이기에 친 환 경적 Steglich 에스테 르 화를 통해 에스테 르의 합성
Summary
수정 된 Steglich 에스테 르 화 반응 작은 도서관 차 및 2 차 알코올을 에스테 르 유도체의 합성에 사용 되었다. 방법론 비 할로겐화와 푸른 용 매, 이기를 사용 하 고 컬럼에 정화에 대 한 필요 없이 높은 수율의 제품 격리 수 있습니다.
Abstract
Steglich 에스테 르 화는 널리 사용 반응입니다 합성을 위한 에스테 르의 carboxylic 산 및 알콜에서. 효율적이 고 온화한, 그러나 일반적으로 실행을 사용 하 여 염화 또는 아 미드 용 매 시스템을 인간의 건강과 환경에 유해 반응이입니다. 우리의 방법론 활용 이기는 녹색으로 유해 용 매 시스템 덜 합니다. 이 프로토콜 속도 수율 전통적인 용 매 시스템을 비교 하며 추출 및 칼럼 크로마토그래피를 통해 에스테 르 제품의 정화에 대 한 필요성을 제거 하는 세척 시퀀스를 사용 합니다. 1 °와 2 ° 지방 족 알콜, benzylic 및 allylic 알콜와 높은 수익률에 순수한 에스테 르를 페 놀 carboxylic 산의 다양 한 하이 일반 메서드를 사용할 수 있습니다. 여기서 설명 하는 프로토콜의 목표는 학술 및 산업 분야에서 에스테 르 합성에 유용 될 수 있는 일반적인 에스테 르 화 반응에 대 한 녹색 대안을 제공 하는입니다.
Introduction
에스테 르 화합물은 풍미 화합물, 제약, 화장품, 및 재료 등 응용 프로그램에 널리 사용 됩니다. 일반적으로, carbodiimide 커플링 시 약의 사용 carboxylic 산과 알코올1에서 에스테 르 형성을 촉진 하는 데 사용 됩니다. 예를 들어 Steglich 에스테 르 화에 dicyclohexylcarbodiimide (DCC)는 반응 4-dimethylaminopyridine (DMAP) 활성화 산 파생 형태로 존재 carboxylic 산으로 일반적으로 염화 용 매 시스템에서 또는 dimethylformamide (DMF)2,,34. 활성화 된 산 성 파생 다음 크로마토그래피를 통해 정제 일반적으로 에스테 르 제품을 형성 하는 알코올 및 acyl 대체를 겪 습. Steglich 에스테 르 화 하면 큰, 복잡 한 carboxylic 산의 온화한 커플링와 알콜, 포함 sterically 방해 2 차 및 3 차 알코올2,,56. 이 작품의 목표가 일반적인 에스테 르 화 반응에 대 한 친 환 경적 합성 옵션을 제공 하는 표준 Steglich 에스테 르 화 프로토콜을 수정 하는 것입니다.
새로운 합성 방법론의 디자인에서 하나의 중요 한 측면 사용 및 유해 물질의 형성을 최소화 하기 위해 추구 하는 것입니다. 녹색 화학의 12 원칙7 안전 종합을 만들기 위한 지침을 제공 하기 위해 사용할 수 있습니다. 이들 중 일부는 폐기물 발생 (원칙 1)의 예방 및 안전 용 (원칙 5)를 사용 하 여 포함 됩니다. 특히, 용 제 제약 제조8자료의 비 수성 질량의 80-90%를 위한 계정. 따라서, 유기 반응의 초록색에 큰 영향을 만들 수 덜 위험한 용 매를 사용 하는 프로토콜을 수정.
Steglich 에스테 르 화 반응을 자주 사용 하 여 무수 염화 용 매 시스템 또는 DMF; 그러나,이 용 매는 모두 환경과 인간의 건강에 대 한 우려의. Dichloromethane (채널2Cl2)와 클로 프롬 (CHCl3) 가능한 인간 발암 물질, 고 DMF는 생식 독성 우려9. 또한, 채널2Cl2 10없애고 오존입니다. 따라서, 덜 위험한 용 매와 Steglich 에스테 르 화에 대 한 훌륭한 유틸리티는 것입니다. 동안 거기 아직 그린 극 지 aprotic 용 매에 대 한 교체, 이기 채널2Cl2, CHCl3, 및 DMF9녹색 보충으로 것이 좋습니다. 이기는 현재 니트 제조;에서 부산물로 생산 그러나, 학문적 규모 바이오 매스에서 이기의 녹색 합성 보고11, 되었으며 재사용 및 폐기물 스트림에서 복구에 대 한 잠재적인 옵션 조사12되고있다. 이기는 이전 사용 되었습니다 푸른 용 매 대신 커플링 반응 단단한 단계 펩 티 드 종합에서 carbodiimide 아 미드 결합13를. Steglich esterifications에 대 한 용 매 시스템으로 이기의 사용 되었습니다 시연된14,15,,1617,18,19, 20,21; 그러나, 이러한 방법은 솔벤트의 녹색 측면에 집중 하지는 고 추가 정화 칼럼 크로마토그래피를 통해 고용.
