Chemia Organiczna Zaawansowana

Transkrypt

1 Instrukcje do ćwiczeń Chemia rganiczna Zaawansowana Laboratorium Specjalizacja CHEMIA RGANICZNA I rok CHEMII II stopnia Białystok 2015

2 Ćwiczenie 1 Blokowanie grup funkcyjnych Etap I: 1,2,5,6-Dicykloheksylidenoglukofuranoza H H H H H + H 2 S 4 H W kolbie o pojemności 100 ml zanurzonej w łaźni lodowej na mieszadle magnetycznym umieszczono 9,7 g cykloheksanonu i mieszając energicznie oraz chłodząc wkroplono 0,65 ml stężonego kwasu siarkowego (mieszanina nie powinna ściemnieć!). Następnie dodawano porcjami 4,5 g sproszkowanej bezwodnej D-glukozy i pozostawiono na mieszadle magnetycznym na noc. Następnie do kolby z zestaloną mieszaniną dodano 40 ml eteru naftowego i ogrzewano pod chłodnicą zwrotną aż uzyskania dwóch warstw w kolbie. Górną warstwę eterową oddzielono i ochłodzono w lodówce do wykrystalizowania pochodnej dicykloheksylidenowej. sad odsączono i przekrystalizowano z eteru naftowego. T.t o C. [ ] 20 D = -2,2 o (EtH). Etap II a) 1,2-cykloheksylidenoglukofuranoza H AcH-H 2 H H H 2,5 g dicykloheksylidenoglukofuranozy rozpuszczono w mieszaninie 8 ml lodowatego kwasu octowego i 2,5 ml wody, a następnie ogrzewano na łaźni wodnej w temp. 60 o C. Po odparowaniu do sucha na wyparce rotacyjnej (temp. łaźni poniżej 50 o C trzymany osad przekrystalizowało z mieszaniny etanol-eter (4:1). T.t 150 o C.

3 b) 1,2,5,6-Dicykloheksylideno-6-okso-glukofuranoza. H PCC, MS 4A CH 2 Cl 2 Utlenianiu za pomocą PCC wobec sit molekularnych 3A poddano 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). W opisie preparatów podać: 1. Wydajność reakcji 2. temperaturę topnienia 3. mówienie widma 1 H i 13 C NMR, IR

4 Ćwiczenie 2 Synteza N,N-dietylo-3-propoksykarbonylopropanoamidu (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 Etap I: Wodorobursztynian n-propylu: Mieszaninę 20 mmoli bezwodnika bursztynowego i 40 mmoli n-propanolu ogrzewa się do wrzenia w ciągu 30 min. W kolbie o poj. 25 ml zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną. Po oziębieniu nadmiar n-propanolu usuwa się pod zmniejszonym ciśnieniem. Produkt, który powstaje jest wystarczająco czysty do użycia w następnym etapie. Etap II: Chlorek kwasu 3-propoksykarbonylopropanowego: Do 40 mmoli chlorku tionylu zawierającego 1 kroplę DMF w kolbie o poj. 25 ml zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną dodaje się 20 mmoli otrzymanego poprzednio monoestru. Zawartość kolby miesza się na mieszadle magnetycznym w temp. pokojowej, odprowadzając wydzielający się chlorowodór do wyciągu. Następnie mieszaninę ogrzewa się do wrzenia w ciągu 15 min., a nadmiar SCl 2 usuwa się przez odparowanie na wyparce. Resztki SCl 2 z mieszaniny usuwa się przez dwukrotne dodanie 5 ml heksanu i odparowanie. trzymany chlorek kwasowy używa się dalej bez oczyszczania. Etap III: N,N-dietylo-3-propoksykarbonylopropanoamid W kolbie trójszyjnej o poj. 100 ml zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną i wkraplacz, umieszczoną na mieszadle magnetycznym, umieszcza się 40 mmoli dietyloaminy w 10 ml CH 2 Cl 2. Następnie mieszając ostrożnie wkrapla się roztwór chlorku kwasowego w 10 ml CH 2 Cl 2 (reakcja egzotermiczna). Po wkropleniu mieszanie kontynuuje się w ciągu 15 min., a następnie dodaje się 20 ml wody w celu rozpuszczenia wytrąconego chlorowodorku dietyloaminy. Warstwę wodną oddziela się w rozdzielaczu, a warstwę organiczną przemywa się dwukrotnie za pomocą 10 ml 3M HCl i 10 ml 5%

