Name: separation of aldehydes and reactive ketones from mixtures using a bisulfite extraction protocol
Uploaded: 2018-04-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 8 s
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승인의이 연구의 부분 지원에 대 한 미국 화학 사회 석유 연구 기금 기부자에 게 이루어집니다. 우리는이 연구를 지 원하는 혁신 및 계측 보조금 (체 0619275 및 CHE 0963165) 국립 과학 재단에 감사.

1. 표준 프로토콜 혼합물에서 향기로운 알데하이드의 분리에 대 한. 예: Anisaldehyde와 1:1 혼합물에서 벤 질 낙 산 염의 분리.
<ol><li>Anisaldehyde의 175 μ과 메탄올의 5 mL에 벤 질 낙 산 염의 250 μ를 녹이 고 전송 솔루션 separatory 깔때기. 주의: 나트륨 황산은 이산화 황 가스를 생성할 수 있습니다, 그리고 따라서이 프로토콜 실행 되어야 적절 한 환기와 같은 증기 두건에.</li>
	<li>포화 수성 나트륨 황산 1 mL를 추가 하 고 약 30에 대 한 적극적으로 악수 s.</li>
	<li>이온을 제거 된 물 25 mL 및 10% 에틸 아세테이트/hexanes의 25 mL를 추가 하 고 적극적으로 악수.</li>
	<li>레이어를 분리 합니다. 유기 레이어 무수 황산 마그네슘으로 건조. 마그네슘 황산 염을 제거 하 여 집중 vacuo에서 회전 증발 기를 사용 하 여 솔루션을 필터링 합니다.</li>
</ol>2. 혼합물에서 지방 족 알데하이드와 케 톤의 분리. 예: Benzylacetone와 1:1 혼합물에서 벤 질 낙 산 염의 분리.
<ol><li>Benzylacetone의 213 μ와 250 μ의 벤 질 낙 산 염 dimethylformamide 10 mL에 녹이 고 전송 솔루션 separatory 깔때기. 주의: 나트륨 황산은 이산화 황 가스를 생성할 수 있습니다, 그리고 따라서이 프로토콜 실행 되어야 적절 한 환기와 같은 증기 두건에.</li>
	<li>포화 수성 나트륨 황산 25 mL를 추가 하 고 약 30에 대 한 적극적으로 악수 s.</li>
	<li>이온을 제거 된 물 25 mL 및 10% 에틸 아세테이트/hexanes의 25 mL를 추가 하 고 적극적으로 악수.</li>
	<li>레이어를 분리 합니다. Separatory 깔때기에 수성 층을 반환 10% 에틸 아세테이트/hexanes의 25 mL를 추가 하 고 적극적으로 악수. 드레인 separatory 깔때기에 유기 레이어를 떠나 수성 층. Separatory 깔때기에 다시 이전 유기 레이어를 추가 합니다.</li>
	<li>3 번 이온된 수 (10 mL 각 세척에 대 한)와 결합 된 유기 레이어를 씻어. 유기 레이어 무수 황산 마그네슘으로 건조. 마그네슘 황산 염을 제거 하 여 집중 vacuo에서 회전 증발 기를 사용 하 여 솔루션을 필터링 합니다.</li>
</ol>3. 한 알 켄을 포함 하는 혼합물에서 알데하이드의 분리. 예: Citronellal와 1:1 혼합물에서 벤 질 낙 산 염의 분리.
<ol><li>Citronellal의 255 μ와 250 μ의 벤 질 낙 산 염 dimethylformamide 10 mL에 녹이 고 솔루션 separatory 깔때기에 전송. 주의: 나트륨 황산은 이산화 황 가스를 생성할 수 있습니다, 그리고 따라서이 프로토콜 실행 되어야 적절 한 환기와 같은 증기 두건에.</li>
	<li>포화 수성 나트륨 황산 25 mL를 추가 하 고 약 30에 대 한 적극적으로 악수 s.</li>
	<li>25 mL의 이온된 수와 hexanes의 25 mL를 추가 하 고 적극적으로 악수.</li>
	<li>레이어를 분리 합니다. 수성 층 separatory 깔때기에 반환 25 mL hexanes를 추가 하 고 적극적으로 악수. 드레인 separatory 깔때기에 유기 레이어를 떠나 수성 층. Separatory 깔때기에 다시 이전 유기 레이어를 추가 합니다.</li>
	<li>3 번 이온된 수 (10 mL 각 세척에 대 한)와 결합 된 유기 레이어를 씻어. 유기 레이어 무수 황산 마그네슘으로 건조. 마그네슘 황산 염을 제거 하 여 집중 vacuo에서 회전 증발 기를 사용 하 여 솔루션을 필터링 합니다.</li>
</ol>4입니다. 다시 격리 혼합물에서 알데하이드의. 예: 벤 질 낙 산 염을 1:1 혼합물에서 Piperonal의 분리.
<ol><li>Piperonal의 217 mg과 메탄올의 5 mL에 벤 질 낙 산 염의 250 μ를 녹이 고 전송 솔루션 separatory 깔때기. 주의: 나트륨 황산은 이산화 황 가스를 생성할 수 있습니다, 그리고 따라서,이 프로토콜을 수행 적절 한 환기와 같은 증기 두건에.</li>
	<li>포화 수성 나트륨 황산 1 mL를 추가 하 고 약 30에 대 한 적극적으로 악수 s.</li>
	<li>이온을 제거 된 물 25 mL 및 10% 에틸 아세테이트/hexanes의 25 mL를 추가 하 고 적극적으로 악수.</li>
	<li>레이어를 분리 합니다. 수성 층 separatory 깔때기에 다시 반환 합니다.<ol>
<li>선택 사항: 수성 층 10% 에틸 아세테이트/나머지 벤 질 낙 산 염의 작은 금액을 제거 하려면 hexanes의 25 mL로 한 번 씻는 다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>에틸 아세테이트의 25 mL를 추가 하 고 산도 스트립 pH 12 임을 나타냅니다 때까지 수산화 나트륨 50%를 추가 합니다. 적극적으로 악수. 주의: 가스 진화가이 단계 동안 관찰 되 고 압력 형성을 일으킬 수 있습니다. 제대로 separatory 깔때기를 환기 해야 합니다. 이 절차를 확장 가스 진화 더 발음 하 게 됩니다. 주의 사용 합니다.</li>
	<li>레이어를 분리 합니다. 수성 층 separatory 깔때기에 반환 하 고 에틸 아세테이트의 25 mL를 추가 합니다. 적극적으로 악수.</li>
