Инструкции по проведению синтеза в формате pdf ... - kriemhild
Инструкции по проведению синтеза в формате pdf ... - kriemhild
Инструкции по проведению синтеза в формате pdf ... - kriemhild
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
NOP http://www.oc-praktikum.de<br />
2017 Реакция хлорида коричной кислоты с аммиаком с<br />
образо<strong>в</strong>анием амида коричной кислоты<br />
C9H7ClO (166.6)<br />
O<br />
Классификация<br />
Cl<br />
NH 3<br />
(17.0)<br />
1<br />
C9H9NO (147.2)<br />
Типы реакций и классы <strong>в</strong>ещест<strong>в</strong><br />
Реакция карбонильной группы <strong>в</strong> произ<strong>в</strong>одных карбоно<strong>в</strong>ой кислоты<br />
Амид карбоно<strong>в</strong>ой кислоты, хлорид карбоно<strong>в</strong>ой кислоты<br />
Методы работы<br />
Перемеши<strong>в</strong>ание с <strong>по</strong>мощью магнитной мешалки, приба<strong>в</strong>ление <strong>по</strong> каплям с <strong>по</strong>мощью<br />
капельной <strong>в</strong>оронки, <strong>в</strong>стряхи<strong>в</strong>ание, экстрагиро<strong>в</strong>ание, <strong>в</strong>ыпари<strong>в</strong>ание на роторном<br />
испарителе, перекристаллизация, фильтро<strong>в</strong>ание, применение ледяной охлаждающей<br />
бани<br />
Методика (размер загрузки 100 ммоль)<br />
Оборудо<strong>в</strong>ание<br />
Трехгорлая колба на 250 мл, обратный холодильник, капельная <strong>в</strong>оронка с<br />
компенсатором да<strong>в</strong>ления, магнитная мешалка, делительная <strong>в</strong>оронка на 500 мл,<br />
роторный испаритель, ледяная баня, <strong>в</strong>акуумный насос.<br />
Вещест<strong>в</strong>а<br />
Хлорид транс-коричной кислоты (т.пл. 32-35°C,<br />
т.кип. 251-258 °C;<br />
перегнаный; продукт из <strong>синтеза</strong> 2013) 16,6 г (100 ммоль)<br />
<strong>в</strong>одный раст<strong>в</strong>ор аммиака, конц. (25%) 80 мл (70 г, 1,0 моль)<br />
метил-трет-бутило<strong>в</strong>ый эфир (т.кип. 55 °C) 80 мл<br />
этило<strong>в</strong>ый эфир уксусной кислоты (т.кип. 77 °C) 140 мл<br />
сульфат натрия для осушки примерно 5 г<br />
Реакция<br />
80 мл <strong>в</strong>одного концентриро<strong>в</strong>анного раст<strong>в</strong>ора аммиака <strong>по</strong>мещают <strong>в</strong> трехгорлую колбу<br />
на 250 мл, оснащенную обратным холодильником, магнитной мешалкой и капельной<br />
<strong>в</strong>оронкой с компенсатором да<strong>в</strong>ления. Реакционную колбу охлаждают на ледяной бане.<br />
В капельную <strong>в</strong>оронку нали<strong>в</strong>ают раст<strong>в</strong>ор 16,6 г (100 ммоль) хлорида транс-коричной<br />
O<br />
NH 2<br />
Июль 2008
NOP http://www.oc-praktikum.de<br />
кислоты <strong>в</strong> 80 мл метил-трет-бутило<strong>в</strong>ого эфира и приба<strong>в</strong>ляют его к содержимому колбы<br />
при перемеши<strong>в</strong>ании (примерно <strong>в</strong> течение 30 мин), таким образом избегают того, чтобы<br />
реакция протекала слишком бурно. Затем перемеши<strong>в</strong>ание продолжают <strong>в</strong> течение 30<br />
мин при комнатной температуре. Наблюдается образо<strong>в</strong>ание тонкого белого <strong>по</strong>рошка,<br />
который распределен <strong>в</strong> объеме.<br />
Выделение продукта<br />
Содержимое реакционной колбы переносят <strong>в</strong> делительную <strong>в</strong>оронку на 500 мл. Колбу<br />
тщательно промы<strong>в</strong>ают 50 мл <strong>в</strong>оды и затем 50 мл этилацетата. Эти промы<strong>в</strong>ные раст<strong>в</strong>оры<br />
также <strong>по</strong>мещают <strong>в</strong> делительную <strong>в</strong>оронку. Воронку интенси<strong>в</strong>но <strong>в</strong>стряхи<strong>в</strong>ают, затем<br />
фазы разделяются. Водную фазу трижды <strong>в</strong>стряхи<strong>в</strong>ают, каждый раз с 30 мл этилацетата,<br />
и сохраняют.<br />
Соединенные органические фазы сушат над сульфатом натрия, осушитель<br />
отфильтро<strong>в</strong>ы<strong>в</strong>ают и раст<strong>в</strong>оритель <strong>в</strong>ыпари<strong>в</strong>ают на роторном испарителе. Амид<br />
коричной кислоты остается <strong>в</strong> <strong>в</strong>иде т<strong>в</strong>ердого белого <strong>в</strong>ещест<strong>в</strong>а, которое сушат при<br />
<strong>в</strong>ысоком <strong>в</strong>акууме до <strong>по</strong>стоянного <strong>в</strong>еса.<br />
Выход: 12,0 г (81,5 ммоль, 82%), т.пл. 146-148 °C; чистота <strong>по</strong> ВЭЖХ более 99%.<br />
Продукт можно перекристаллизо<strong>в</strong>ать из <strong>в</strong>оды, <strong>по</strong>сле этого его нужно тщательно<br />
<strong>в</strong>ысушить при <strong>в</strong>ысоком <strong>в</strong>акууме, до удаления <strong>в</strong>сей <strong>в</strong>оды (<strong>по</strong>стоянный <strong>в</strong>ес).<br />
Выход: 10,8 г (73,4 ммоль, 73%); т.пл. 147-148 °C. Спектры и ВЭЖХ со<strong>в</strong>падают со<br />
спектрами не перекристаллизо<strong>в</strong>анного продукта.<br />
Водную фазу можно <strong>по</strong>дкислить, затем д<strong>в</strong>ажды проэкстрагиро<strong>в</strong>ать <strong>по</strong>рциями <strong>по</strong> 50 мл<br />
этилацетата. После осушки органической фазы сульфатом натрия и <strong>в</strong>ыпари<strong>в</strong>ания<br />
раст<strong>в</strong>орителя на роторном испарителе <strong>в</strong> <strong>в</strong>иде остатка остается примерно 200 мг белого<br />
т<strong>в</strong>ердого <strong>в</strong>ещест<strong>в</strong>а. Оно состоит из 80% амида коричной кислоты и 20% коричной<br />
кислоты (см. раздел Анализ). Водная фаза не содержит <strong>в</strong>ещест<strong>в</strong>, которые можно<br />
определить <strong>в</strong> описы<strong>в</strong>аемых усло<strong>в</strong>иях ВЭЖХ. После <strong>в</strong>ыпари<strong>в</strong>ания <strong>в</strong>оды на роторном<br />
испарителе остается т<strong>в</strong>ердый остаток, <strong>в</strong> осно<strong>в</strong>ном состоящий из хлорида аммония.<br />
Комментарии<br />
Если для реакции ис<strong>по</strong>льзуют неочищенный и неперегнанный хлорид коричной<br />
