιστρεφόµενος εξατµιστής, συσκευή απόσταξης, υδρόλουτρο, αντλία κενού ελαιόλουτρο. Ουσίες κυκλοπεντανονο-2-καρβοξυλικός αιθυλεστέρας (bp C) 15.6 g (14.5 ml, 100 µεθυλο βινυλο κετόνη (αποσταγµένη) (bp C) 9.81 g (11.5 ml, 140 Εξαενυδατωµένος χλωριούχος (ΙΙΙ) σίδηρος tert βουτυλο µεθυλο αιθέρας θειϊκό νάτριο για ξήρανση 0.54 g ( ml 2

64 mmol, 76%); θερµοκρασία κεφαλής 86 C (5 10-3 hpa, θερµοκρασία 20 ελαιόλουτρου 135 C), άχροο υγρό; n D = 1.

3 NP Αντίδραση Σε µια δίλαιµη φιάλη των 50 ml εφοδιασµένη µε σταγονοµετρικό χωνί προσθήκης µε σύστηµα εξισορρόπησης της πίεσης, µαγνητική ράβδο ανάδευσης και παροχή αζώτου, τοποθετηµένη σε ευρύχωρο υδρόλουτρο για λόγους σταθερής θερµοκρασίας, φέρονται 15.6 g (14.5 ml, 100 κυκλοπεντανονο-2-καρβοξυλικού αιθυλεστέρα και 0.54 g (2.0 εξαενυδατωµένου χλωριούχου(ιιι) σίδηρου. Η φιάλη απαερώνεται µε διαβίβαση ενός ρεύµατος αζώτου και προστίθενται στάγδην 9.81 g (11.5 ml, 140 µεθυλο βινυλο κετόνης υπό ανάδευση σε διάστηµα µιας ώρας. Στη συνέχεια το µίγµα της αντίδρασης αναδεύεται επιπλέον για 4 ώρες σε θερµοκρασία δωµατίου. Η πορεία της αντίδρασης µπορεί να ελεγχθεί είτε µε χρωµατογραφία λεπτής στοιβάδας είτε µε αέριο χρωµατογραφία (βλέπε αναλυτικά δεδοµένα). Επεξεργασία. Το µίγµα της αντίδρασης µεταφέρεται µε 25 ml tert βουτυλο µεθυλο αιθέρα σε ένα διαχωριστικό χωνί και ανακινείται τέσσερις φορές µε 15 ml νερού κάθε φορά. Οι ενωµένες υδατικές φάσεις ανακινούνται µε 15 ml tert βουτυλο µεθυλο αιθέρα. Οι οργανικές φάσεις ενώνονται ξηραίνονται µε θειϊκό νάτριο και ο διαλύτης αποµακρύνεται σε περιστρεφόµενο εξατµιστή. Απόδοση ακάθαρτου προϊόντος 22.2g. Το ακάθαρτο προϊόν αποστάζεται υπό ελαττωµένη πίεση µέσω µιας βραχείας αποστακτικής γέφυρας. Απόδοση: Απόδοση: 18.0 g (79.5 mmol, 80%); θερµοκρασία κεφαλής 90 C ( hpa, θερµοκρασία 20 ελαιόλουτρου 120 C), άχροο υγρό; n D = Σχόλια Τα στάδια της εκχύλισης κατά την επεξεργασία έχουν σκοπό να αποµακρύνουν τα άλατα σιδήρου από το διάλυµα του προϊόντος. Εάν κάποιος προχωρήσει χωρίς αυτή την επεξεργασία θα σχηµατιστούν κατά τη διάρκεια της απόσταξης προϊόντα αποσύνθεσης. ιαχείριση αποβλήτων Ανακύκλωση Ο tert-βουτυλο µεθυλο αιθέρας συλλέγεται και επαναποστάζεται. Απόρριψη αποβλήτων Απόβλητο Υπόλειµµα απόσταξης Θειϊκό νάτριο Απόρριψη ιάλυση σε µικρή ποσότητα ακετόνηςκαι µετά: οργανικοί διαλύτες περιέχοντες αλογόνο Στερεό απόβλητο, ελεύθερο υδραργύρου Χρόνος ώρες. 3

Η φιάλη απαερώνεται µε διαβίβαση ενός ρεύµατος αζώτου και προστίθενται στάγδην 9.81 g (11.5 ml, 140 µεθυλο βινυλο κετόνης υπό ανάδευση σε διάστηµα µιας ώρας.