5 NaHC 3 oraz suszy nad bezw, MgS 4. Po odsączeniu środka suszącego, przesącz odparowuje się na wyparce; surowy produkt otrzymuje się z wydajnością 3.5 g (71%). W opisie preparatów podać: 1. Wydajność reakcji 2. temperaturę topnienia 3. mówienie widma 1 H i 13 C NMR, IR

6 Ćwiczenie 3 Synteza (S)-(+)- -butyrolaktonu z kwasu L-glutaminowego Etap I HC CH NaN 2, HCl HC NH 2 W kolbie trójszyjnej o poj. 100 ml, zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne, umieszcza się 4 g kwasu glutaminowego, 12 ml wody destylowanej i 6,3 ml stęż. kwasu solnego. Po ochłodzeniu zawartości kolby do temp. 5 o C, intensywnie mieszając, wkrapla się z wkraplacza roztwór 3,2 g azotynu sodu w 7 ml wody z taką szybkością, aby temperatura nie przekroczyła 0 o C (ok. 3 godz.), po czym otrzymany klarowny roztwór pozostawia się na noc w temp. Pokojowej. Następnie roztwór odparowuje się na wyparce próżniowej (temp. łaźni poniżej 50 o C), a pozostałość wytrząsa się z 20 ml octanu etylu, sączy i osad przemywa 3 ml octanu etylu. Przesącz suszy się nad bezw. MgS 4 i odparowuje na wyparce do sucha. trzymuje się 3,2 g (80%) (S)- -karboksy- -butyrolaktonu w postaci żółtego oleju [ ] D 20 = o (c=2.0, 95% etanol). Etap II Synteza (S)-(+)- -Etoksykarbonylo- -butyrolaktonu 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

7 magnezu, sączy i rozpuszczalnik oddestylowuje na 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- - D32 = (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, W opisie preparatów podać: 1. Wydajność reakcji 2. Temperaturę topnienia 3. mówienie widma 1 H i 13 C NMR, IR

8 Ćwiczenie 4 Etap I Kondensacja Dielsa-Aldera bezwodnika maleinowego i furanu. + Kondensacja furanu z bezwodnikiem maleinowym. (w oparciu o przepis: Preparatyka organiczna pod red. J. T. Wróbla, str.247) 3.92 g bezwodnika maleinowego 2.72 g (3.0 ml) furanu 8 ml benzenu (suszonego) W kolbie o poj. 50 ml rozpuszczono w benzenie bezwodnik maleinowy i furan, a otrzymany roztwór pozostawiono do następnego dnia. Wykrystalizowany osad odsączono i przemyto benzenem. trzymano 3.7 g białego związku o t.t o C. Etap II Et EtH, DCC NaBH 4 Et a) Redukcja bezwodnika 1 do laktonu 2 za pomocą NaBH 4. Redukcję bezwodnika 1 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 za pomocą DCC, (stosując zamiast 4- pirolidynopirydyny DMAP) zgodnie z przepisem podanym przez A. Hassner i wsp. Tetrahedron Letters 46, (1978). W opracowaniu należy podać: a/ wydajności reakcji b/ temperatury topnienia- wrzenia c/ opis widm IR oraz 1 H i 13 C NMR

