Chemia Organiczna Zaawansowana

Transkrypt

1 Instrukcje do ćwiczeń Chemia rganiczna Zaawansowana Laboratorium Specjalizacja CHEMIA RGANICZNA I rok CHEMII II stopnia Białystok 2017

2 Ćwiczenie 1 Blokowanie grup hydroksylowych H H H H H + H 2 S 4 H PCC, MS 4A CH 2 Cl 2 ETAP I Synteza 1,2,5,6-dicykloheksylidenoglukofuranozy H H H H H + H 2 S 4 H Przeprowadź syntezę 1,2,5,6-dicykloheksylidenoglukofuranozy zgodnie z przepisem podanym J. Am. Chem. Soc., 1949, 71(9), na skalę 2.5g glukozy. ETAP II Utlenienie 1,2,5,6-dicykloheksylidenoglukofuranoza do 1,2,5,6-dicykloheksylideno-6- oksoglukofuranoza H PCC, MS 4A CH 2 Cl 2 Poddać utlenianiu za pomocą PCC wobec sit molekularnych 3A 250 mg 1,2,5,6- dicykloheksylidenoglukofuranozy zgodnie z przepisem podanym przez J. Herscovici i wsp. w J. Chem. Soc. Perkin Trans I., 1967 (1982).

3 omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu.

4 Ćwiczenie 2 Synteza N,N-dietylo-3-(n-propoksykarbonylo)propanoamidu (repelentu owadziego) n-prh n-prc CH SCl 2, DMF n-prc CCl 2 Et 2 NH -Et 2 NH. HCl n-prc CNEt 2 Przeprowadzić trójetapową syntezę N,N-dietylo-3-(n-propoksykarbonylo)propanoamidu z 20 mmoli bezwodnika bursztynowego i 40 mmoli n-propanolu zgodnie z syntezą opisaną w J. Chem. Edu. 1982, 59, omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanych produktów.

5 Ćwiczenie 3 Etap I (S)-(+)--butyrolakton z kwasu L-glutaminowego HC CH NaN 2, HCl HC NH 2 Syntezę przeprowadzić na skalę 4g kwasu glutaminowego zgodnie z przepisem zamieszczonym w J. Chem. Edu. 1990, 67, Etap II (S)-(+)--Etoksykarbonylo--butyrolakton HC EtH, H + C 2 H 5 C Wariant a: W kolbie kulistej o poj. 100 ml, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną zabezpieczoną przed dostępem wilgoci, umieszcza się 3,2 g (S)--karboksy--butyrolaktonu, 6,5 ml bezwodnego etanolu, 15 ml bezwodnego benzenu i 0,1 g bezwodnego kwasu p-toluenosulfonowego. Zawartość kolby ogrzewa się do wrzenia przez 5 godzin, a następnie zastępuje się chłodnicę zwrotną chłodnicą destylacyjną i zbiera destylat do temperatury 79 C. Do pozostałości dodaje się 50 ml benzenu, przemywa kolejno: wodą, 10% roztworem węglanu sodu i ponownie wodą. Roztwór organiczny suszy się siarczanem magnezu, sączy i rozpuszczalnik oddestylowuje na

6 wyparce obrotowej. Pozostałość destyluje się pod obniżonym ciśnieniem zbierając frakcję wrzącą w temperaturze C/10 mm Hg. trzymuje się 6,2 g (76%) (S)-(+)--etoksykarbonylo-butyrolaktonu, [] D 32 = (c = 2.93, etanol). Wariant b: Lakton, uzyskany w poprzednim etapie poddano estryfikacji bezwodnym etanolem za pomocą DCC wobec DMAP zgodnie z przepisem podanym przez A. Ammazzalorso i wsp. w Tetrahedron Letters 43, (2002). Wariant c: Lakton, uzyskany w poprzednim etapie poddano estryfikacji bezwodnym etanolem za pomocą DCC w acetonitrylu zgodnie z przepisem podanym przez R. Shelkov i wsp. w rg. Biomol. Chem., 2004, 2, schemat reakcji. omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu.