	<li>레이어를 분리 합니다. 이전 단계에서 유기 층으로 유기 레이어를 결합 합니다. 무수 황산 마그네슘으로 결합 된 유기 레이어를 건조. 마그네슘 황산 염을 제거 하 여 집중 vacuo에서 회전 증발 기를 사용 하 여 솔루션을 필터링 합니다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Boucher, M. M., Furigay, M. H., Quach, P. K., Brindle, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid-Liquid+Extraction+Protocol+for+the+Removal+of+Aldehydes+and+Highly+Reactive+Ketones+from+Mixtures.">Liquid-Liquid Extraction Protocol for the Removal of Aldehydes and Highly Reactive Ketones from Mixtures.</a> Org. Process Res. Dev. 21 (9), 1394-1403 (2017).</li><li>Lauer, G. G., Pratt, R. S., Wilson, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+of+Aldehydes+and+Ketones.">Separation of Aldehydes and Ketones.</a> , (1951).</li><li>Hsu, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Separation of Aldehydes from Ketones via Acid-Catalyzed Cyclotrimerization of the Aldehyde. , 4701561 (1987).</li><li>Schreiber, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Process+for+Separating+Aldehydes+and+Ketones.">Process for Separating Aldehydes and Ketones.</a> , (1942).</li><li>Bludworth, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+of+Aldehyde-Ketone+Mixtures.">Separation of Aldehyde-Ketone Mixtures.</a> , (1944).</li><li>Masilamani, D., Manahan, E. H., Vitrone, J., Rogic, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organic+Reactions+of+Sulfur+Dioxide.+Reactions+with+Nucleophilic+Double+Bonds+Leading+to+the+Isomerization,+Aromatization,+Selective+Hydrogen-Deuterium+Exchange,+and+Electron-Transfer+Proceses.">Organic Reactions of Sulfur Dioxide. Reactions with Nucleophilic Double Bonds Leading to the Isomerization, Aromatization, Selective Hydrogen-Deuterium Exchange, and Electron-Transfer Proceses.</a> J. Org. Chem. 48 (25), 4918-4931 (1983).</li><li>Masilamani, D., Rogic, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organic+Reactions+of+Sulfur+Dioxide.+4.+A+Facile+Regiospecific+Hydrogen-Deuterium+Exchange+in+Olefins.+Consequence+of+the+Intermediacy+of+Allylic+Sulfinic+Acids+in+the+Ene+Reaction+of+Sulfur+Dioxide+with+Double+Bonds.">Organic Reactions of Sulfur Dioxide. 4. A Facile Regiospecific Hydrogen-Deuterium Exchange in Olefins. Consequence of the Intermediacy of Allylic Sulfinic Acids in the Ene Reaction of Sulfur Dioxide with Double Bonds.</a> J. Am. Chem. Soc. 100 (14), 4634-4635 (1978).</li><li>Makitra, R. G., Kal'muk, S. D., Bryk, D. V., Polyuzhin, I. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+Controlling+Sulfur+Dioxide+Solubilities+in+Organic+Solvents.">Factors Controlling Sulfur Dioxide Solubilities in Organic Solvents.</a> Russ. J. Inorg. Chem. 55 (8), 1322-1329 (2010).</li><li>van Dam, M. H. H., Lamine, A. S., Roizard, D., Lochon, P., Roizard, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+Sulfur+Dioxide+Removal+Using+Organic+Solvents.">Selective Sulfur Dioxide Removal Using Organic Solvents.</a> Ind. Eng. Chem. Res. 36 (11), 4628-4637 (1997).</li><li>Li, H., Jiao, X., Chen, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solubility+of+Sulphur+Dioxide+in+Polar+Organic+Solvents.">Solubility of Sulphur Dioxide in Polar Organic Solvents.</a> Phys. Chem. Liq. 52 (2), 349-353 (2014).</li><li>Trost, B. M., Brindle, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Direct+Catalytic+Asymmetric+Aldol+Reaction.">The Direct Catalytic Asymmetric Aldol Reaction.</a> Chem. Soc. Rev. 39 (5), 1600 (2010).</li></ol>

저자는 공개 없다.