4 NP ιακοπή Πριν την ανατάραξη και πριν την απόσταξη. Βαθµός δυσκολίας Εύκολη. Αναλυτικά δεδοµένα Έλεγχος αντίδρασης µε TLC Παρασκευή δείγµατος: Χρησιµοποιώντας ένα σιφώνιο Pasteur λαµβάνονται µία σταγόνα από το µίγµα της αντίδρασης και διαλύονται σε 1 ml διχλωροµεθανίου. Συνθήκες TLC-: προσροφητικό: TLC-aluminium foil (silica gel 60) εκλουστικό: Πετρελαϊκός αιθέρας (60/80) : ter βουτυλο µεθυλο αιθέρας ς = 6 : 4 εµφάνιση: Το πλακίδιο TLC-βυθίζεται σε 2 N H 2 S 4 και µετά ξηραίνεται σε θερµό ρεύµα αέρα..- R f (προϊόντος) 0.21 R f (πρώτης ύλης) Έλεγχος αντίδρασης µε GC Παρασκευή δείγµατος Χρησιµοποιώντας ένα σιφώνιο Pasteur λαµβάνεται µια σταγόνα είτε από το ακάθαρτο είτε από το καθαρό προϊόν, διαλύεται σε 10 ml διχλωροµεθανίου και ανακινείται µε 2 ml νερού. Η υδατική φάση αποµακρύνεται και η οργανική φάση ξηραίνεται µε θειϊκό νάτριο. Μετά από διήθηση του ξηραντικού από το διάλυµα αυτό εισάγονται στη στήλη 0.2 µl. 10 mg από το στερεό προϊόν διαλύονται σε 10 ml διχλωροµεθάνιο. Από το διάλυµα αυτό εισάγονται στη στήλη 0.2 µl. 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: 90 C (5 min), 10 C/min to 240 C (30 min) ανιχνευτής: FID, 270 C Η επί τοις % συγκέντρωση υπολογίστηκε από το εµβαδόν των κορυφών. 4

Συνθήκες TLC-: προσροφητικό: TLC-aluminium foil (silica gel 60) εκλουστικό: Πετρελαϊκός αιθέρας (60/80) : ter βουτυλο µεθυλο αιθέρας ς = 6 : 4 εµφάνιση: Το πλακίδιο TLC-βυθίζεται σε 2 N H 2 S 4 και

5 NP GC ακάθαρτου προϊόντος GCκαθαρού προϊόντος Χρόνος συγκρατήσεως (min) Ουσία Εµβαδόν κορυφών % ακάθαρτο προϊόν καθαρό πρόϊόν 13.7 προϊόν προσµίξεις προσµίξεις 3.0 Φάσµα 13 C NMR ακάθαρτου προϊόντος (75.5 MHz, CDCl 3 ) 5

καθαρό πρόϊόν 13.7 προϊόν 94.6 99.8 18.3 προσµίξεις 2.4 18.

6 NP Φάσµα 13 C NMR καθαρού προϊόντος (75.5 MHz, CDCl 3 ) CCH 2 CH 3 δ (ppm) Απόδοση C C CCH 2 CH CH 2 CH C C C C C C C CH 2 CH διαλύτης Φάσµα 1 H NMR καθαρού προϊόντος (300 MHz, CDCl 3 ) CCH 2 CH 3 6

37 C-8 171.07 CCH 2 CH 3 61.10 CH 2 CH 3 58.70 C-5 38.58 C-2 37.66 C-7 33.97 C-6 29.

7 NP δ (ppm) Πολλαπλότητα Αριθµός H Απόδοση 1.23 t 3 CH 2- CH m 5 2-H, 3-H, 6-H a 2.12 s 3 9-H m 4 7-H, 4-H 2.69 ddd 1 6-H b 4.14 q 2 CH 2- CH 3 Φάσµα IR καθαρού προϊόντος (film) cm -1 (cm -1 ) Aπόδοση 2976 εσµός C-H, αλκάνιο 1749 εσµός C=, εστέρας 1719 εσµός C=, κετόνη 7

Σχετικά έγγραφα

4029 Σύνθεση του δωδεκυλο φαινυλο αιθέρα από βρωµοδωδεκάνιο και φαινόλη OH

4029 Σύνθεση του δωδεκυλο φαινυλο αιθέρα από βρωµοδωδεκάνιο και φαινόλη H C 12 H 25 Br (249.2) Br + + NaH (40.0) + Adogen 464 C 25 H 54 ClN (404.2) C 6 H 6 (94.1) C 18 H 30 (262.4) + NaBr (102.9) Ταξινόµηση