9 Ćwiczenie 5 Blokowanie grup hydroksylowych H H H H H paraaldehyd H 2 S 4 H H H Ac 2 /Py Ac Ac Ac Etap I 4,6-etylideno-D-glukoza (przepis wg J. Am. Chem. Soc., 82, 2301 (1960) W kolbie o poj. 100 ml umieszczono 5 g glukozy oraz 3,4 ml paraldehydu i 0.03 ml (dwie krople) stęż. kwasu siarkowego. Mieszninę wytrzasano przez ok. 30 minut do momentu, aż stała się półpłynna, a następnie pozostawiono w temp. pokojowej na 3 dni. Następnie roztarto z 7,5 ml abs. etanolu i doprowadzono do ph kwaśnego za pomocą 1N etanolowego roztworu KH. Wytrącony osad rozpuszczono (lekko ogrzewając) utrzymując wartość ph w granicach 6.5 (dodać więcej KH!, kontrolować ph) i dodano 0.5 g węgla aktywnego. Po przesączeniu (na lejku ze spiekiem z warstwą celitu) i przemyciu (gorącym etanolem) przesącz pozostawiono na noc w temp. pokojowej otrzymując 5-6 g krystalicznego osadu (tt o C). Wydzielony krystaliczny produkt przekrystalizowano z abs. etanolu (4-7 g alkoholu na 1 g osadu) uzyskując czysty produkt ([ ] 20 D 2.37 o (c 19.7, woda)) z wydajnością 70-80%. Etap II Acetylowanie 4,6-etylideno-D-glukozy Uzyskaną etylidenoglukozę rozpuszczono w 10 ml suchej pirydyny a następnie dodano 4-5 eqv. bezwodnika octowego. Uzyskaną mieszaninę mieszano w temp. pokojowej przez 24h a następnie odparowano (3 razu) do sucha z 10 ml bezw. toluenu. Suchą pozostałość rozpuszczono w 20 ml octanu etylu i przemyto kolejno nas. NaHC 3, wodą. Warstwę organiczną osuszono bezw. MgS 4 i odparowano do sucha. Czystość uzyskanego związku zbadano za pomocą chromatografii TLC. W opracowaniu należy podać: a/ wydajności reakcji b/ temperatury topnienia- wrzenia c/ opis widm IR oraz 1 H i 13 C NMR

10 Ćwiczenie 6 D,L- -Fenyloseryna CH + CH 2 CH ō H H CH NH 2 + CH NH 2 H NH 2 10 g glicyny rozpuszcza się w roztworze 8 g wodorotlenku sodowego w 30 ml wody i chłodzi do 15oC. Następnie mocno mieszając dodaje się w jednej porcji 28,3 g benzaldehydu. Utworzona początkowo emulsja po kilku minutach przekształca się w gęstą pastę i wówczas należy mieszać ręcznie. Po ok. 25 min. pasta zestala się. Po godzinie od momentu dodania benzaldehydu, do rozdrobnionego produktu mieszając i utrzymując temp. poniżej 15oC, wkrapla się 18 ml kwasu solnego. Mechaniczne mieszanie kontynuuje się przez 1 godz. i pozostawia kolbę w lodówce (temp. 5oC) na kolejne 2 godz., po czym sączy się. sad ekstrahuje się 3 razy wrzącym etanolem (po 80 ml) za każdym razem dobrze odsączając. Po wysuszeniu otrzymuje się 11,1 g (46% wyd.) surowego aminokwasu, będącego mieszaniną izomerów treo i erytro. Surową fenyloserynę krystalizuje się z 10-krotnej ilości gorącej wody. Po oziębieniu do 5oC (przez kilka godz.), odsącza się ok. 3,6 g prawie czystej treo-d,l-fenyloseryny w postaci monohydratu. W opisie preparatu należy podać: 1. Wydajność reakcji 2. Temperaturę topnienia 3. mówienie widma 1H NMR

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 przeprowadzono zgodnie z przepisem podanym w J. rg. Chem., Vol. 43, No. 24, 4682 (1978). W opisie preparatu należy podać: 1. Wydajność reakcji 2. temperaturę topnienia - wrzenia 3. mówienie widm IR, 1 H i 13 C NMR.