전형적인 2 단계 추출 제거의 매우 낮은 수준으로 led를 사용 하는 알데하이드를 제거 하는 방법으로 황산 반응을 사용 하 여 초기 시도 합니다. 우리는 반응 두 레이어 접촉에서은 매우 제한 된 시간 동안 발생 하는 것 충분히 빨리 되지 않았다고 가정 했다. 반응 물 사이의 접촉을 증가, 우리는 물 혼합할 수 있는 솔벤트 사용 되는 처음 혼합할 수 없는 용 매를 도입 하기 전에 반응의 충분 한 혼합?...

다른 혼합물의 구성 요소 분리 순수한 물자의 준비에 필수적 이다. 설명 하는 방법을 여기 알데하이드의 손쉬운 분리 가능 하며 sterically 방해 받지 않는 순환 및 다른 유기 분자1에서 메 틸 케 톤. 충전 만들려고 카보닐기 그룹과 황산의 반응에 의존 하는 기술은 adduct를 다른 구성 요소를 혼합할 수 없는 유기 층에 별도 동안 수성 층으로 분리 될 수 있다. 황산은 생성 사이의 반응성을 달성 하는 열쇠는 반응 단계를 분리 하기 전에 자리를 차지할 수 있는 혼합할 수 있는 용 매를 사용 하 여. 혼합할 수 있는 용 매 최소한의 분리의 추가 없이 얻은 것입니다, 아마도 친수성 황산 및 소수 성 유기 물 간의 접촉 불량 때문.
정화에 대 한이 분리 방법의 장점은 프로토콜의 용이성 이다. 액체-액체 추출은 간단한 작업을 수행 하 고 대규모에 실행 될 수 있습니다. 다른 정화 기술, 열 착 색 인쇄기, 등 훨씬 더 많은 시간이 소요, 비싸고 큰 규모에서 수행 하 고 극성의 점에서 구성 요소의 충분 한 차별화를 요구 하는 도전 이다 Recrystallization 또는 증 류 법 정화 용 해도 나는 혼합물의 분 대의 비등 점 사이 충분 한 차별화를 각각 필요 합니다. 알데하이드와 케 톤의 카보닐기 그룹의 반응성에 차이에 황산 추출 하므로 유사한 용 해도, 비등 점 또는 극성 화합물 효과적으로 분리 수 있습니다. 다른 화학 분리 메서드는 선택적 분리 알 데히드 류와 ketones의 혼합물, 예를 들어 oximes2, 순환 acetals3, mercaptal4 형성의 선택적 형성에 대 한 존재합니다. 이러한 방법을 제품 수용 이며 간단한 추출 프로토콜에서 분리 될 수 없다 때문에 형성된 된 종, 혼합물에서 분리 하는 추가 단계를 해야 합니다. 알데하이드 산화 이동식 carboxylic 산을 형성 하는 다른 기술5, 보고 하지만 필요한 산화 단계 이며 가벼운 황산 조건 보다 더 적은 chemoselective 여기에서 설명한 산소 가스의 사용과 코발트 촉매를 요구 한다.
이 메서드는 이러한 기능적인 그룹을 포함 하지 않는 분자에서 알데하이드 (그림 1)과 sterically 방해 받지 않는 순환 및 메 틸 케 톤 (그림 2)의 분리에 적용 됩니다. 특히 반응 ketones, α-keto 에스테 르 등도이 프로세스를 사용 하 여 제거 됩니다. 알칸, 알 켄, dienes, alkynes, 에스테 르, amides, carboxylic 산, 알 킬 할로겐, 알콜, 페 놀, nitriles, 벤 질 염화 물, epoxides, anilines, acetals, 약간 방해, α, β-불포화, 또는 aryl ketones는 모든 조건 하에서 unreactive 그리고 알데하이드 또는 반응 케 톤 (그림 2 및 그림 3) 혼합물의 구성 요소에서 분리 될 수 있다. 에틸 케 톤 또는 α 대체 주기적 ketones, 예를 들어 충분히 방해 하며 따라서 알데하이드 및 더 많은 반응 ketones에서 합니다. 알 켄을 사용 하 여, 헥 산 황산 솔루션에 이산화 황으로 인해 원치 않는 분해를 방지 하기 위해 혼합할 수 없는 용 매로 좋습니다. 황산 추출 프로토콜의 기능 그룹 호환성 매우 광범위 한, 그리고 따라서 생성 오염 물질 혼합물에서 분리 하는 알데하이드 또는 방해 받지 않는 경우 분판의 매우 넓은 범위에 적용 메 틸 또는 순환 케 톤입니다. 덜 반응 ketones이이 조건 하에서 황산으로 반작용 하지 않는다 하 고 따라서 제거 되지 않습니다.