7 Ćwiczenie 4 Etap I Kondensacja Dielsa-Aldera bezwodnika maleinowego i furanu. + 1 Kondensacje furanu z bezwodnikiem maleinowym należy przeprowadzić w oparciu o przepis z artykułu Bioorganic Chemistry, 2003, 31,68-69 na skalę 2.5g bezwodnika maleinowego. etap II wariant b wariant a Et Et EtH, DCC 1 NaBH 4 a) Redukcja bezwodnika 1 do laktonu 2 za pomocą NaBH 4. Redukcję bezwodnika 1 (0.1g) za pomocą NaBH 4 przeprowadzono zgodnie z przepisem podanym przez S. Takano i wsp. Synthesis, 43 (1974),. b) Estryfikacja bezwodnika 1 za pomocą DCC. Estryfikacje bezwodnika przeprowadzono 1 (0.2g) za pomocą DCC, (stosując zamiast 4-pirolidynopirydyny DMAP) zgodnie z przepisem podanym przez A. Hassner i wsp. Tetrahedron Letters 46, (1978). schemat reakcji.

8 omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu.

9 Ćwiczenie 5 Blokowanie grup hydroksylowych H H H H H I etap paraaldehyd H 2 S 4 CH 3 H H H II etap Ac 2 /Py CH 3 Ac Ac Ac etap I Etap I wykonaj w oparciu o procedurę zmieszczoną w artykule J. Am. Chem. Soc., 82, 2301 (1960) na skalę 5 g glukozy. etap II Acetylowanie 4,6-etylideno-D-glukozy wykonaj w oparciu o procedurę zmieszczoną w artykule Synthesis 1992, schemat reakcji. temperaturę topnienie otrzymanego produktu, omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu.

10 Ćwiczenie 6 D,L--Fenyloseryna, izomery erytro- i treo CH + CH 2 CH ō H H CH NH 2 + CH NH 2 H NH 2 Wykonaj kondensację dla 10 g glicyny zgodnie z procedurą opisaną w Chem. Pharm. Bull. 2003, 51, omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu.

11 Ćwiczenie 7 Kataliza przeniesienia międzyfazowego Ester etylowy kwasu fenyloglicydowego (kondensacja Darzensa) CH K + 2 C 3, 18-C-6 ClCH 2 CC 2 H 5 CH CH CC 2 H o C Z + E Kondensację benzaldehydu z chlorooctanem etylu należy przeprowadzić zgodnie z przepisem podanym w benzaldehydu. J. rg. Chem., Vol. 43, No. 24, 4682 (1978) dla 0.05 mola omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu.

12 Ćwiczenie 8 Utlenienie cholesterolu do 5,6-epoksycholesterolu H mcpba, CHCl 3 18h, t.pok. H Reakcje dla 1 mmola cholesterolu przeprowadzić zgodnie z przepisem podanym przez E. Ma i współpracowników w Steroids, 2005, 70, omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu.

13 Ćwiczenie 9 Synteza cynamononitrylu CH + CH 3 CN KH,CH 3CN CH=CHCN (Z + E) Kondensację benzaldehydu z acetonitrylem należy przeprowadzić zgodnie z przepisem podanym w Tetrahedron Lett. 1976, 39, dla 0.05 mola benzaldehydu. omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu, stosunek izomeru cis do trans.

14 Ćwiczenie 10 Borneol kamfora izoborneol H C CH 3 H C CH 3 H C CH Na 2 Cr 2 7 NaBH 4 H CH CH CH H H H Utlenianie borneolu do kamfory Wariant a: utlenianie za pomocą dichromianu sodowego 1 g Borneolu należy utlenić do kamfory za pomocą dichromianu sodu zgodnie z załączonym przepisem. Wariant b: utlenianie za pomocą PDC 1 g Borneolu utleniono do kamfory za pomocą PDC zgodnie z przepisem podanym w Synth. Commun., 23, 2701 (1993). Redukcja kamfory za pomocą borowodorku sodowego Redukcję 0.5 g kamfory należy wykonać za pomocą NaBH 4 według załączonego przepisu. omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu, Stosunek ilościowy produktów redukcji kamfory.