12 Ćwiczenie 8 Utlenienie cholesterolu. 5,6-Epoksycholesterol H mcpba, CHCl 3 18h, t.pok. H Reakcje dla 1 mmola cholesterolu przeprowadzić zgodne z przepisem podanym przez E. Ma i współpracowników w Steroids, 2005, 70, W opisie preparatu podać: 1. wydajność reakcji 2. temperaturę topnienie 3. omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR

13 Ćwiczenie 9 Cynamononitryl CH + CN KH,CN CH=CHCN (Z + E) W kolbie o pojemności 100 ml, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną i wkralacz umieszczono 3,3 g roztartego w moździerzu wodorotlenku potasowego w 40 ml suchego acetonitrylu. Mieszaninę ogrzano do wrzenia i dodano z rozdzielacza w jednej porcji 5,3 g benzaldehydu w 10 ml acetonitrylu. grzewanie kontynuowano przez 10 min., a następnie gorący roztwór wylano na 100 g potłuczonego lodu. Mieszaninę ekstrahowano chlorkiem metylenu (3 x 50 ml). Połączone ekstrakty osuszono nad bezw. MgS4 i odparowano do sucha, a pozostałość poddano destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem. W opisie preparatu podać: 1. Wydajność reakcji 2. mówienie widm IR, 1 H i 13 C NMR 3. Stosunek ilościowy izomerów Z i E

14 Ćwiczenie 10 Borneol kamfora izoborneol H C H C H C Na 2 Cr 2 7 NaBH 4 H CH CH CH H H H Etap I Utlenianie borneolu do kamfory Wariant a: utlenianie za pomocą dichromianu sodowego Do roztworu 2 g dichromianu sodowego w 8 ml wody dodano ostrożnie 1,6 ml stęż. kwasu siarkowego, a następnie ochłodzono w łaźni lodowej. W kolbie o poj. 50 ml rozpuszczono 1 g borneolu w 4 ml eteru i umieszczono w łaźni lodowej na mieszadle magnetycznym. Następnie wkraplano za pomocą pipety Pasteura 6 ml roztworu utleniacza w ciągu 10 min., mieszano przez 5 min. i dodano resztę roztworu utleniacza. Mieszaninę przeniesiono do rozdzielacza (kolbę przemyto kolejno 10 ml eteru i 10 ml wody i dodano do mieszaniny) i ekstrahowano eterem etylowym (3 x 20 ml). Połączone ekstrakty przemyto za pomocą 5% NaHC3 oraz wodą i osuszono nad bezw. MgS4. Rozpuszczalnik odparowano do sucha, a pozostałość sublimowano pod zmniejszonym ciśnieniem na "zimnym palcu". 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). Etap II Redukcja kamfory za pomocą borowodorku sodowego. W kolbie o poj. 50 ml rozpuszczono 0,5 g kamfory i umieszczono na mieszadle magnetycznym. Następnie mieszając dodawano niewielkimi porcjami 0,3 g borowodorku sodowego, a po zakończeniu dodawania ogrzewano zawartość kolby na łaźni wodnej przez 1 minutę. Po wylaniu mieszaniny na 20 g tłuczonego lodu (kolbę przemyć niewielką ilością metanolu), a po stopieniu lodu otrzymany osad odsączono i poddano sublimacji na "zimnym palcu" (p. wyżej). W opisie ćwiczenia należy podać: 1. Temperatury topnienia produktów 2. Wydajności obu etapów 3. Stosunek ilościowy produktów redukcji kamfory 4. mówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR

15 Ćwiczenie 11 Kwas 5,6--izopropylideno-L-askorbinowy H H CCl C H H H H Do zawiesiny 3.0 g kwasu L-askorbinowego w 13.5 ml acetonu dodano 0.4 ml chlorku acetylu i mieszano energicznie w temp. pokojowej na mieszadle magnetycznym w ciągu 2 godzin. Wytrącony osad odsączono na lejku Buchnera i przemyto zimną mieszaniną acetonu i heksanu (4:7). Po wysuszeniu osadu otrzymano ok. 3.4 g białego związku o t.t o C. Wykonano chromatografię cienkowarstwową (tlc) w układzie eter-kwas octowy 24:1. W opisie ćwiczenia należy podać: 1. Temperatury topnienia produktu 2. Wydajność 3. mówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR

16 Ćwiczenie 12 Rozdział D,L- -fenyloetyloaminy na enancjomery NH 2 kwas winowy NH 2 H 2 N + W opisie ćwiczenia należy podać: 2. Wydajność 3. skręcalność właściwą

17 Ćwiczenie 13 Kataliza przeniesienia międzyfazowego 7,7-Dichlorobicyklo[4,1,0]heptan (dichloronorkaran) + CHCl 3 NaH TEBA Cl Cl 8.2 g (10 ml) cykloheksenu 24 g (16 ml) chloroformu 0.3 g chlorku trietylobenzyloamoniowego (TEBA) W kolbie trójszyjnej o poj. 100 ml zaopatrzonej w termometr i wkraplacz umieszczono 10 ml cykloheksenu, 16 ml chloroformu i 0.3 g TEBA. Następnie silnie mieszając na mieszadle magnetycznym i chłodząc kolbę zimną wodą wkraplano 20 ml 50%-go roztworu NaH z taką szybkością aby temperatura utrzymywała się w zakresie o C. Po zakończeniu wkraplania i ustaniu efektu egzotermicznego, reakcję prowadzi się energicznie mieszając w temp o C w ciągu 2 godz.. Następnie dodaje się 20 ml wody, przenosi mieszaninę do rozdzielacza i oddziela warstwę organiczną, a warstwę wodną ekstrahuje się za pomocą chlorku metylenu (3x10 ml). Ekstrakty łączy się z produktem i przemywa wodą (10 ml), 5%-ym HCl (10 ml), ponownie wodą (10 ml) i suszy nad bezw. MgS 4. Po odparowaniu rozpuszczalnika na wyparce pozostałość poddaje się destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem (t.wrz. 79 o C/15 mm Hg). Wydajność 10 g (60%). W opisie ćwiczenia należy podać: a/ wydajność reakcji b/ temperaturę wrzenia c/ współczynnik załamania światła d/ omówienie widm IR, 1 H i 13 C NMR

18 Ćwiczenie 14 Asymetryczna kondensacja aldolowa + H prolina H DMS Przepis: J.Am.Chem.Soc., 122, 2395 (2000) dczynniki: aceton benzaldehyd L-prolina DMS 46 mg proliny (0.4 mmola) mieszano w 10 ml mieszaniny DMS-aceton (4:1) w ciągu 15 min.. Następnie dodano 109 mg (1 mmol) benzaldehydu i mieszano w ciągu 24 godz.. Do mieszaniny dodano 10 ml nasyconego roztworu NH 4 Cl i ekstrahowano za pomocą octanu etylu. Po osuszeniu nad bezw. MgS 4 i odparowaniu do sucha, surowy produkt oczyszczono za pomocą chromatografii kolumnowej (heksan-octan etylu 3:1) lub PTLC. W opisie preparatu należy podać: 1. Wydajność reakcji 2. temperaturę topnienia 3. mówienie widm 1 H i 13 C NMR 4. 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, W opisie preparatu podać: 1. wydajność reakcji 2. nadmiar diastereoizomeryczny 3. omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR

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, W opisie preparatu podać: 1. wydajność reakcji 2. omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR

21 Ćwiczenie 16 Blokowanie grup funkcyjnych: 1,2,3,4,5,6-triizopropylideno-D-mannitol i 3,4-izopropylideno-D-mannitol H H CH 2 H H H CH 2 H H 3 C H 3 C aceton, H 2 S 4 CH 2 CH 2 CH H CH 2 H H CH 2 H Przepis: J.C.S. Perkin I, 1379 (1979) Etap I dczynniki: D-mannitol, aceton, etanol, kw.octowy 1,2,3,4,5,6-Tri--izopropylideno-D-mannitol: 5 g mannitolu w bezw. acetonie (25 ml) zawierającym 0.2 ml stęż. kwasu siarkowego mieszano w ciągu 2 godzin. Roztwór wylano do 100 ml wody, a wytrącony osad odsączono i wysuszono. sad przekrystalizowano z etanolu (wyd. 75%) tt. 70 o C Etap II 3,4--Izopropylideno-D-mannitol: 5 g triizopropylidenomannitolu w 100 ml 70%-go kwasu octowego mieszano w temp. 40 o C w ciągu 2 godzin. Nadmiar kwasu octowego oddestylowano do sucha pod zmniejszonym ciśnieniem (15-20 mm Hg). W opisie preparatu podać: 1. wydajność reakcji 2. omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR

22 Ćwiczenie 17 zonoliza fenantrenu 1. 3, CH 2. S CH CH 100 mg fenantrenu 10 ml kw.octowego lodowatego 0.2 ml siarczku dimetylu W kolbie o poj. 50 ml umieszczono zawiesinę 100 mg fenantrenu w 10 ml kwasu octowego. Po zmontowaniu zestawu do ozonolizy przepuszczano przez zawiesinę ozon w ciągu 1 godz. (w trakcie ozonolizy fenantren ulega rozpuszczeniu). Po upływie 1 godz. przerwano strumień ozonu i przepuszczano przez roztwór w ciągu 5 min. strumień powietrza (w celu usunięcia nadmiaru ozonu). Następnie dodano 0.2 ml siarczku dimetylu i odstawiono na 5 min.. Następnie do roztworu dodano 20 ml wody i ekstrahowano 3-krotnie eterem naftowym (3 x 10 ml). Połączone ekstrakty przemyto 5%-ym roztworem NaHC 3 (10 ml) i wodą (10 ml), a następnie osuszono nad bezw. MgS 4. Po odsączeniu środka suszącego przesącz odparowano do sucha na wyparce. Wykonano chromatografię cienkowarstwową (TLC) otrzymanego produktu w rozwijając chromatogram w heksanie. W opisie ćwiczenia należy podać: a/ wydajność reakcji b/ rysunek chromatogramu tlc c/ omówienie widm IR, 1 H i 13 C NMR.

23 Ćwiczenie 18 zonoliza octanu cholesterolu. Py/Ac H Ac Ac CH Etap I: Acetylacja 200 mg Cholesterolu osusza się przez oddestylowanie z 10 ml bezwodnego toluenu lub suszenie na pompie olejowej (ok. 1h). 150 mg suchego związku rozpuszcza się w ok. 2-3 ml suchej pirydyny i dodaje 1,5 eqv. bezwodnika octowego. Po 24 h pirydynę oddestylowuje się na wyparce a ślady pirydyny usuwa się przez oddestylowanie z suchym toluenem (1-2 razy z 5 ml). Czystość uzyskanego związku bada się metodą TLC (dobrać układ w którym Rf wyniesie ok. 0,3). W przypadku uzyskania złożonej mieszaniny poreakcyjnej produkt oczyszcza się metodą chromatografii DFC. Etap II: zonoliza: Reakcje dla 0.2 mmola octanu cholesterylu przeprowadzić zgodne z przepisem podanym przez Yates P. i Stiver S. w Can. J. Chem. 1988, 66, W opisie preparatu podać: 1. wydajność reakcji 2. temperaturę topnienia 3. omówienie widm IR, 1 HNMR, 13 CNMR