<table><tbody><tr><td>sodium bisulfite</td><td>Fisher</td><td>AC419440010&amp;nbsp;</td><td>1 kg</td></tr><tr><td>benzyl butyrate</td><td>Fisher</td><td>AAB2424130&amp;nbsp;</td><td>250 g</td></tr><tr><td>anisaldehyde</td><td>Fisher</td><td>AC104801000&amp;nbsp;</td><td>100 mL</td></tr><tr><td>magnesium sulfate</td><td>Fisher</td><td>M65-500&amp;nbsp;</td><td>500 g</td></tr><tr><td>ethyl acetate</td><td>Fisher</td><td>E195-4&amp;nbsp;</td><td>4 L</td></tr><tr><td>hexanes</td><td>Fisher</td><td>H292-4&amp;nbsp;</td><td>4 L</td></tr><tr><td>methanol&amp;nbsp;</td><td>Fisher</td><td>A456-1&amp;nbsp;</td><td>1 L</td></tr><tr><td>dimethylformamide</td><td>Fisher</td><td>D119-1&amp;nbsp;</td><td>1 L</td></tr><tr><td>citronellal</td><td>Fisher</td><td>AAL15753AE&amp;nbsp;</td><td>100 mL</td></tr><tr><td>benzylacetone&amp;nbsp;</td><td>Fisher</td><td>AC105832500&amp;nbsp;</td><td>250 mL</td></tr><tr><td>deionized water</td><td>Fisher</td><td>BP28194&amp;nbsp;</td><td>4 L</td></tr><tr><td>piperonal&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P49104-25G</td><td>25 G</td></tr><tr><td>sodium hydroxide</td><td>Fisher</td><td>S318-1&amp;nbsp;</td><td>1 kg</td></tr><tr><td>separatory funnel with cap</td><td>Fisher</td><td>10-437-5B&amp;nbsp;</td><td>125 mL</td></tr><tr><td>ring stand</td><td>Fisher</td><td>03-422-215</td><td>3 aluminum rods</td></tr><tr><td>ring clamp</td><td>Fisher</td><td>12-000-104&amp;nbsp;</td><td>5 cm</td></tr><tr><td>cork ring</td><td>Fisher</td><td>07-835AA&amp;nbsp;</td><td>8 cm outer dimension</td></tr><tr><td>round bottom flask</td><td>Fisher</td><td>31-501-107&amp;nbsp;</td><td>100 mL</td></tr><tr><td>rotary evaporator with accessories</td><td>Fisher</td><td>05-000-461&amp;nbsp;</td><td>cold trap bondenser</td></tr><tr><td>bump trap 14/20 joint</td><td>Fisher</td><td>CG132201</td><td>14/20 joint</td></tr><tr><td>funnel</td><td>Fisher</td><td>05-555-6&amp;nbsp;</td><td>organic solvent compatible</td></tr><tr><td>cotton</td><td>Fisher</td><td>22-456-881</td><td>non-sterile</td></tr><tr><td>glass pipets</td><td>Fisher</td><td>13-678-20A&amp;nbsp;</td><td>borosilicate 5.75&quot;</td></tr><tr><td>two 250 microliter syringes</td><td>Fisher</td><td>14-813-69&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>4 erlenmeyer flasks</td><td>Fisher</td><td>10-040D&amp;nbsp;</td><td>125 mL</td></tr><tr><td>fume hood&amp;nbsp;</td><td>Fisher</td><td>13-118-370&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>nitrile gloves</td><td>Fisher</td><td>19-149-863B&amp;nbsp;</td><td>medium</td></tr><tr><td>safety goggles</td><td>Fisher</td><td>17-377-403&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>spatula</td><td>Fisher</td><td>14-357Q</td><td></td></tr><tr><td>balance</td><td>Fisher</td><td>01-912-403&amp;nbsp;</td><td>120 g capacity</td></tr></tbody></table>

separation of aldehydes and reactive ketones from mixtures using a bisulfite extraction protocol

유기 화합물의 정화 합성 일상적인 작업의 필수적인 구성 요소입니다. 수성 층으로 된 구조를 생성 하 여 오염 물질을 제거 하는 기능 추출 간단한 정화 기법으로 사용 하는 기회를 제공 한다. 포화 나트륨 황산, 알데하이드 및 반응성 ketones 혼합할 수 있는 유기 용 매를 사용 하 여 성공적으로로 변형 될 수 있다 결합 하 여 황산 adducts 수 있는 청구 다음 의해 혼합물의 다른 유기 구성 요소에서 분리 되는 혼합할 수 없는 유기 층의 소개입니다. 여기, 우리가 sterically 방해 neopentyl 알데하이드 등 일부 ketones, 화학 혼합물에서 알데하이드의 제거에 대 한 간단한 프로토콜을 설명 합니다. 그들은 sterically 방해 받지 않는 순환 경우 ketones 분리 될 수 있다 또는 메 틸 케 톤. 지방 족 알데하이드와 케 톤, dimethylformamide 제거 율 향상을 혼합할 수 있는 용 매로 사용 됩니다. 황산 추가 반응 혼합물의 반응 생성 구성 요소 다시 격리에 대 한 허용 하는 수성 층의 basification으로 되돌릴 수 있습니다.

