4019 Sintesis metil asetamidostearat dari metil oleat

Transkripsi

1 NP 4019 Sintesis metil asetamidostearat dari metil oleat C 19 H 36 2 (296.5) 10 9 SnCl 4 H 2 Me (260.5) + H 3 C C N C 2 H 3 N (41.1) NH Me Me C 21 H 41 N 3 (355.6) NH Klasifikasi Tipe reaksi and penggolongan bahan Adisi pada alkena, reaksi Ritter Ester karboksilat, bahan terbarukan Teknik Laboratorium Pengadukan dengan pengaduk magnet, penambahan bertetes dengan corong tetes, pemanasan dengan refluk, penggojokan, ekstraksi, rekristalisasi, penyaringan, evaporasi dengan rotavapor, penggunaan penangas es, pemanasan dengan penangas minyak Instruksi (skala batch 8,4 mmol) Peralatan Labu leher dua 10 ml, corong tetes dengan pengatur tekanan, termometer dalam, pengaduk magnet dengan pemanas, batang pengaduk magnet, pendingin refluk, corong pisah, rotavapor, penangas es-garam natrium klorida, penangas minyak. Bahan metil oleat (kemurnian 84%) (td 218 C) asetonitril (td 82 C) Timah(IV)-klorida (td 114 C) air tert-butil metil eter (td 55 C) natrium hidrogen karbonat 1 3,0 g (8,4 mmol ester murni) 0,66 g (16 mmol) 3,1 g (12 mmol) 180 mg (10 mmol) 150 ml kira-kira 4 g (untuk 40 ml larutan jenuh berair)

2 NP natrium sulfat untuk pengeringan metanol/air (5:2) untuk rekristalisasi Reaksi Metil adipat (kemurnian 84%) 3,0 g (8,4 mmol) dan asetonitril 0,66 g (16 mmol) dimasukkan ke dalam labu alas bulat 10 ml yang telah dilengkapi dengan batang pengaduk magnet, corong tetes dan termometer dalam labu. Labu reaksi didinginkan dengan penangas campuran es-garam natrium sampai temperatur dalam labu mencapai -18 C. Dengan corong tetes, 3,1 g (12 mmol) timah tetraklorida ditambahkan secara bertetes-tetes selama 5 menit dengan pengadukan. Selama penambahan, temperatur dalam labu naik dari -18 menjadi +30 C. Kemudian 180 mg (10 mmol) air ditambahkan secara bertetes-tetes. Termometer dan corong tetes diambil, pendingin refluk dipasang dan campuran dipanaskan dengan pengadukan selama 4 jam pada temperatur 70 C. Penyelesaian Setelah pendinginan, campuran reaksi dipindahkan ke dalam corong pisah dengan 150 ml tert-butil metil eter dan digojog dengan 40 ml air. Kemudian fasa organik yang telah dipisahkan digojog dengan 40 ml larutan jenuh natrium hidrogen karbonat, dicuci empat kali dengan masing-masing 40 ml air dan dikeringkan dengan natrium sulfat. Setelah zat pengering disaring dan pelarut dievaporasi dengan rotavapor diperoleh produk kotor berupa padatan putih kecoklatan. Hasil kasar: 3,25 g Produk kotor direkristalisasi dengan metanol/air (5 : 2). Hasil : 2,50 g (7,03 mmol, 84%); padatan putih, tl C Komentar Asetonitril dan timah tetraklorida digunakan secara berlebih. Jika jumlah stoikiometri digunakan, diperlukan 12 jam sampai reaksi selesai. Spektrometri massa menunjukkan bahwa produk yang diisolasi adalah campuran regioisomer. Selain 9- dan 10-asetamido metil stearat, produk substitusi pada posisi 7-, 8-, 11- dan 12- juga terbentuk dalam jumlah kecil. Manajemen limbah Daur ulang tert-butil metil eter dikumpulkan dan diredistilasi Pembuangan limbah Limbah Fasa air (juga mengandung asetonitril) larutan induk metanol air Natrium sulfat Pembuangan Campuran pelarut air, mengandung halogen Campuran pelarut air, bebas halogen Limbah padat, bebas dari merkuri Waktu 5 jam untuk reaksi kira kira 4 jam untuk penyelesaian 2