15 Ćwiczenie 11 Kwas 5,6--izopropylideno-L-askorbinowy H CH 3 H CH 3 CCl CH 3 CH 3 CCH 3 H H H H Reakcję należy wykonać zgodnie z przepisem podanym w Tetrahedron Lett., 57, 5899 (2016) dla 3 g kwasu L-askorbinowego. omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu.

16 Ćwiczenie 12 Rozdział D,L--fenyloetyloaminy na enancjomery CH 3 NH 2 kwas winowy CH 3 NH 2 CH 3 H 2 N + Rozdziału 6 g racemicznej -fenyloetyloaminy należy dokonać metodą opisaną w J. Chem. Edu. 1965, 42, 269. schemat reakcji oraz zasadę rozdziału, wydajność rozdziału, skręcalność właściwą.

17 Ćwiczenie 13 7,7-Dichlorobicyklo[4,1,0]heptan (dichloronorkaran) + CHCl 3 NaH TEBA Cl Cl Reakcję należy wykonać zgodnie z przepisem podanym w Tetrahedron Lett., 53, 4659 (1969) dla 10 ml cykloheksenu. omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu.

18 Ćwiczenie 14 Asymetryczna kondensacja aldolowa + H prolina H DMS Kondensację 1 mmola benzaldehydu z acetonem należy przeprowadzić zgodnie z procedurąpodaną w J.Am.Chem.Soc., 122, 2395 (2000) omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu, nadmiar enancjomeryczny (e.e.) dla powstałego związku wyznaczony w oparciu o widma NMR zarejestrowane dla próbki z dodatkiem TFAE.

19 Ćwiczenie 15 Biokataliza WARIANT A: Synteza cis 4-t-butylocykloheksanolu H NaBH 4 t-bu t-bu H PDC t-bu drożdże piekarskie t-bu H 1. Utlenienie 4-t-butylocykloheksanolu za pomocą PDC Procedurę utlenienia znaleźć w bazie Reaxys. Reakcję wykonać na skalę 0.5g 4-tbutylocykloheksanolu. 2. Redukcja 4-t-butylocykloheksanonu za pomocą NaBH 4 Reakcję przeprowadzić dla 0.05g ketonu według przepisu podanego w Chem. Educator 2000, 5, Redukcja 4-t-butylocykloheksanonu za pomocą drożdży piekarskich Reakcję przeprowadzić dla 0.4 g ketonu według przepisu podanego w Chem. Educator 2000, 5, stosunek otrzymanych diastereoizomerów w obu reakcjach redukcji, omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu

20 Ćwiczenie 15 Biokataliza WARIANT B: Redukcja acetylooctanu etylu z użyciem drożdży piekarskich (w rozpuszczalniku organicznym) drożdże H Et eter naftowy, 35 o C, 24h Et Reakcję dla 20 mmola acetylooctanu etylu przeprowadzić zgodne z przepisem podanym przez M. Demutha i współpracowników w Tetrahedron, 1997, 53, lub przez A. J. Smallridge i współpracowników w Tetrahedron: Asymmetry, 1997, 8, Redukcja acetylooctanu etylu z użyciem drożdży piekarskich (w wodzie) drożdże H Et woda, glukoza 35 o C, 24h Et Reakcję dla 30 mmola acetylooctanu etylu przeprowadzić zgodne z przepisem podanym przez M. Demutha i współpracowników w Tetrahedron, 1997, 53, stosunek otrzymanych diastereoizomerów w obu reakcjach redukcji, omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu

21 Ćwiczenie 16 Metateza krzyżowa etap I etap II kat. Grubbsa I H H Ac 2 Ac Ac Ph Ac Ph Etap I Acetylowanie cis-but-2-eno-1,4-diolu Wykonaj acetylowanie cis-but-2-eno-1,4-diolu za pomocą bezwodnika octowego w oparciu o przepis z Synthesis 1992, na skalę 250mg diolu. Etap II Metateza krzyżowa Reakcje metatezy krzyżowej między dioctanem cis-but-2-eno-1,4-diylu i eterem allilofenylowym w obecności katalizatora Grubbsa I generacji należy przeprowadzić według przepisu zamieszczonego w Materiałach uzupełniających do artykułu Beilstein J. rg. Chem. 2015, 11, na skale 0.02 mmola eteru allilo-fenylowego. omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu, stosunek izomeru E do Z.