향기로운 알데하이드 절차 1 알 데히드 제거에 사용 됩니다. 프로시저 2, dimethylformamide 혼합할 수 있는 용 매로 사용 되는 지방 족 알데하이드와 케 톤을 위해 사용 되어야 한다. 프로시저 2 완전히 메탄올에 용 해 되지 않은 혼합물에도 사용 해야 합니다. 각 프로토콜에서 얻은 자료는 질량 1H NMR 통합 분석을 사용 하 여 순도 및 ...

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Separation of Aldehydes and Reactive Ketones from Mixtures Using a Bisulfite Extraction Protocol

알 데히드 류와 Ketones 반응 황산 추출 프로토콜을 사용 하 여 혼합물에서 분리

여기, 선물이 혼합할 수 있는 용 매에 포화 나트륨 황산과 직접 액체-액체 추출 프로토콜에 의해 알 데히드 류와 ketones 반응 혼합물에서 제거 하는 프로토콜. 이 결합 된 프로토콜은 신속 하 고 손쉬운 수행 하. 알데하이드 또는 케 톤 수성 층의 basification에 의해 다시 고립 될 수 있다.

The purification of organic compounds is an essential component of routine synthetic operations. The ability to remove contaminants into an aqueous layer ...

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33.9K 조회수.  Trinity College. 여기, 선물이 혼합할 수 있는 용 매에 포화 나트륨 황산과 직접 액체-액체 추출 프로토콜에 의해 알 데히드 류와 ketones 반응 혼합물에서 제거 하는 프로토콜. 이 결합 된 프로토콜은 신속 하 고 손쉬운 수행 하. 알데하이드 또는 케 톤 수성 층의 basification에 의해 다시 고립 될 수 있다.

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Synthesis of Esters Via a Greener Steglich Esterification in Acetonitrile

The Steglich esterification is a widely-used reaction for the synthesis of esters from carboxylic acids and alcohols. While efficient and mild, the reaction is commonly performed using chlorinated or amide solvent systems, which are hazardous to human health and the environment. Our methodology utilizes acetonitrile as a greener and less hazardous solvent system. This protocol exhibits rates and yields that are comparable to traditional solvent systems and employs an extraction and wash sequence that eliminates the need for the purification of the ester product via column chromatography. This general method can be used to couple a variety of carboxylic acids with 1&#176; and 2&#176; aliphatic alcohols, benzylic and allylic alcohols, and phenols to obtain pure esters in high yields. The goal of the protocol detailed here is to provide a greener alternative to a common esterification reaction, which could serve useful for ester synthesis in both academic and industrial applications.

A modified Steglich esterification reaction was used to synthesize a small library of ester derivatives with primary and secondary alcohols. The methodology uses a non-halogenated and greener solvent, acetonitrile, and enables product isolation in high yields without the need for chromatographic purification.

이기에 친 환 경적 Steglich 에스테 르 화를 통해 에스테 르의 합성

The Steglich esterification is a widely-used reaction for the synthesis of esters from carboxylic acids and alcohols. While efficient and mild, the ...

연구

화학

Preparation of Contiguous Bisaziridines for Regioselective Ring-Opening Reactions

Aziridines, a class of reactive organic molecules containing a three-membered ring, are important synthons for the synthesis of a large variety of functionalized nitrogen-containing target compounds through the regiocontrolled ring-opening of C-substituted aziridines. Despite the tremendous progress in aziridine synthesis over the past decade, accessing contiguous bisaziridines efficiently remains difficult. Therefore, we were interested in synthesizing contiguous bisaziridines bearing an electronically diverse set of N-substituents beyond the single aziridine backbone for regioselective ring-opening reactions with diverse nucleophiles. In this study, chiral contiguous bisaziridines were prepared by organocatalytic asymmetric aziridination of chiral (E)-3-((S)-1-((R)-1-phenylethyl)aziridin-2-yl)acrylaldehyde with N-Ts-O-tosyl or N-Boc-O-tosyl hydroxylamine as the nitrogen source in the presence of (2S)-[diphenyl(trimethylsilyloxy)methyl]pyrrolidine as a chiral organocatalyst. Also demonstrated here are representative examples of regioselective ring-opening reactions of contiguous bisaziridines with a variety of nucleophiles such as sulfur, nitrogen, carbon, and oxygen, and the application of contiguous bisaziridines to the synthesis of multi-substituted chiral pyrrolidines by Pd-catalyzed hydrogenation.

Contiguous bisaziridines containing non-activated and activated aziridines were synthesized by asymmetric organocatalytic aziridinations and then subjected to chemoselective ring-opening reactions under acidic or basic conditions. The non-activated aziridine ring opens with less reactive nucleophiles under acidic conditions, whereas the activated aziridine ring opens with more reactive nucleophiles under basic conditions.

위치 선택적 개환 반응을위한 연속 비사 지리딘의 제조

Aziridines, a class of reactive organic molecules containing a three-membered ring, are important synthons for the synthesis of a large variety of ...

Reducing Agents

Source: Vy M. Dong and Daniel Kim, Department of Chemistry, University of California, Irvine, CA
Controlling the reactivity and selectivity during the synthesis of a molecule is very important criteria for chemists. This has led to the development of many reagents that allow chemists to pick and choose reagents suitable for a given task. Quite often, a balance between reactivity and selectivity needs to be achieved. This experiment will use IR spectroscopy to monitor the reaction and to understand the reactivity of carbonyl compounds as well as the reactivity of hydride-reducing reagents.

