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알케네스의 오조노리시스

Overview

출처: 비 M. 동과 지웨이 첸, 캘리포니아 대학교 어바인, 캘리포니아 화학학과

본 실험은 이소우제놀로부터 의아닐린을 합성하기 위한 오존석증 반응의 예를 보여준다(도 1). 알케네의 오존분해, 오존과 알케네 사이의 산화 반응은 알데히드, 케톤 및 카복실산을 준비하는 일반적인 방법입니다. 이 실험은 또한 오존 발생기와 저온(−78°C) 반응의 사용을 보여줍니다.

Figure 1
그림 1. 이소우게놀의 오존을 보여주는 다이어그램.

Principles

알케인의 산화분열은 2개의 탄산염-그룹 함유 화합물로 오존석반응(도2)이라고불린다. 제안된메커니즘(도 3)은[3+2] 오존이 있는 알케네 1 사이에 [3+2] 사이클로추가첨가로 시작하여 연체중형 A를생성한다. A는 불안정하며 zwitterion B를통해 보다 안정적인 오존니드 C로 재배열합니다. C는 두 탄산염 제품(2, 3)및 디메틸 황산화물을 가구하는 디메틸 황화물과 같은 환원의 존재에서 분해. 뉴클레오필성 용매가 사용될때(예를 들어,메탄올), 뉴클레오필은 중질고화물 E를형성하기 위해 중간 B를 공격하며, 이는 디메틸 황화물이 첨가될 때 생성물 3에 분해된다(도4). 반응은 전형적으로 -78°C에서 수행되어 측면 반응을 방지하고 반응이 완료된 시기를 결정하는 지표의 존재에 있다. 수단 III는 일반적으로 사용되는 지표입니다. 처음에 반응 혼합물은 빨간색이며 모든 알케인이 소비될 때 보라색 /파란색으로 변합니다. 모든 알케인이 반응하면 N-N 이중 결합이 있는 지표가 오존과 반응하여 색상변화를 줍니다.

Figure 2
그림 2. 환원 작업과 알케인의 일반적인 오존리시스 반응을 보여주는 다이어그램.

Figure 3
그림 3. 알케네 오존리시스의 일반적인 메커니즘을 보여주는 다이어그램.

Figure 4
그림 4. 중간 B에서 하이드로퍼산화물의 형성을 보여주는 다이어그램.

Procedure

  1. 200 mg의 이소우제놀, 15mL의 MeOH, ~ 2 mg의 수단 III를 마그네틱 교반 바가 장착된 3넥 50mL 라운드 하단 플라스크에 넣습니다.
  2. 반응 플라스크를 산소 탱크와 버머에 연결합니다.
  3. 산소의 흐름을 켭니다.
  4. 반응 혼합물을 드라이 아이스/아세톤 욕조로 식힙니다.
  5. 오존 생성기를 켜면 탱크에서 오존으로 산소를 변환하여 반응 플라스크로 전환합니다. 발전기는 산소 탱크와 반응 플라스크 사이에 있을 것입니다. 붉은 색이 보라색 /파란색으로 변할 때까지 반응 혼합물을 저어 줍니다.
  6. 오존 발생기를 끄고 산소가 오존의 반응 혼합물을 5분 동안 제거하도록 허용합니다.
  7. 냉각 목욕을 제거하고 디메틸 황화물 0.2 mL를 추가합니다.
  8. 1 시간 동안 실온으로 따뜻하게하면서 반응 혼합물을 저어줍니다.
  9. 회전 증발에 의해 용매를 제거합니다. 실리카 젤을 뷔흐너 깔때기에 넣음으로써 실리카 플러그를 만드세요. 잔류물을 헥산의 10% 에틸 아세테이트로 녹이고 진공 아래 실리카 플러그를 통해 용액을 전달하여 불순물을 제거합니다. 실리카 플러그를 헥산에 10% 에틸 아세테이트로 2회 더 씻으십시오. 분과를 수집하고 회전 증발에 의해 용매를 제거하여 바닐린을 백색 고체로 얻습니다.
  10. 얻은 바닐라닌의 백분율 수율을 계산하고 융점(m.p.) 및 1HNMR을 사용하여 순도와 정체성을 확립합니다.

Results

바닐라닌은 백색 고체 (150 mg, 76 % 수율);로 수득되었다; m.p. 76-79 °C; 1 H NMR (400 MHz, CDCl3)δ 9.82 (br s, 1H), 7.43-7.41 (m, 2H), 7.04 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 6.30 (s, 1H), 3.96 (s, 3H).

Application and Summary

본 실험에서, 우리는 오존석 반응을 사용하여 이소우제놀에서 바닐라닌의 합성을 시연했다. 또한, 저온 반응을 수행하면서 오존 발생기를 사용하는 것이 나타났다.

오조노리시스는 알케네스로부터 알데히드, 케톤 및 카복실산을 준비하는 데 유용한 반응이다. 천연 제품 합성 및 의약품의 산업 규모의 제조에 적용되었습니다. Artemisinin는 강력한 말라리아 에이전트이고 의학에서 2015 년 노벨상에서 인정된 천연 물 중 하나였습니다. (R)(+)-pulegone로부터의 10단계 합성에서, 오존석은 천연제품을 만들기 위해 마지막 단계에서 사용되었다(도5). 세프티부텐과 세파클로르는 산업 규모에서 생산되는 세팔로스포린 항생제입니다. 하나의 상용 경로는 오존용증을 사용하여 두화합물(그림 6)에정교하게 할 수 있는 공통 키 중간체에 액세스합니다.

Figure 5
그림 5. 아테미신 합성의 마지막 단계로 오존석증을 보여주는 다이어그램.

Figure 6
그림 6. 오존용을 보여주는 다이어그램은 세파클러와 세프티부텐의 발산 합성에서 핵심 중간체를 준비한다.

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