24 Ćwiczenie 19 Izolacja i przekształcanie produktów naturalnych Wyodrębnianie limonenu, eugenolu lub anetolu za pomocą destylacji z parą wodną. H CH=CH CH 2 CH=CH 2 H 3 C C CH 2 H limonen anetol eugenol 10g skórki z pomarańczy, goździków lub owoców anyżu rozetrzeć w moździerzu i przenieść do kolby destylacyjnej o poj. 500 ml, dodać 250 ml wody i zmontować zestaw do destylacji z parą wodną. Prowadzić destylację (w czasie destylacji należy dodawać z wkraplacza wodę z szybkością zbierania się destylatu) do momentu, kiedy destylat stanie się klarowny (ok ml destylatu). Po zakończeniu destylacji i zdemontowaniu zestawu, należy chłodnicę przemyć za pomocą 20 ml chlorku metylenu, natomiast destylat ekstrahować dwukrotnie porcjami po 20 ml chlorku metylenu. Połączone ekstrakty oraz roztwór z przemycia chłodnicy osuszyć nad bezw. MgS04 w ciągu 15 minut. Po odsączeniu środka suszącego do zważonej kolby okrągłodennej o poj. 100 ml. przesącz odparować do sucha na wyparce próżniowej. Czystość produktu badano za pomocą chromatografii TLC: np: eugenolu w układzie heksan: octan etylu 7:1; anetol w układzie heksan:octan etylu 6:4; limonen?. Redukcja limonenu, eugenolu lub anetolu za pomocą borowodorku sodu w obecności soli Co(II) Wydzielony limonen lub eugenol poddano redukcji za pomocą NaBH 4 wobec CoCl 2 x6h 2 zgodnie z przepisem podanym przez S. K. Chung w J. rg. Chem. Vol. 44, No. 6, (1979). W opisie preparatów podać: 1. Wydajność reakcji 2. Temperaturę topnienia wrzenia? 3. mówienie widma IR, 1 H i 13 C NMR.

25 Ćwiczenie 20 Cholestenon (utlenianie metodą penauera) + Al( - i - Pr) 3 + H H 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 oddesty-lowaniu 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. W opracowaniu należy podać: a/ wydajności reakcji b/ temperatury topnienia- wrzenia c/ opis widm IR oraz 1 H i 13 C NMR

26 Ćwiczenie 21 Reakcja Friedela-Craftsa - synteza kwasu 4-okso-4-(p-tolilo)butanowego Redukcja kwasu 4-okso-4-(p-tolilo)butanowego do laktonu za pomocą borowodorku sodowego. + AlCl 3 CH NaBH 4 H 3 C H 3 C Przepis: Synthesis and Transformations of Functional Groups, str.51 i 137 dczynniki: toluen, bezwodnik octowy, AlCl 3 bezw., benzen, NaBH 4, eter, etanol Etap I: Synteza kwasu 4-okso-4-(p-tolilo)butanowego W kolbie o poj. 500 ml mieszano (wytrząsano) 40 g (0.4 mola) bezwodnika bursztynowego, 60 g (0.45 mola) bezw. chlorku glinu i 200 g bezw. toluenu w ciągu 15 godz. w temp. pokojowej (wydziela się chlorowodór). Ciemnozieloną mieszaninę wylano do 400 ml lodowatej wody, a wytrącone sole rozpuszczono przez ostrożne zakwaszenie stęż. kwasem solnym (ok. 100 ml). Roztwór ekstrahowano za pom. 300 ml i 100 ml chlorku metylenu. Połączone ekstrakty organiczne osuszono nad Na 2 S 4, a następnie odparowano na wyparce do ok. 1/5 objętości. Po dodaniu ok. 100 ml benzenu pozostawiono na 14 godz. i odsączono wytrącony osad. Drugi rzut otrzymano po odparowaniu roztworu macierzystego do obj. 50 ml i dodaniu 50 ml benzenu. Całkowita wydajność wynosi 56 g (72%) tt o C. Etap II: trzymywanie lakton kwasu 4-hydroksy-4-(p-tolilo)butanowego 19.2 g kwasu 4-hydroksy-4-(p-tolilo)butanowego rozpuszczono w rozc. metanolowym roztworze NaH (190 ml metanolu, 10 ml wody i 6 g NaH) i ochłodzono do temp. 0-5 o C w łaźni lodowej. Następnie dodawano porcjami 18.9 g NaBH 4. Mieszaninę pozostawiono w temp. pokojowej na 2 dni. Dodano 400 ml wody, ochłodzono w łaźni lodowej i zkwaszono 200 ml 6N HCl (pienienie!)). Roztwór ekstrahowano 3 x 100 ml eteru i połączone ekstrakty osuszono nad Na 2 S 4. Poztwór odparowano do sucha, a pozostałość przekrystalizowano z rozc. etanolu (1:1). trzymano 12.3 g (70%) laktonu tt o C. W opracowaniu należy podać: a/ wydajności reakcji b/ temperatury topnienia c/ opis widm IR oraz 1 H i 13 C NMR