Reduction of Carbonyl Compounds

에이전트 감소

Source: Vy M. Dong and Daniel Kim, Department of Chemistry, University of California, Irvine, CA
Controlling the reactivity and selectivity during the ...

교육

JoVE Science Education

유기 화학 II

Alcohols from Carbonyl Compounds: Reduction

Reduction is a simple strategy to convert a carbonyl group to a hydroxyl group. The three major pathways to reduce carbonyls to alcohols are catalytic hydrogenation, hydride reduction, and borane reduction.
Catalytic hydrogenation is similar to the reduction of an alkene or alkyne by adding H2 across the pi bond in the presence of transition metal catalysts like Raney Ni, Pd&#8211;C, Pt, or Ru. Aldehydes and ketones can be reduced by this method, often under mild to moderate heat (25&#8211;100&#176;C) and pressure (1&#8211;5 atm H2), to yield 1&#176; and 2&#176; alcohols, respectively.
<img alt="Figure1" src="/files/ftp_upload/11925/11925_PT_Figure_1.svg" style="text-align: center; height: 90px;" />
Figure 1. Catalytic hydrogenation can be suitable for industrial applications when harsh conditions are not required, but unsaturated carbon&#8211;carbon bonds are also reduced.
Hydride reduction can be achieved by hydride transfer reagents, like sodium borohydride (NaBH4) and lithium aluminum hydride (LiAlH4, or LAH), as nucleophilic attack by a free hydride ion, <img alt="Figure2" src="/files/ftp_upload/11925/11925_PT_Figure_2.svg" style="height: 18px;" />, is almost unknown for NaH salts due to its high charge density, making it a strong base. The hydrogen atoms of LAH and NaBH4, being covalently bonded to boron and aluminum atoms, have partial negative charges, thereby enhancing their nucleophilicity at the cost of basicity. The first step of nucleophilic addition leads to the formation of alkoxide ions. The byproduct alkoxyborohydride or alkoxyaluminate reduces three more carbonyl molecules, successively transferring all their hydrogen atoms. Since hydride is a poor leaving group, the hydride transfer steps are irreversible, and therefore the reaction proceeds to completion. Lastly, the reaction mixture is worked up with solvent (i.e., water or alcohol in the case of NaBH4 and dilute acid in the case of LAH).
<img alt="Figure3" src="/files/ftp_upload/11925/11925_PT_Figure_3.svg" style="text-align: center; height:55px;" />
Figure 2. Aldehydes and symmetrical esters produce one 1&#176; alcohol product. Unsymmetrical esters produce a mixture of 1&#176; alcohols.
LAH, NaBH4, and their derivatives are highly useful in the reduction of aldehydes and ketones. LAH, a powerful reducing agent, can also reduce carbonyl compounds like acids, esters, acyl chlorides, and amides. LAH reacts violently with water and other protic solvents, liberating hydrogen gas and forming metal hydroxides/alkoxides. Hence, LAH reductions are typically carried out in aprotic solvents like anhydrous diethyl ether and THF.
<img alt="Figure4" src="/files/ftp_upload/11925/11925_PT_Figure_4.svg" style="text-align: center; height: 45px;" />
Figure 3. An alcoholic solution of lithium borohydride is a non-hazardous alternative to LAH in selectively reducing esters over acids.
On the other hand, NaBH4 is of a milder nature and generally reduces only in protic solvents like ethanol or methanol. Therefore, NaBH4 can be used to reduce aldehydes and ketones in the presence of functional groups like alkyl halides, esters, alkyl tosylates, and nitro groups. Diisobutylaluminum hydride (DIBAL-H) can also convert carbonyls to alcohols at room temperature by two successive additions of hydride ions. However, when reacted with esters at low temperatures, this reaction can be stopped at the aldehyde stage by adding only one equivalent of hydride ion.
Borane reduction uses a borane (BH3) solution in diethyl ether, THF, or Me2S to selectively reduce electron-rich carbonyl groups like carboxylic acids in the presence of other reducible functional groups such as esters and even ketones.
<img alt="Figure5" src="/files/ftp_upload/11925/11925_PT_Figure_5.svg" style="text-align: center; height: 65px;" />
Figure 4. The formation of a reactive triacylborate intermediate with a more electrophilic carbonyl group than the starting ester molecule drives the reduction reaction forward.
For living organisms, reduced coenzyme NADH or its phosphoester NADPH is equivalent to laboratory hydride reagents in enzyme catalysis of similar biological reductions.

카르보닐 화합물로부터의 알코올 : 환원

Reduction is a simple strategy to convert a carbonyl group to a hydroxyl group. The three major pathways to reduce carbonyls to alcohols are catalytic ...

유기화학

Unit 1

Alcohols and Phenols

주요 용어 및 개념

Preparation of Aldehydes and Ketones from Alcohols, Alkenes, and Alkynes

Aldehydes and ketones are prepared from alcohols, alkenes, and alkynes via different reaction pathways. Alcohols are the most commonly used substrates for synthesizing aldehydes and ketones. The conversion of alcohol to aldehyde, which involves the oxidation process, depends on the class of the alcohol used and the strength of the oxidizing agent. For instance, primary alcohol will form an aldehyde when treated with a weak oxidizing agent; however, it gets over-oxidized to a carboxylic acid in the presence of a strong oxidizing agent. Hence, a mild oxidant like pyridinium chlorochromate is used to convert primary alcohols to aldehydes.
Similarly, Swern and Dess&#8211;Martin oxidations, which employ weaker oxidizing agents, convert primary alcohols to aldehydes. The strength of the oxidizing agent is irrelevant when converting secondary alcohol to a ketone. Both mild and strong oxidants give ketones from secondary alcohols.
Unsaturated hydrocarbons like alkenes undergo an ozonolysis reaction to give aldehydes and ketones. The product formed depends on the substitution present across the double bond in an alkene. A monosubstituted alkene forms formaldehyde and another aldehyde molecule. However, disubstitution gives rise to two cases. A 1,1-disubstituted alkene upon ozonolysis forms a mixture of formaldehyde and ketone, while a 1,2-disubstituted alkene yields a mixture of aldehydes. Both aldehydes and ketones are formed when trisubstituted alkenes undergo ozonolysis, while tetrasubstituted alkenes form ketones exclusively.
Alkynes&#160;also form aldehydes and ketones under hydroboration-oxidation and acid-catalyzed hydration reaction conditions. The hydroboration-oxidation reaction favors anti-Markovnikov&#8217;s addition. Hence terminal alkynes form aldehydes, and internal alkynes&#160;yield ketones. On the other hand, the acid-catalyzed hydration reaction follows Markonikov&#8217;s addition, and thus both terminal and internal alkynes generate&#160;ketones.

Alcohols, Alkenes 및 Alkynes로부터 Aldehydes 및 Ketones의 제조

Aldehydes and ketones are prepared from alcohols, alkenes, and alkynes via different reaction pathways. Alcohols are the most commonly used substrates for ...

Aldehydes and Ketones

Preparation of Aldehydes and Ketones from Nitriles and Carboxylic Acids

Although it is possible to reduce a carboxylic acid to an aldehyde, strong reducing agents, like lithium aluminum hydride (LAH), prohibit a controlled reduction, instead causing the generated aldehyde to instantly over-reduce to a primary alcohol.
Reducing carboxylic acid derivatives like acyl chlorides (RCOCl), esters (RCO2R&prime;), and nitriles (RCN) using milder aluminum hydride agents like lithium tri-tert-butoxyaluminum hydride [LiAlH(O-t-Bu)3] and diisobutylaluminum hydride [DIBAL-H] allows the easy conversion of the derivative to the corresponding aldehyde. This is because alkylaluminum hydrides are less reactive than LAH, as the former is more sterically hindered.
According to recent studies, a reductant like diphenylsilane in combination with an air-stable Ni precatalyst and dimethyl dicarbonate as an activator converts most of the carboxylic acid to the aldehyde without causing any over-reduction.
In other studies, a hydrosilane through visible light photoredox catalysis efficiently reduces carboxylic acids to aldehydes.
Ketones, unlike aldehydes, can be directly prepared from carboxylic acids using organolithium reagents. The acid rapidly reacts with two equivalents of an organolithium reagent to form a dianion. This dianion gets protonated to form the corresponding hydrate, which loses a water molecule to give a ketone.
Both aldehydes and ketones can be prepared from nitriles using suitable reducing agents. Aldehydes are formed by the partial reduction of nitriles in the presence of DIBAL-H. The nitrile first forms an aluminum complex, which later, on hydrolysis, yields the corresponding aldehyde. Nitriles can be reduced to ketones via imine intermediates using Grignard or organolithium reagents.

니트릴과 카르복실산으로부터 알데히드와 케톤의 제조

Although it is possible to reduce a carboxylic acid to an aldehyde, strong reducing agents, like lithium aluminum hydride (LAH), prohibit a controlled ...

Preparation of Aldehydes and Ketones from Carboxylic Acid Derivatives

Aldehydes are more reactive than carboxylic acids and hence, can get over-reduced to alcohol in the presence of strong reducing agents. Therefore, carboxylic acids are&#160;inefficient in preparing aldehydes using LAH.
Carboxylic acid derivatives like acid chlorides and esters are more easily reducible than the corresponding acids. The derivatives reduce in the presence of mild reducing agents to give aldehydes. Aldehydes can also be prepared by Rosenmund reduction, that is, the reduction of acid chloride via hydrogenation over a poisoned catalyst. Catalytic poisoning inhibits the over-reduction of aldehydes. A Grignard reagent reduces an acid chloride to tertiary alcohol via a ketone intermediate. The reaction can be stopped at the ketone stage using a milder reducing agent like the Gilman reagent (R2CuLi). Aryl ketones can be prepared by Friedel&#8211;Crafts acylation&#160;in which acid chloride is treated with benzene and AlCl3.
Another carboxylic acid derivative, an ester, can be reduced to an aldehyde using DIBAL-H at dry ice temperature to give an aldehyde. Ketones cannot be prepared directly from esters because ketones are more reactive than esters and tend to over-reduce to tertiary alcohol.