22 Ćwiczenie 17 Cykloaddycja [2+2] HC EtC EtC CEt EtC CEt + Et 2 NH CH 3 CN 1. MeI, CH 3 CN 2. K 2 C 3, 40 o C CEt Et 2 N C 2 H 5 C 2 H 5 Etap I Cykloaddycja Wykonaj reakcję cykloaddycji fumaranu dietylu i enaminy uzyskanej in situ z butanalu i dietyloaminy w oparciu o przepis z rg. Lett 2005, 7, Reakcję przeprowadź na skalę 150 mg butanalu. Etap II Eliminacja trzymany w I etapie 3-(dietylamino)-4-etylcyklobutano-1,2-dikarboksylan dietylu poddać reakcji metylowania i następnie eliminacji według przepisu z rg. Lett 2005, 7, omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu, stosunek diastereoizomerów.

23 Ćwiczenie 18 Cholestenon (utlenianie metodą penauera) + Al( - i - Pr) 3 + H H Według przepisu z rganic Syntheses, Coll. Vol. 4, p.192 (1963) W kolbie kulistej dwuszyjnej o poj. 150 ml, zaopatrzonej w chłodnicę destylacyjną umieszczono 60 ml toluenu i kamyczki wrzenne. Po oddestylowaniu ok. 10 ml toluenu (w celu jego osuszenia), do kolby dodano 2,5 g cholesterolu i 12,5 ml świeżo destylowanego cykloheksanonu. Po oddestylowaniu ok. 2,5 ml toluenu chłodnicę destylacyjną zastąpiono zwrotną i ogrzewano do wrzenia przez 20 min., a następnie dodawano porcjami 0,75 g izopropanolanu glinu w ciągu 30 min.. W międzyczasie przygotowano roztwór 5 g winianu sodowo-potasowego w 10 ml wody. Po zakończeniu dodawania izopropanolanu, zamieniono ponownie chłodnicę zwrotną na destylacyjną, oddestylowano ok ml toluenu i całość ochłodzono do temperatury pokojowej. Następnie dodano wcześniej przyrządzony roztwór winianu i prowadzono destylację z parą wodną, dodając co pewien czas wodę, do zebrania ok. 200 ml destylatu. Pozostałość po ochłodzeniu ekstrahowano trzykrotnie chloroformem porcjami po 10 ml. Połączone ekstrakty przemyto wodą (2 x 10 ml) i przesączono, do kolby kulistej o poj. 100 ml, przez warstwę bezw. MgS 4 umieszczoną na lejku i odparowano do sucha. Pozostały żółty olej rozpuszczono na gorąco w 3-4 ml metanolu i wstawiono do krystalizacji. sad odsączono na lejku Buchnera, przemyto 1-2 ml zimnego metanolu i pozostawiono do wysuszenia. trzymuje się ok. 2 g produktu o tt o C (80-90% wyd.). Powtórna krystalizacja z metanolu pozwala na otrzymanie związku o tt o C. omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu.

24 Ćwiczenie 21 Reakcja Friedela-Craftsa. Redukcja kwasu 3-(4-metylobenzoilo)propionowego za pomocą borowodorku sodowego. CH 3 + AlCl 3 CH NaBH 4 H 3 C H 3 C Etap I: Kwas 3-(4-metylobenzoilo)propionowy Reakcję acylowania Friedla-Craftsa wykonaj według procedury opisanej w J. Med. Chem., 2008, 51, Syntezę przeprowadź dla 3g bezwodnika bursztynowego. Etap II Lakton kwasu 4-(p-tolilo)-4-hydroksymasłowego Redukcję 100 mg otrzymanego w I etapie kwasu 3-(4-metylobenzoilo)- propionowego należy wykonać według procedury podanej w artykule opublikowanym J. Med. Chem., 2008, 51, omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR otrzymanego produktu,