4005 Sintesis metil 9-(5-oksotetrahidrofuran-2-il)nonanoat

Transkripsi

1 NP 4005 Sintesis metil 9-(5-oksotetrahidrofuran-2-il)nonanoat H 3 C (CH 2 ) 8 + I CH 2 CH 3 H 3 C (CH 2 ) 8 + CH 3 CH 2 I C 12 H 22 2 C 4 H 7 I 2 C 14 H 24 4 C 2 H 5 I (198.3) (214.0) (63.6) (256.3) (156.0) Cu Klasifikasi Tipe reaksi dan penggolongan bahan Adisi alkana, reaksi radikal, reaksi pembentukan cincin Alkena, ester halogen karboksilat, lakton Tenik Laboratorium Bekerja dengan gas pelindung, pengadukan dengan batang pengaduk magnet, pemanasan dengan refluk, evaporasi dengan rotavapor, penyaringan, rekristalisasi, pemanasan dengan penangas minyak Instruksi (skala batch 10 mmol) Peralatan Labu leher-dua 50 ml, penyedia gas inert, pendingin refluk, pengaduk magnet dengan pemanas, batang pengaduk magnet, rotavapor, corong Buchner, labu penghisap, desikator, penangas minyak Bahan Metil undekenoat (td 248 C) Etil iodoasetat (td C/ 21 hpa) Serbuk tembaga (serbuk halus, >230 mesh ASTM) tert-butil metil eter (td 55 C) petroleum eter (td C) 1,98 g (2,23 ml, 10,0 mmol) 2,78 g (1,54 ml, 13,0 mmol) 3,05 g (48,0 mmol) 50 ml 150 ml Reaksi Di dalam labu leher-dua 50 ml yang dilengkapi dengan batang pengaduk magnet dan pendingin refluk yang dihubungkan dengan pipa gas inert, 1,98 g (2,23 ml, 10,0 mmol) metil undekenoat dan 2,78 g (1,54 ml, 13,0 mmol) etil iodoasetat dicampur dengan 3,05 g (48 mmol) serbuk tembaga dalam atmosfir gas inert. Selanjutnya campuran reaksi diaduk pada penangas minyak 130 C dalam kondisi gas inert selama 4 jam. (Pengamatan reaksi lihat analisis) 1

2 NP Penyelesaian Campuran reaksi didinginkan hingga temperatur kamar, 20 ml tert-butil metil eter ditambahkan, campuran diaduk selama 5 menit dan disaring. Serbuk tembaga pada penyaring dicuci tiga kali masing-masing dengan 10 ml tert-butil metil eter. Filtrat dan larutan hasil pencucian dicampur, dan pelarut dievaporasi dengan rotavapor. Minyak kuning yang tertinggal merupakan produk kotor. Hasil kotor: 2,5 g Produk kotor dilarutkan dalam 150 ml petroleum eter dan direfluk. Larutan kemudian didinginkan hingga temperatur kamar, kemudian disimpan dalam refrigerator selama semalam untuk penyempurnaan kristalisasi. Produk kristal disaring menggunakan corong Buchner dan dikeringkan dalam desikator vakum. Larutan induk disimpan kembali dalam refrigerator untuk pemeriksaan penyempurnaan kristalisasi. Hasil: 1,84 g (7,20 mmol, 72%); padatan putih, tl C Komentar Untuk mencapai hasil yang kuantitatif dalam 4 jam, digunakan tembaga sebanyak lima kali lipat. Manajemen limbah Daur ulang Serbuk tembaga dapat digunakan kembali sebanyak 3 kali. Pembuangan limbah Limbah Pembuangan tert-butil metil eter hasil evaporasi pelarut organik, mengandung halogen (mungkin mengandung iodoetana) Larutan induk dari rekristalisasi pelarut organik, mengandung halogen serbuk tembaga Limbah padat, bebas dari merkuri, mengandung logam berat Waktu 6-7 jam Penghentian sementara Setelah pemanasan dan sebelum rekristalisasi Tingkat kesulitan Mudah 2