카르복실산 유도체로부터 알데히드 및 케톤의 제조

Aldehydes are more reactive than carboxylic acids and hence, can get over-reduced to alcohol in the presence of strong reducing agents. Therefore, ...

Reactions of Aldehydes and Ketones: Baeyer&ndash;Villiger Oxidation

Baeyer&#8211;Villiger oxidation converts aldehydes to carboxylic acids and ketones to esters. The reaction uses peroxy acids or peracids and is often catalyzed by acid. The reaction is named after its pioneers, Adolf von Baeyer and Victor Villiger. The reaction is achieved by a wide range of peracids such as m-chloroperoxybenzoic acid (mCPBA), perbenzoic acid (C6H5COOOH), peracetic acid (CH3COOOH), hydrogen peroxide (H2O2), and tert-butyl hydroperoxide (t-BuOOH).
The carbonyl center is activated by protonating the carbonyl oxygen. The peracid then adds across the C=O bond to give a tetrahedral intermediate called the Criegee intermediate. During the concerted intramolecular rearrangement that follows, the carbonyl group is restored, a group migrates from carbon to oxygen, and the weak peroxide bond cleaves to give an acid (if the substrate is an aldehyde) or an ester (if the substrate is a ketone).
<img alt="Figure1" src="/files/ftp_upload/12341/12341_PT_Figure_1.svg" style="text-align: center; height: 275px;" />
The migratory aptitude of different groups follows the order of &#8211;H &#62; &#8211;CR3 &#62; &#8211;CHR2 &approx; &#8211;Ph &#62; &#8211;CRH2 &#62; &#8211;&NoBreak;CH3. This makes Baeyer&#8211;Villiger oxidation regioselective. Also, the reaction retains the stereochemistry at the migrating center for asymmetrical substrates. Reactions involving cyclic ketones produce lactones.

Reactions of Aldehydes and Ketones: Baeyer&amp;#8211;Villiger Oxidation

알데히드와 케톤의 반응: Baeyer-Villiger 산화

Baeyer&#8211;Villiger oxidation converts aldehydes to carboxylic acids and ketones to esters. The reaction uses peroxy acids or peracids and is often ...

&alpha;-Hydroxy Ketones via Reductive Coupling of Esters: Acyloin Condensation Overview

The pinacol and McMurry reactions involve the reductive coupling of ketones or aldehydes. Similarly, the bimolecular reductive coupling of two ester molecules in the presence of sodium metal in an aprotic solvent yields an &#945;-hydroxy ketone product. The &#945;-hydroxy ketone is also called acyloin, so the reaction is referred to as &#8216;acyloin condensation.&#8217;
<img alt="Figure1" src="/files/ftp_upload/12908/12908_PT_Figure_1.svg" style="text-align: center; height: 65px;" />
In the acyloin condensation reaction, esters are converted to ketyls, which undergo radical dimerization to form an unstable tetrahedral intermediate. Further, this intermediate collapses to give a 1,2-diketone intermediate. The 1,2-diketones are comparatively more reactive than ketones towards electrophiles and reducing agents because of lower &#960;* energy. Consequently, two electrons sequentially transfer to the 1,2-diketone to form an enediolate. Lastly, the enediolate intermediate is quenched with acid to yield an &#945;-hydroxy ketone with a good yield.
Often some by-products are obtained alongside the major product because of the reactivity of nucleophilic enediolate. To overcome the side reactions and improve the yield of an acyloin, trimethylsilyl chloride is used to silylate the enediolate. This results in a bis-silyl ether, further hydrolyzed with aqueous acid to give &#945;-hydroxy ketones.

&amp;#945;-Hydroxy Ketones via Reductive Coupling of Esters: Acyloin Condensation Overview

에스테르의 환원적 결합을 통한 α-하이드록시 케톤: 아실로인 응축 개요

The pinacol and McMurry reactions involve the reductive coupling of ketones or aldehydes. Similarly, the bimolecular reductive coupling of two ester ...

Radical Chemistry

Alkylation of &beta;-Ketoester Enolates: Acetoacetic Ester Synthesis

Acetoacetic ester synthesis is a method to obtain ketones from alkyl halides and &beta;-keto esters. The reaction occurs in the presence of an alkoxide base that abstracts the acidic proton of the &beta;-keto esters. The step results in an enolate ion which is doubly stabilized. The enolate then reacts with an alkyl halide via the SN2 process to produce an alkylated ester intermediate with a new C&#8211;C bond. The hydrolysis of the intermediate, followed by acidification, results in an alkylated &beta;-keto acid. Under high-temperature conditions, the &beta;-keto acid undergoes decarboxylation to form a ketone. However, if the alkylation is repeated before hydrolysis and decarboxylation steps, a disubstituted ketone is obtained.

Alkylation of &amp;#946;-Ketoester Enolates: Acetoacetic Ester Synthesis

β-Ketoester Enolates의 알킬화: Acetoacetic Ester 종합

Acetoacetic ester synthesis is a method to obtain ketones from alkyl halides and &beta;-keto esters. The reaction occurs in the presence of an alkoxide ...