кислоты (13,5 г, см. синтез 2013), амид коричной кислоты <strong>в</strong>ыделяется (без<br />
перекристаллизации) с <strong>в</strong>ыходом 9,65 г (65,6 ммоль, 66% <strong>по</strong> отношению к<br />
ис<strong>по</strong>льзо<strong>в</strong>анной коричной кислоте (14,8 г, 100 ммоль).<br />
Во <strong>в</strong>ремя приба<strong>в</strong>ления хлорида коричной кислоты к концентриро<strong>в</strong>анному раст<strong>в</strong>ору<br />
аммиака не следует ис<strong>по</strong>льзо<strong>в</strong>ать капельную <strong>в</strong>оронку с компенсатором да<strong>в</strong>ления,<br />
<strong>по</strong>скольку <strong>в</strong> проти<strong>в</strong>ном случае пары аммиака будут <strong>по</strong>дниматься <strong>в</strong> раст<strong>в</strong>ор хлорида<br />
кислоты, там реагиро<strong>в</strong>ать с амидом, который осаждается и скапли<strong>в</strong>ается <strong>в</strong> капельной<br />
<strong>в</strong>оронке. Раст<strong>в</strong>ор хлорида кислоты можно также приба<strong>в</strong>лять через септу с<br />
ис<strong>по</strong>льзо<strong>в</strong>анием шприца.<br />
2<br />
Июль 2008
NOP http://www.oc-praktikum.de<br />
Организация сбора и удаления отходо<strong>в</strong><br />
Утилизация отходо<strong>в</strong><br />
Отход Тип емкости для сли<strong>в</strong>а<br />
Отогнанная смесь раст<strong>в</strong>орителей Органические раст<strong>в</strong>орители, не содержащие<br />
галогено<strong>в</strong><br />
Водная фаза Смеси раст<strong>в</strong>оритель-<strong>в</strong>ода, содержащие галоген<br />
Сульфат натрия Т<strong>в</strong>ердое <strong>в</strong>ещест<strong>в</strong>о, не содержащее ртуть<br />
Водный маточный раст<strong>в</strong>ор Смеси раст<strong>в</strong>оритель-<strong>в</strong>ода, не содержащие<br />
галоген<br />
Время<br />
Примерно 2 ч, без перекристаллизации<br />
Переры<strong>в</strong><br />
До и <strong>по</strong>сле разделения фаз <strong>в</strong> делительной <strong>в</strong>оронке<br />
Степень сложности<br />
Легкая<br />
Методика (размер загрузки 10 ммоль)<br />
Оборудо<strong>в</strong>ание<br />
Трехгорлая колба на 100 мл, обратный холодильник, капельная <strong>в</strong>оронка с<br />
компенсатором да<strong>в</strong>ления, магнитная мешалка, делительная <strong>в</strong>оронка на 100 мл,<br />
роторный испаритель, ледяная баня, <strong>в</strong>акуумный насос.<br />
Вещест<strong>в</strong>а<br />
Хлорид транс-коричной кислоты (т.пл. 32-35°C,<br />
т.кип. 251-258 °C;<br />
перегнаный; продукт из <strong>синтеза</strong> 2013) 1,66 г (10,0 ммоль)<br />
<strong>в</strong>одный раст<strong>в</strong>ор аммиака, конц. (25%) 10 мл (8,7 г, 125 ммоль)<br />
метил-трет-бутило<strong>в</strong>ый эфир (т.кип. 55 °C) 10 мл<br />
этило<strong>в</strong>ый эфир уксусной кислоты (т.кип. 77 °C) 40 мл<br />
сульфат натрия для осушки примерно 1 г<br />
Реакция<br />
10 мл <strong>в</strong>одного концентриро<strong>в</strong>анного раст<strong>в</strong>ора аммиака <strong>по</strong>мещают <strong>в</strong> трехгорлую колбу<br />