3 NP Penghentian sementara Setelah pelarutan campuran reaksi dalam tert-butil metil eter dan penambahan air Tingkat kesulitan Sedang Instruksi (Skala batch 84 mmol) Peralatan Labu leher-dua atau leher-tiga 250 ml, corong tetes dengan pengatur tekanan, termometer dalam, pengaduk magnet dengan pemanas, batang pengaduk magnet, pendingin refluk, corong pisah, rotavapor, penangas es-garam natrium klorida, penangas minyak. Bahan metil oleat (kemurnian 84%) (td 218 C) asetonitril (td 82 C) Timah(IV)-klorida (td 114 C) air tert-butil metil eter (td 55 C) natrium hidrogen karbonat natrium sulfat untuk pengeringan metanol/air (5:2) untuk rekristalisasi 30,0 g (84,0 mmol ester murni) 6,58 g (160 mmol) 31,0 g (120 mmol) 1,80 g (100 mmol) 600 ml kira-kira 10 g (untuk 100 ml larutan jenuh berair) Reaksi Metil adipat (kemurnian 84%) 30,0 g (84,0 mmol) dan asetonitril 6,58 g (160 mmol) dimasukkan ke dalam labu leher-tiga 250 ml yang telah dilengkapi dengan batang pengaduk magnet, corong tetes dan termometer dalam labu. Labu reaksi didinginkan dengan penangas campuran es garam natrium sampai temperatur dalam labu mencapai -18 C. Dengan corong tetes, 31,0 g (120 mmol) timah tetraklorida ditambahkan secara bertetes-tetes selama 5 menit dengan pengadukan. Selama penambahan, temperatur dalam labu naik dari -18 menjadi +30 C. Kemudian 180 mg (10 mmol) air ditambahkan secara bertetes-tetes. Termometer dan corong tetes diambil, pendingin refluk dipasang dan campuran dipanaskan dengan pengadukan selama 4 jam pada temperatur 70 C. Penyelesaian Setelah pendinginan, campuran reaksi dipindahkan ke dalam corong pisah dengan 600 ml tert-butil metil eter dan digojog dengan 100 ml air. Kemudian fasa organik yang telah dipisahkan digojog dengan 100 ml larutan jenuh natrium hidrogen karbonat, dicuci lima kali dengan masing-masing 100 ml air dan dikeringkan dengan natrium sulfat. Setelah zat pengering disaring dan pelarut dievaporasi dengan rotavapor diperoleh produk kotor berupa padatan putih kecoklatan. Hasil kotor: 32,8 g Produk kotor direkristalisasi dengan metanol/air (5 : 2). Hasil : 27,8 g (78,2 mmol, 93%); padatan putih, tl C 3

4 NP Komentar Asetonitril dan timah tetraklorida digunakan secara berlebih. Jika jumlah stoikiometri digunakan, diperlukan 12 jam sampai reaksi selesai. Spektrometri massa menunjukkan bahwa produk yang diisolasi adalah campuran regioisomer. Selain 9- dan 10-asetamido metil stearat, produk substitusi pada posisi 7-, 8-, 11- dan 12- juga terbentuk dalam jumlah kecil. Manajemen limbah Daur ulang tert-butil metil eter dikumpulkan dan diredistilasi Pembuangan limbah Limbah Fasa air (juga mengandung asetonitril) larutan induk metanol air Natrium sulfat Pembuangan Campuran pelarut air, mengandung halogen Campuran pelarut air, bebas halogen Limbah padat, bebas dari merkuri Waktu 5 jam untuk reaksi kira kira 4 jam untuk penyelesaian Penghentian sementara Setelah pelarutan campuran reaksi dalam tert-butil metil eter dan penambahan air Tingkat kesulitan Sedang Analisis Mengikuti reaksi dengan KLT Preparasi sampel: Dengan menggunakan pipet tetes, diambil satu tetes campuran reaksi dan diencerkan dengan 0,5 ml dietil eter Kondisi KLT adsorben: KLT aluminium foil (silika gel 60) eluen: petroleum eter / etil asetat / metanol (14 : 6 : 0.5) Reagen penampak: plat KLT aluminium foil dicelupkan dalam 2N H 2 S 4 dan kemudian dikeringkan dengan pengering udara panas. GC Preparasi sampel: 10 mg produk kotor atau murni dilarutkan dalam 10 ml diklorometana. Kondisi GC kolom: DB-1, 28 m, diameter dalam 0,32 mm, film 0,25 µm inlet: on-column-injection; volume injeksi 0,2 µl Gas pembawa: hidrogen (40 cm/detik) oven: 90 C (5 menit), 10 C/menit pada 240 C (35 menit) detektor: FID, 270 C 4

5 NP Persen konsentrasi dihitung dari luas puncak GC produk kotor Waktu retensi (menit) Senyawa Luas puncak % 27,99 produk (campuran regioisomer) 97,4 20,34 metil stearat 1,84 18,36 metil palmitat 0,74 GC produk murni Waktu retensi (menit) Senyawa Luas puncak % 27,96 Produk (campuran regioisomer) 100 5

6 NP Spektrum 1 H NMR produk (campuran regioisomer) (300 MHz, CDCl 3 ) HN δ (ppm) Multiplisitas Jumlah H Keterangan 0,81 t 3 18-H 1,1-1,6 m 28 Semua CH 2 1,90 s 3 -NH-C(=)-CH 3 2,23 t 2 2-H 3,59 s 3 --CH 3 3,80 m 1 -CH-NH- 5,52 d 1 -NH- Spektrum 13 C NMR produk murni (campuran regioisomer) (75,5 MHz, CDCl 3 ) HN δ (ppm) Keterangan 174,2 C-1 169,5 NH-C(=)- 51,3 -CH 3 49,2 -CH-NH- 35,1 -CH 2 -CH-NH- 34,0 C-2 76,5-77,5 pelarut 6