또한 정화 단계도 칼럼 크로마토그래피에 대 한 필요성을 감소 유해 용 제 폐기물8최소화 합니다. 덜 유해 반응 용 매를 사용 하 여, 방법론에는 크로마토그래피에 대 한 필요 없이 높은 순수한 제품의 수 있습니다. 전통적으로 사용 된 dicyclohexylcarbodiimide (DCC) 결합 시 1 대체-에틸-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide 염 산 염 (EDC). 이 시 약에 기본 아민 기능 그룹 반응 부산물 및 모든 잔여 시 약 산 성 및 기본 세척 단계를 통해 제거 될 수 있습니다.
여기에 소개 하는 프로토콜 산과 알코올 파트너 (그림 1)의 다양 한 사용할 수 있습니다. 그것은 작은 도서관 1 차, 2 차, 벤 질, 및 알릴 알콜과 페 놀22를 사용 하 여 cinnamyl 에스테 르 유도체의 합성에 사용 되었다. 또한, 이기에 에스테 르 화 반응의 속도 염화에 비교는 DMF 용 매 시스템, 건조 또는 반응22이전 이기를 증 류 하는 필요 없이. 제 3 알콜에서 합성 에스테 르, 격리 되지 않은 용 매23염화는 현재에 전통적인 Steglich 에스테 르 화에 비해 방법론의 한계. 또한, 다른 산 정한 그룹 수 영향을 받을 산 성 세척 단계 잠재적으로 이기 제거 후 정화에 대 한 칼럼 크로마토그래피를 필요로. 이러한 제한에도 불구 하 고 반응이 알코올 및 carboxylic 산 부품의 범위를 사용 하 여 높은 수율에 에스테 르의 합성에 대 한 손쉬운 고 일반적인 방법입니다. 푸른 용 매 시스템 및 크로마토그래피 단계에 대 한 필요 없이 고 순도의 사용이 전통적인 Steglich 에스테 르 화에 매력적인 대안 프로토콜 확인 합니다.
그림 1입니다. 일반적인 반응 계획. 반응에 대 한 일반적인 계획 포함 carboxylic 산 및 carbodiimide 커플링 시 약을 사용 하 여 촉진 되는 알코올의 커플링 (1-에틸-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide 염 산 염, 또는 EDC)와 4 dimethylaminopyridine ( DMAP) 이기에. 반응 폭을 보여 에스테 르 주 (6) 또는 보조 (7) 알콜 다양 한 산 (1–5)를 사용 하 여 형성 되었다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
Protocol
Representative Results
Discussion
여기에 제시 된 방법론에서 용 매는 푸른 용 매 시스템을 사용 하 여 고 열 착 색 인쇄기8,9에 대 한 필요성을 줄여 전통적인 Steglich 에스테 르 화와 관련 된 위험을 최소화 하기 위해 개발 되었다. 비해 반응 수율 및 건조 염화 용 매 나 DMF22대신 이기의 사용으로 얻을 수 있습니다.
몇 가지 주요 단계 착 색 인쇄기에 ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 학부 연구 및 창작 활동에 대 한 시에 나 대학에 센터에 의해 지원 되었다. 우리 박사 토마스 휴즈를 감사 하 고 도움이 대화 박사 크리스토퍼 Kolonko, 양 Allycia 바 버 초기 단계에 대 한이 방법론, 그리고 시에 나 대학 스튜어트의 고급 계측 및 계측 리소스에 대 한 기술 (세인트) 센터에 작동.
Materials
| trans -cinnamic acid | Acros Organics | 158571000 | |
| butyric acid | Sigma-Aldrich | B103500 | Caution: corrosive |
| hexanoic acid | Sigma-Aldrich | 153745-100G | Caution: corrosive |
| decanoic acid | Sigma-Aldrich | 21409-5G | Caution: corrosive |
| phenylacetic acid | Sigma-Aldrich | P16621-5G | |
| 3-methoxybenzyl alcohol | Sigma-Aldrich | M11006-25G | |
| diphenylmethanol | Acros Organics | 105391000 | Benzhydrol |
| chloroform-d | Acros Organics | 166260250 | 99.8% with 1% v/v tetramethylsilane, Caution: toxic |
| hexane | BDH Chemicals | BDH1129-4LP | Caution: flammable |
| ethyl acetate | Sigma-Aldrich | 650528 | Caution: flammable |
| diethyl ether | Fisher Scientific | E138-500 | Caution: flammable |
| acetonitrile | Fisher Scientific | A21-1 | ACS Certified, >99.5%, Caution: flammable |
| 4-dimethylaminopyridine | Acros Organics | 148270250 | Caution: toxic |
| magnesium sulfate | Fisher Scientific | M65-3 | |
| hydrochloric acid, 1 M | Fisher Scientific | S848-4 | Caution: corrosive |
| sodium chloride | BDH Chemicals | BDH8014 | |
| sodium bicarbonate | Fisher Scientific | S25533B | |
| 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride | Chem-Impex | 00050 | Caution: skin and eye irritant |
| thin layer chromatography plates | EMD Millipore | 1055540001 | aluminum backed sheets |
| Note: All commercially available reagents and solvents were used as received without further purification. |
Referências
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