JoVE Logo

Sign In

צמצום סוכנים

Overview

מקור: Vy M. דונג ודניאל קים, המחלקה לכימיה, אוניברסיטת קליפורניה, אירווין, קליפורניה

שליטה על תגובתיות וסלקטיביות במהלך סינתזה של מולקולה היא קריטריונים חשובים מאוד עבור כימאים. זה הוביל להתפתחות של ריאגנטים רבים המאפשרים לכימאים לבחור ריאגנטים המתאימים למשימה נתונה. לעתים קרובות, יש להשיג איזון בין תגובתיות לסלקטיביות. ניסוי זה ישתמש בספקטרוסקופיית IR כדי לפקח על התגובה ולהבין את התגובה של תרכובות קרבוניל, כמו גם את התגובה של ריאגנטים להפחתת הידריד.

Principles

לפני הבנת ריאגנטים תורם הידריד, התגובה של תרכובות קרבוניל צריך להיות מובן. תרכובות קרבוניל יש מטען חיובי קל על קרבוניל-פחמן נותן לו אופי אלקטרופילי. לכן, תרכובות קרבוניל שיש להם מטען חיובי מגיבים יותר לנוקלופילים שונים כגון תורם הידריד. לאציל כלורידים יש קבוצת עזיבה טובה (Cl-) מה שהופך אותו גם אלקטרופילי מאוד. אסטרים ואמידים יציבים יותר בגלל מבנה התהודה החזק מההטרואטום השני על הקרבוניל.

רוב ההפחתות של תרכובות קרבוניל נעשות עם ריאגנטים המעבירים הידריד מבורון או אלומיניום. שני ריאגנטים נפוצים מסוג זה הם נתרן בורוהיד ואלומיניום ליתיום הידריד. נתרן בורוהידריד הוא ריאגנט תורם פחות תגובתי אבל הוא יעיל להפחתת אלדהידים וקטונים לאלכוהול. עם זאת, ליתיום אלומיניום הידריד הוא הרבה יותר תגובתי והוא יכול להפחית קטונים ואלדהידים לאלכוהול, אבל גם להפחית אסטרים, amides, וחומצות קרבוקסיליות.

כדי להדגים את מידת התגובה המשתנה, תגובה עם שתי קבוצות פונקציונליות קרבוניל תהיה נתונה לשני סטים של תנאים עם ריאגנטים להפחתת הפחתת הידרונטים.

Procedure

1. תכונות מדידה של אתיל אצטואצאט

  1. קח IR של החומר ההתחלתי (אתיל אצטואצטט).
  2. קח TLC באמצעות 40% אתיל אצטט ב 60% hexanes.

2. הפחתת אתיל אצטואצטאט עם נתרן בורוהידריד

  1. מוסיפים 1 mmol של אתיל אצטואצטאט לבקבוקון עגול התחתון.
  2. מוסיפים 5 מ"ל של אתנול ומערבבים לערבב לחלוטין.
  3. מנמיכים את הכיס לאמבטיית מי קרח.
  4. שקול 1 mmol של נתרן בורוהידריד ולאט לאט להוסיף לתמיסה המעורבטת של אתיל אצטואצטט.
    1. מוסיפים מנות קטנות. התגובה היא אקסותרמית ובועות במרץ.
  5. מיד לאחר מכן, לפקח על התגובה על ידי TLC כל כמה דקות עד התגובה הושלמה.
  6. לאחר השלמת, להוסיף 10 מ"ל של מים לתערובת התגובה.
  7. מעבירים למשפך מפריד ומחלצים עם אתיל אצטט (2x 30 מ"ל).
  8. יבש עם מים DI (1x 30 מ"ל) ועם מי מלח (1x 30 מ"ל).
  9. יבש מעל נתרן גופרתי ומסנן לבקבוקון עגול.
  10. לאדות את הממס על מאיד סיבובי.
  11. קח TLC ו- IR של מוצר ההפחתה.