3 NP Instruksi (skala batch 100 mmol) Peralatan Labu leher-dua 250 ml, penyedia gas inert, pendingin refluk, pengaduk magnet dengan pemanas, batang pengaduk magnet, rotavapor, corong Buchner, labu penghisap, desikator, penangas minyak Bahan Metil undekenoat (td 248 C) Etil iodoasetat (td C/ 21 hpa) Serbuk tembaga (serbuk halus, >230 mesh ASTM) tert-butil metil eter (td 55 C) petroleum eter (td C) 19,8 g (22,3 ml, 100 mmol) 27,8 g (15,4 ml, 130 mmol) 30,5 g (480 mmol) 130 ml 300 ml Reaksi Di dalam labu leher-dua 250 ml yang dilengkapi dengan batang pengaduk magnet dan pendingin refluk yang dihubungkan dengan pipa gas inert, 19,8 g (22,3 ml, 100 mmol) metil undekenoat dan 27,8 g (15,4 ml, 130 mmol) etil iodoasetat dicampur dengan 30,5 g (480 mmol) serbuk tembaga dalam atmosfir gas inert. Selanjutnya campuran reaksi diaduk pada penangas minyak 130 C dalam kondisi gas inert selama 4 jam. (Pengamatan reaksi lihat analisis) Penyelesaian Campuran reaksi didinginkan hingga temperatur kamar, 30 ml tert-butil metil eter ditambahkan, campuran diaduk selama 5 menit dan disaring. Serbuk tembaga pada penyaring dicuci tiga kali masing-masing dengan 25 ml tert-butil metil eter. Filtrat dan larutan hasil pencucian dicampur, dan pelarut dievaporasi dengan rotavapor. Minyak kuning yang tertinggal merupakan produk kotor. Hasil kotor: 25,4 g Produk kotor dilarutkan dalam 300 ml petroleum eter dan direfluk. Larutan kemudian didinginkan hingga temperatur kamar, kemudian disimpan dalam refrigerator selama semalam untuk penyempurnaan kristalisasi. Produk kristal disaring menggunakan corong Buchner dan dikeringkan dalam desikator vakum. Larutan induk disimpan kembali dalam refrigerator untuk pemeriksaan penyempurnaan kristalisasi. Hasil: 19,5 g (76,1 mmol, 76%); padatan putih, tl 34 C Komentar Untuk mencapai hasil yang kuantitatif dalam 4 jam, digunakan tembaga sebanyak lima kali lipat. Manajemen limbah Daur ulang Serbuk tembaga dapat digunakan kembali sebanyak 3 kali. 3

4 NP Pembuangan limbah Limbah Pembuangan tert-butil metil eter hasil evaporasi pelarut organik, mengandung halogen (mungkin mengandung iodoetana) Larutan induk dari rekristalisasi pelarut organik, mengandung halogen serbuk tembaga Limbah padat, bebas dari merkuri, mengandung logam berat Waktu 6-7 jam Penghentian sementara Setelah pemanasan dan sebelum rekristalisasi Tingkat kesulitan Mudah Analisis Pengamatan reaksi dengan KLT Preparasi sampel: Dengan menggunakan pipet tetes, diambil dua tetes campuran reaksi dan diencerkan dengan 0,5 ml dietil eter. Kondisi KLT: Adsorben: KLT-aluminium foil (silika gel 60) Eluen: petroleum eter (60/80) : etil asetat = 7 : 3 Penampakan: plat KLT-aluminium dicelupkan ke dalam 2 N H 2 S 4 dan kemudian dikeringkan dengan pengering udara panas. Pengamatan reaksi dengan GC Preparasi sampel: Dengan menggunakan pipet tetes, diambil satu tetes campuran reaksi dan diencerkan dengan 10 ml diklorometana. Dari larutan ini, 0,2 µl diinjeksikan. Produk padat 10 mg dilarutkan dalam 10 ml diklorometana. Dari larutan ini, 0,2 µl diinjeksikan. Kondisi GC: kolom: DB-1, 28 m, internal diameter 0,32 mm, film 0,25 µm inlet: on-column-injection Gas pembawa: hidrogen (40 cm/detik) oven: 90 C (5 menit), 10 C/menit sampai 240 C (40 menit) detektor: FID, 270 C Persen konsentrasi dihitung dari luas puncak. 4

5 NP GC produk kotor Kondisi GC sama dengan kondisi untuk pengamatan reaksi Waktu retensi (menit) Senyawa Luas puncak % 19,63 Produk 86,1 Pengotor Masing-masing < 2 GC produk murni Waktu retensi (menit) Senyawa Luas puncak % 19,54 Produk 99,7 5

6 NP Spektrum 1 H NMR produk kotor (500 MHz, CDCl 3 ) Spektrum 1 H NMR produk murni (500 MHz, CDCl 3 ) 2 H 3 C δ (ppm) Multiplisitas Jumlah H Keterangan 4,48 M 1 10-H 3,67 S 3 -CH 3 2,50 M 2 12-H 2,30 M 2 11-H 2,27 T 2 2-H 1,82 M 1 9-H 1,70 M 1 9-H 1,57 M 2 3-H 1,24-1,45 M 10 4-H sampai 8-H 6

7 NP Spektrum 13 C NMR produk kotor (125,7 MHz, CDCl 3 ) Spektrum 13 C NMR produk murni (125,7 MHz, CDCl 3 ) 2 H 3 C δ (ppm) Keterangan 177,2 C ,2 C-1 81,0 C-10 51,4 -CH 3 35,5 C-12 34,0 C-2 28,0-29,2 C-4 sampai C-8, C-11 25,2 C-9 24,9 C-3 76,5-77,5 pelarut 7

8 NP Spektrum IR produk murni (film) (cm -1 ) Keterangan 2931 Ikatan-C-H, alkana 2856 Ikatan-C-H, alkana 1776 Ikatan-C=, lakton 1737 Ikatan-C=, ester 8