27 Ćwiczenie 22 Wyodrębnianie z surowców naturalnych związków organicznych i ich zastosowanie w syntezie Izolacja laktozy z mleka w proszku mleko 1. 10% CH 2. CaC 3 H CH 2 H H H H H CH 2 H H dczynniki: mleko w proszku kwas octowy 10% węglan wapnia etanol 30 g 18 ml 2.4 g 150 ml W zlewce o poj ml zawiesza się 30 g odtłuszczonego mleka w proszku w 90 ml cieplej wody, tak żeby otrzymać mieszaninę o temperaturze C, po czym do zawiesiny wlewa się, mieszając, ml 10% roztworu kwasu octowego. Podczas mieszania zawiesiny następuje koagulacja kazeiny. Kazeinę odsącza się na lejku sitowym, a przesącz umieszcza się w zlewce i po ogrzaniu do wrzenia miesza się z 2.4 g węglanu wapnia przez 10 minut (roztwór pieni się). Do gorącego roztworu dodaje się odrobinę węgla aktywnego i sączy przez lejek sitowy. Przesącz zatęża się przez odparowanie do około 35 ml, dodaje 150 ml etanolu i nieco węgla aktywnego. Roztwór ponownie sączy się na lejku sitowym i pozostawia do krystalizacji. Po 24 godzinach odsącza się laktozę i przemywa niewielką ilością etanolu. Wydajność 3-5 g laktozy. Chromatografia cienkowarstwowa (TLC) na żelu krzemionkowym wywołując termicznie. 1) Rf = 0.2, izopropanol - eter diizopropylowy - 65% kwas mrówkowy 4:4:3; 2) Rf = 0.56, benzen - lodowaty kwas octowy - metanol 1:1:3.

28 Synteza 1,2,3,4,6-penta--acetylogalaktoza z laktozy. H CH 2 H H H H H CH 2 H H H+ H H CH 2 H H + H H H CH 2 H H H Ac CH 2 Ac Ac Ac Ac dczynniki: laktoza (cukier mleczny) kwas siarkowy stężony wodorotlenek baru x 8H 2 0 kwas octowy lodowaty 20 g (0.06 mola) 0,6 ml 3g 25 ml Etap I: hydroliza W kolbie kulistej o poj. 250 ml, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną, ogrzewa się do wrzenia przez 2 godziny roztwór 20 g laktozy w 50 ml wody, zawierający 0.6 ml kwasu siarkowego. Do gorącego roztworu dodaje się trochę węgla aktywnego i tyle nasyconego wodnego roztworu wodorotlenku baru, żeby uzyskać odczyn obojętny. Roztwór po ochłodzeniu i przesączeniu zakwasza się 0.6 ml lodowatym kwasem octowym i odparowuje do objętości 15 ml z łaźni o temperaturze C. Ciepły syrop rozpuszcza się w 20 ml lodowatego kwasu octowego i pozostawia do krystalizacji na 24 godziny. trzymany produkt odsącza się, przemywa kwasem octowym, następnie metanolem i eterem. trzymuje się 4-5 g D-galaktozy o t.t. 165 C (37-47%). TLC w układzie propanol - octan etylu - woda 1:4:2, Rf = Etap II Acetylowanie: Wydzieloną D-galaktozę osusza się przez trójkrotne oddestylowanie z 10 ml bezwodnego toluenu. Suchą pozostałoś rozpuszcza się w ok. 10 ml suchej pirydyny i dodaje 7 eqv. bezwodnika octowego. Po 24 h pirydynę oddestylowuje się na wyparce a ślady pirydyny usuwa się przez oddestylowanie z suchym toluenem. Uzyskany peracetylocukier oczyszcza się metodą chromatografii DFC lub PTLC (TLC w układzie chloroform-octan etylu, 3:2, v/v).