3. הפחתת אתיל אצטואצטאט עם ליתיום אלומיניום הידרוריד

  1. מוסיפים 1 mmol של ליתיום אלומיניום הידריד לתוך בקבוקון עגול יבש וכובע אותו עם מחיצה.
  2. מטהר את הבקבוקון בגז חנקן באמצעות קו מפרצון חנקן. הקפד לקבל שסתום יציאה.
  3. יש להוסיף 10 מ"ל של THF יבש.
  4. מניחים את הבקבוקון העגול לתוך אמבט קרח.
  5. הפוך פתרון של 1 mmol של אתיל אצטואצטט לתוך 3 מ"ל של THF יבש לאט להוסיף dropwise לתוך בקבוקון התגובה.
  6. התגובה תתפוצץ במרץ עד שכל הריאגנט יוסיף.
  7. מיד לאחר מכן, לפקח על התגובה על ידי TLC כל כמה דקות עד התגובה הושלמה.
  8. לאחר השלמת, הוסף 1 M HCl dropwise. התגובה תבעבע במרץ עד שכל LiAlH4 נצרך.
  9. לאחר הצריכה (לא עוד מבעבע), המחיצה ניתן להסיר מדולל עם אצטט אתיל (40 מ"ל) ו 1 M HCl (20 מ"ל).
  10. מעבירים למשפך נפרד.
  11. תמצית עם אתיל אצטט (3x 50 מ"ל).
  12. יבש עם מי מלח (1x 50 מ"ל).
  13. יבש מעל נתרן גופרתי ומסנן לבקבוקון עגול.
  14. לאדות את הממס על מאיד סיבובי.
  15. קח TLC ו- IR של מוצר ההפחתה.

Results

Figure 1
איור 1. תוצאות IR מייצגות עבור אתיל 3-הידרוקסיבוטיראט.

Application and Summary

המגמות של תגובתיות קרבוניל ויכולת תורם הידריד נבדקו והוכחו. תגובתיות חזותית של שני ריאגנטים נפוצים ניכרת וניתן להעריך אותה.

ההבנה של התגובה של ריאגנטים וקבוצות פונקציונליות היא בעלת חשיבות גבוהה בעת פיתוח שיטות חדשות להפחתות או כל סוג אחר של תגובה. שליטה על הסלקטיביות והתגובה של כל תגובה היא גורם חשוב שיש לקחת בחשבון בעת החלטה על ריאגנטים המשמשים לצעד כימי. זה מניע כימאים לפתח ריאגנטים חדשים ושיטות חדשות.

סקירת המגמות התקופתיות עדיין חשובה בכימיה אורגנית. לדוגמה, בעת הוספת מתכת אשלגן למים, יש פיצוץ אלים יותר מאשר כאשר מתכת נתרן מתווסף למים. מסיבה זו, אנו יכולים להרחיב אנלוגיה זו להשוואה ולהיגיון מדוע LiAlH4 מגיב יותר מאשר NaBH4.

על כל הספקטרום של נוקלופילים ואלקטרופילים, תגובתיות חשובה. נוקלאופילי חלש לא יגיב עם אלקטרופיל חלש; אבל אלקטרופיל תגובתי יותר עשוי להגיב עם אותו נוקלאופילי חלש. הכל תלוי בתגובה שלהם ובתנאים.

Tags

Skip to...

0:04

Overview

1:00

Principles of Carbonyl Reduction

3:37

Reducing Ethyl Acetoacetate with Sodium Borohydride

5:34

Reducing Ethyl Acetoacetate with Lithium Aluminum Hydride

7:20

Results

8:36

Applications

9:58

Summary

Videos from this collection:

article

Now Playing

צמצום סוכנים

Organic Chemistry II

43.1K Views

article

ניקוי כלי זכוכית

Organic Chemistry II

123.6K Views

article

החלפה נוקלאופילית

Organic Chemistry II

99.6K Views

article

תגובת גיניארד

Organic Chemistry II

149.1K Views

article

n-בוטיליתיום טיטריון

Organic Chemistry II

47.9K Views

article

מלכודת דין-סטארק

Organic Chemistry II

100.4K Views

article

אוזונוליזה מאלקנס

Organic Chemistry II

67.0K Views

article

אורגנוקטליזה

Organic Chemistry II

16.7K Views

article

צימוד צולב מזורז פלדיום

Organic Chemistry II

34.4K Views

article

סינתזת פאזה מוצקה

Organic Chemistry II

41.1K Views

article

הידרוגנציה

Organic Chemistry II

49.6K Views

article

פילמור

Organic Chemistry II

94.2K Views

article

נקודת התכה

Organic Chemistry II

149.9K Views

article

ספקטרוסקופיית אינפרא אדום

Organic Chemistry II

215.1K Views

article

פולארימטר

Organic Chemistry II

100.0K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved