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출처: 비 M. 동과 김 다니엘, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아

분자의 합성 중 반응성과 선택성을 제어하는 것은 화학자에게 매우 중요한 기준입니다. 이것은 화학자가 주어진 작업에 적합한 시약을 선택하고 선택할 수있는 많은 시약의 개발로 이어졌습니다. 종종 반응성과 선택성 사이의 균형을 이루어야 합니다. 이 실험은 IR 분광법을 사용하여 반응을 모니터링하고 탄산 화합물의 반응성뿐만 아니라 수화물 감소 시약의 반응성을 이해합니다.

Principles

수화물 기증자 시약을 이해하기 전에, 탄산 화합물의 반응성을 이해해야합니다. 카보닐 화합물은 카보닐 탄소에 약간의 양전하를 가지며 전기필문자가 됩니다. 따라서, 양전하를 갖는 카보닐 화합물은 수화물 기증자와 같은 상이한 뉴클레오필에 더 반응한다. 아실 염화물은 좋은 떠나는 그룹 (Cl-)또한 매우 전기 성 만들기. 에스테르와 아미드는 카보닐상 제2이종에서 강한 공명 구조로 인해 더욱 안정적입니다.

카보닐 화합물의 대부분의 감소는 붕소 또는 알루미늄에서 수화물을 전송하는 시약으로 이루어집니다. 이 유형의 두 가지 일반적인 시약은 보로하이드라이드 나트륨과 리튬 알루미늄 수화물입니다. 보로하이드라이드 나트륨은 덜 반응성이 있는 기증자 시약이지만 알데히드와 케톤을 알코올로 줄이는 데 효율적입니다. 그러나 리튬 알루미늄 수화물은 훨씬 더 반응적이며 케톤과 알데히드를 알코올로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 에스테르, 아미드 및 카복실산을 줄일 수 있습니다.

반응성에서 다양한 정도를 입증하기 위해, 두 개의 카보닐 기능성 그룹과의 반응은 수화물 기증 감소 시약으로 두 가지 조건 세트를 받게 됩니다.

Procedure

1. 에틸 아세토아세테이트의 특성 측정

  1. 시작 재료 (에틸 아세토 아세테이트)의 IR을 가져 가라.
  2. 60% 헥산에 40% 에틸 아세테이트를 사용하여 TLC를 복용하십시오.

2. 보로하이드라이드 나트륨과 에틸 아세토아세테이트 감소

  1. 라운드 하단 플라스크에 에틸 아세토아세테이트 1mmol를 추가합니다.
  2. 에탄올 5mL를 넣고 소용돌이치며 완전히 섞습니다.
  3. 비커를 얼음 수조로 낮추어 보입니다.
  4. 1mmol의 나트륨 보하이드라이드의 무게를 천천히 에틸 아세토아세테이트의 교반 용액에 추가합니다.
    1. 작은 부분에 추가합니다. 반응은 격렬하게 외설적이고 거품입니다.
  5. 즉시 반응이 완료될 때까지 몇 분마다 TLC의 반응을 모니터링합니다.
  6. 완료되면 반응 혼합물에 10mL의 물을 추가합니다.
  7. 분리 깔때기로 옮기고 에틸 아세테이트 (2x 30 mL)로 추출하십시오.
  8. DI 워터(1x 30mL)와 염수(1x 30mL)로 건조합니다.
  9. 황산나트륨을 통해 건조하고 둥근 바닥 플라스크로 필터링합니다.
  10. 회전 증발기의 용매를 증발시다.
  11. 감소 제품의 TLC 및 IR을 가져 가라.

3. 리튬 알루미늄 하이드라이드로 에틸 아세토아세테이트 감소

  1. 리튬 알루미늄 수화물 1mmol을 마른 둥근 바닥 플라스크에 넣고 중격으로 캡을 넣습니다.
  2. 질소 입구 라인을 사용하여 질소 가스로 플라스크를 제거합니다. 출구 밸브가 있는지 확인합니다.
  3. 10mL의 드라이 THF를 추가합니다.
  4. 둥근 바닥 플라스크를 얼음 욕조에 넣습니다.
  5. 에틸 아세토아세테이트 1mmol의 용액을 3mL의 건조 THF로 만들고 천천히 반응 플라스크에 드롭와이즈를 추가합니다.
  6. 모든 시약이 추가될 때까지 반응은 활발하게 거품을 낸다.
  7. 즉시 반응이 완료될 때까지 몇 분마다 TLC의 반응을 모니터링합니다.
  8. 완료되면 M HCl 드롭와이즈 1을 추가합니다. 모든 LiAlH4가 소비될 때까지 반응은 활발하게 거품을 낸다.
  9. 일단 (더 이상 버블링)를 소비하면, 중격은 에틸 아세테이트 (40 mL) 및 1 M HCl (20 mL)으로 제거하고 희석 할 수 있습니다.
  10. 분리 깔때기로 전송합니다.
  11. 에틸 아세테이트(3x 50mL)로 추출합니다.
  12. 소금물 (1 x 50 mL)으로 건조하십시오.
  13. 황산나트륨을 통해 건조하고 둥근 바닥 플라스크로 필터링합니다.
  14. 회전 증발기의 용매를 증발시다.
  15. 감소 제품의 TLC 및 IR을 가져 가라.

Results

Figure 1
그림 1. 에틸 3-하이드록시부티레이트에 대한 대표적인 IR 결과.

Application and Summary

카보닐 반응성 및 수화물 기증자 능력의 동향을 검토하고 입증했습니다. 일반적으로 사용되는 두 시약의 시각적 반응성은 명백하며 평가할 수 있습니다.

감소 또는 다른 종류의 반응을 위한 새로운 방법을 개발할 때 시약 및 기능 그룹의 반응성에 대한 이해는 매우 중요합니다. 어떤 반응의 선택성 및 반응성을 제어하는 것은 화학 적 단계에 사용되는 시약을 결정할 때 고려해야 할 중요한 요소입니다. 이것은 새로운 시약 및 새로운 방법을 개발하기 위하여 화학자 드라이브.

주기적인 동향의 검토는 유기 화학에서 아직도 중요합니다. 예를 들어, 물에 칼륨 금속을 추가할 때 나트륨 금속을 물에 첨가할 때보다 더 격렬한 폭발이 있습니다. 이러한 이유로, 우리는 LiAlH4NaBH 4보다 더 반응적인 이유에 대한 비교및 추론에이 비유를 확장 할 수 있습니다.

뉴클레오필과 전기애호가의 전체 스펙트럼에서 반응성이 중요합니다. 약한 뉴클레오필은 약한 전기필과 반응하지 않을 것이다. 그러나 더 반응성 전기 필은 동일 약한 뉴클레오필로 반응할 수 있습니다. 그것은 모두 그들의 반응성과 조건에 따라 달라집니다.

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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

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