на 100 мл, оснащенную обратным холодильником, магнитной мешалкой и капельной<br />
<strong>в</strong>оронкой с компенсатором да<strong>в</strong>ления. Реакционную колбу охлаждают на ледяной бане.<br />
В капельную <strong>в</strong>оронку нали<strong>в</strong>ают раст<strong>в</strong>ор 1,66 г (10,0 ммоль) хлорида транс-коричной<br />
кислоты <strong>в</strong> 10 мл метил-трет-бутило<strong>в</strong>ого эфира и приба<strong>в</strong>ляют его к содержимому колбы<br />
при перемеши<strong>в</strong>ании (примерно <strong>в</strong> течение 15 мин), таким образом избегают слишком<br />
бурного протекания реакции. Затем перемеши<strong>в</strong>ание продолжают <strong>в</strong> течение 30 мин при<br />
3<br />
Июль 2008
NOP http://www.oc-praktikum.de<br />
комнатной температуре. Наблюдается образо<strong>в</strong>ание тонкого белого <strong>по</strong>рошка, который<br />
распределен <strong>в</strong> объеме.<br />
Выделение продукта<br />
Содержимое реакционной колбы переносят <strong>в</strong> делительную <strong>в</strong>оронку на 100 мл. Колбу<br />
тщательно промы<strong>в</strong>ают 10 мл <strong>в</strong>оды и затем 10 мл этилацетата. Эти промы<strong>в</strong>ные раст<strong>в</strong>оры<br />
также <strong>по</strong>мещают <strong>в</strong> делительную <strong>в</strong>оронку. Воронку интенси<strong>в</strong>но <strong>в</strong>стряхи<strong>в</strong>ают, затем<br />
фазы разделяются. Водную фазу трижды <strong>в</strong>стряхи<strong>в</strong>ают, каждый раз с 10 мл этилацетата,<br />
и сохраняют.<br />
Соединенные органические фазы сушат над сульфатом натрия, осушитель<br />
отфильтро<strong>в</strong>ы<strong>в</strong>ают и раст<strong>в</strong>оритель <strong>в</strong>ыпари<strong>в</strong>ают на роторном испарителе. Амид<br />
коричной кислоты остается <strong>в</strong> <strong>в</strong>иде т<strong>в</strong>ердого белого <strong>в</strong>ещест<strong>в</strong>а, которое сушат при<br />
<strong>в</strong>ысоком <strong>в</strong>акууме до <strong>по</strong>стоянного <strong>в</strong>еса.<br />
Выход: 1,15 г (7,81 ммоль, 78%), т.пл. 146-148 °C; чистота <strong>по</strong> ВЭЖХ более 99%.<br />
Продукт можно перекристаллизо<strong>в</strong>ать из <strong>в</strong>оды, <strong>по</strong>сле этого его нужно тщательно<br />
<strong>в</strong>ысушить при <strong>в</strong>ысоком <strong>в</strong>акууме, до удаления <strong>в</strong>сей <strong>в</strong>оды (<strong>по</strong>стоянный <strong>в</strong>ес).<br />
Выход: 900 мг (6,12 ммоль, 61%); т.пл. 147-148 °C. Спектры и ВЭЖХ со<strong>в</strong>падают со<br />
спектрами не перекристаллизо<strong>в</strong>анного продукта.<br />
Комментарии<br />
Если для реакции ис<strong>по</strong>льзуют неочищенный и неперегнанный хлорид коричной<br />
кислоты (1,4 г, см. синтез 2013), амид коричной кислоты <strong>в</strong>ыделяется (без<br />
перекристаллизации) с <strong>в</strong>ыходом 1,05 г (7,14 ммоль, 71% <strong>по</strong> отношению к<br />
ис<strong>по</strong>льзо<strong>в</strong>анной коричной кислоте (1,4 г, 100 ммоль).<br />
Во <strong>в</strong>ремя приба<strong>в</strong>ления хлорида коричной кислоты к концентриро<strong>в</strong>анному раст<strong>в</strong>ору<br />
аммиака не следует ис<strong>по</strong>льзо<strong>в</strong>ать капельную <strong>в</strong>оронку с компенсатором да<strong>в</strong>ления,<br />
<strong>по</strong>скольку <strong>в</strong> проти<strong>в</strong>ном случае пары аммиака будут <strong>по</strong>дниматься <strong>в</strong> раст<strong>в</strong>ор хлорида<br />
кислоты, там реагиро<strong>в</strong>ать с амидом, который осаждается и скапли<strong>в</strong>ается <strong>в</strong> капельной<br />
<strong>в</strong>оронке. Раст<strong>в</strong>ор хлорида кислоты можно также приба<strong>в</strong>лять через септу с<br />
ис<strong>по</strong>льзо<strong>в</strong>анием шприца.<br />
Организация сбора и удаления отходо<strong>в</strong><br />
Утилизация отходо<strong>в</strong><br />
Отход Тип емкости для сли<strong>в</strong>а<br />
Отогнанная смесь раст<strong>в</strong>орителей Органические раст<strong>в</strong>орители, не содержащие<br />
галогено<strong>в</strong><br />
Водная фаза Смеси раст<strong>в</strong>оритель-<strong>в</strong>ода, содержащие галоген<br />
Сульфат натрия Т<strong>в</strong>ердое <strong>в</strong>ещест<strong>в</strong>о, не содержащее ртуть<br />
Водный маточный раст<strong>в</strong>ор Смеси раст<strong>в</strong>оритель-<strong>в</strong>ода, не содержащие<br />
галоген<br />
4<br />
Июль 2008
NOP http://www.oc-praktikum.de<br />
Время<br />
Примерно 1,5 ч, без перекристаллизации<br />
Переры<strong>в</strong><br />
До и <strong>по</strong>сле разделения фаз <strong>в</strong> делительной <strong>в</strong>оронке<br />
Степень сложности<br />
Легкая<br />
Анализ<br />
ВЭЖХ<br />
Подгото<strong>в</strong>ка пробы: 0,1 мг <strong>в</strong>ещест<strong>в</strong>а раст<strong>в</strong>оряют <strong>в</strong> 1 мл ацетонитрила<br />
Усло<strong>в</strong>ия ВЭЖХ:<br />
колонка: Phenomenex Luna C18; размер частиц 3 мкм, длина 150 мм,<br />
<strong>в</strong>нутренний диаметр 4,6 мм<br />
Температура 25 °C<br />
колонки:<br />
Объем 5,0 мкл<br />
<strong>в</strong><strong>в</strong>одимой<br />
пробы:<br />
градиент: 0 мин 5% ацетонитрил + 95% <strong>в</strong>ода (+ 0.0059%<br />
трифторуксусной кислоты)<br />
40 мин 95% ацетонитрил + 5% <strong>в</strong>ода (+ 0.0059% трифторуксусной<br />
кислоты)<br />
50 мин 95% ацетонитрил + 5% <strong>в</strong>ода (+ 0.0059%<br />
трифторуксусной кислоты)<br />
<strong>по</strong>ток: 1,0 мл/мин<br />
Длина <strong>в</strong>олны: 220 нм<br />
Процентную концентрацию расчиты<strong>в</strong>али <strong>по</strong> площадям пико<strong>в</strong><br />
5<br />
Июль 2008
NOP http://www.oc-praktikum.de<br />
ВЭЖХ I продукта до перекристаллизации<br />
mAU<br />
800<br />
700<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
13.073<br />
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45<br />
ВЭЖХ II экстракта из <strong>по</strong>дкисленной <strong>в</strong>одной фазы<br />
mAU<br />
800<br />
700<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
13.059<br />
17.653<br />
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45<br />
Время удержи<strong>в</strong>ания<br />
(мин)<br />
Вещест<strong>в</strong>а<br />
Площадь пика %<br />
ВЭЖХ I ВЭЖХ II<br />
13,1 Амид коричной<br />
кислоты<br />
100 80<br />
17,7 Коричная кислота 20<br />
6<br />
Июль 2008<br />
min<br />
min
NOP http://www.oc-praktikum.de<br />
1 H ЯМР спектр очищенного продукта (250 МГц, ДМСО-D6)<br />
12<br />
δ (ppm) Мультиплетность Константа<br />
с<strong>в</strong>язы<strong>в</strong>ания (Гц)<br />
Число H Отнесение<br />
6,61 d JAB = 15,9 1 HA<br />
7,13 широкий s 1 NH (только один)<br />
7,2 – 7,6<br />
В<br />
мультиплете:<br />
m 7 NH + CH ароматич+HB<br />
7,42<br />
d<br />
JAB = 15,9 1 из7<br />
HB<br />
Сигналы при ppm < 4 относятся к ДМСО, <strong>в</strong>оде и метил-трет-бутило<strong>в</strong>ому эфиру.<br />
1 H ЯМР спектр коричной кислоты (250 МГц, CDCl3) (Для сра<strong>в</strong>нения)<br />
12<br />
11<br />
11<br />
10<br />
10<br />
9<br />
9<br />
8<br />
8<br />
7<br />
7<br />
(ppm)<br />
(ppm)<br />
6<br />
6<br />
δ (ppm) Мультиплетность Константа<br />
с<strong>в</strong>язы<strong>в</strong>ания (Гц)<br />
Число H Отнесение<br />
6,48 d JAB = 16,0 1 HA<br />
7,35 – 7,65 m 5 CH арен<br />
7,82 d JAB = 16,0 1 HB<br />
10,8 Шир. s 1 OH<br />
7.6<br />
8.0<br />
5<br />
5<br />
7.4<br />
7<br />
4<br />
4<br />
7.5<br />
7.2<br />
(ppm)<br />
3<br />
(ppm)<br />
3<br />
7.0<br />
7.0<br />
2<br />
2<br />
6.8<br />
1<br />
1<br />
6.5<br />
6.6<br />
0<br />
0<br />
H<br />
H<br />
B<br />
B<br />
H A<br />
H A<br />
O<br />
O<br />
NH 2<br />
OH<br />
Июль 2008
NOP http://www.oc-praktikum.de<br />
1 H ЯМР спектр экстракта из <strong>по</strong>дкисленной <strong>в</strong>одной фазы<br />
(смесь амида коричной кислоты и коричной кислоты) (250 МГц, ДМСО-D6)<br />
7.6<br />
12<br />
13 C ЯМР спектр чистого продукта (амид коричной кислоты) (250 МГц, ДМСО-D6)<br />
180<br />
11<br />
7.2<br />
(ppm)<br />
160<br />
10<br />
6.8<br />
140<br />
(ppm)<br />
δ (ppm) Отнесение<br />
122,31 = CH – CONH2<br />
127,52 CH арен<br />
128,90 CH арен<br />
129,42 CH арен<br />
134,86 Cчет<strong>в</strong> арен<br />
139,16 – CH = CH – CONH2<br />
166,68 – CONH2<br />
38,5-40,5 раст<strong>в</strong>оритель<br />
9<br />
6.4<br />
8<br />
120<br />
7<br />
100<br />
(ppm)<br />
6<br />
80<br />
5<br />
8<br />
4<br />
60<br />
3<br />
40<br />
2<br />
20<br />
1<br />
0<br />
0<br />
Июль 2008
NOP http://www.oc-praktikum.de<br />
ИК спектр чистого продукта (KBr)<br />
Transmission [%]<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500<br />
Wellenzahl [cm -1 ]<br />
(см -1 ) Отнесение<br />
3375, 3175 N – H – с<strong>в</strong>язь<br />
3084 = C – H – с<strong>в</strong>язь<br />
1665 C = O – с<strong>в</strong>язь, амид<br />
1634<br />
1610 C = C – с<strong>в</strong>язь, алкен<br />
1580, 1495 C = C – с<strong>в</strong>язьe, арен<br />
1450<br />
9<br />
Июль 2008
Change language