4014 Resolusi enantiomer (R)- dan (S)-2,2'-dihidroksi-1,1'- binaftil ((R)- dan (S)-1,1-bi-2-naftol)

Transkripsi

1 4014 Resolusi enantiomer (R)- dan (S)-2,2'-dihidroksi-1,1'- binaftil ((R)- dan (S)-1,1-bi-2-naftol) NBCC CH 3 CN + C 20 H 14 O 2 C 26 H 29 ClN 2 O (286.3) (421.0) R-enantiomer S-enantiomer Klasifikasi Tipe reaksi dan penggolongan bahan resolusi enantiomer naftol Tenik Laboratorium Pemanasan dengan refluk, pengadukan dengan batang pengaduk magnet, evaporasi dengan rotavapor, penyaringan, ekstraksi, penggojogan, rekristalisasi, penggunaan pendingin es, pemanasan dengan penangas minyak Tambahan untuk skala batch 100 mmol: Kromatografi kolom Instruksi (skala batch 10 mmol) Peralatan Labu alas bulat 100 ml, pengaduk magnet dengan pemanas, batang pengaduk magnet, pendingin refluk, labu penghisap, corong Buchner (Ø 5,5 cm), corong pisah, rotavapor, penangas es, penangas minyak Bahan 1,1 -bi-2-naftol (rasemat) (tl C, produk dari NOP 4016) (-)-N-benzilcinchonidinium klorida (NBCC) (produk dari NOP 4012) asetonitril (td 82 C) metanol (td 65 C) 2,86 g (10,0 mmol) 2,32 g (5,50 mmol) 50 ml 30 ml 1

2 etil asetat (td 77 C) 90 ml 2 M asam klorida 60 ml natrium klorida kira-kira 7 g (untuk 20 ml larutan jenuh) natrium karbonat natrium sulfat untuk pengering Reaksi 1,1 -Bi-2-naftol 2,86 g (10,0 mmol) dan 2,32 g (5,50 mmol) NBCC dimasukkan ke dalam labu alas bulat 100 ml. kemudian 30 ml asetonitril ditambahkan dan campuran ini direfluk dengan pengadukan selama 3 jam. Penyelesaian Mula-mula, larutan reaksi didinginkan hingga temperatur kamar, kemudian didinginkan dalam penangas es selama 30 menit. Kristal disaring dengan corong Buchner dan dicuci dua kali masing-masing dengan 10 ml asetonitril. Filtrat dan larutan hasil cucian digabungkan, dari larutan ini diisolasi enantiomer-s. Enentiomer-R diisolasi dari residu penyaringan. Isolasi of (R)-1,1 -bi-2-naftol: Residu penyaringan (4,22 g) direfluk dalam 20 ml metanol dengan pengadukan selama 2 jam dan kemudian didinginkan hingga temperatur kamar. Kristal disaring dengan corong Buchner dan dicuci dengan 10 ml metanol Hasil kotor: 3,03 g Ke dalam produk kotor ditambahkan 40 ml etil asetat dan 20 ml asam klorida 2 M, kemudian campuran diaduk selama 1 jam pada temperatur kamar. Fasa organik dipisahkan dengan corong pisah dan digojok lagi dengan 20 ml asam klorida 2 M. Gabungan fasa air yang bersifat asam disimpan untuk beberapa waktu. Fasa organik dikeringkan dengan natrium sulfat. Setelah pemisahan zat pengering, pelarut dievaporasi pada rotavapor. Produk diperoleh tertinggal sebagai residu kristalin Hasil: 1,15g (4,02mmol, 80%); padatan coklat-terang, td C; [α] D 20 =+32 (THF, c= 1) NBCC diperoleh kembali dari fasa air yang bersifat asam (lihat bawah). Isolasi of (S)-1,1 -bi-2-naftol: Pelarut dievaporasi dari gabungan fasa asetonitril dengan rotavapor. Hasil kotor: 1,78 g Ke dalam produk kotor, ditambahkan 50 ml etil asetat dan 20 ml asam klorida 2 M, kemudian campuran diaduk selama 15 menit pada temperatur kamar. Fasa organik dipisahkan dengan corong pisah, digojok dengan 20 ml larutan natrium klorida jenuh dan dikeringkan dengan natrium sulfat. Setelah pemisahan zat pengering, pelarut dievaporasi pada rotavapor. Produk tertinggal sebagai residu kristalin Hasil: 1,30g (4,54 mmol, 91%); padatan coklat-terang, tl C;[α] D 20 = -32 (THF, c = 1) 2

3 Perolehan kembali (-)-N-benzilcinchonidinium klorida (NBCC): Fasa air bersifat asam dari isolasi (R)-1,1 -bi-2-naftol dibuat menjadi ph 8 dalam gelas beaker tinggi dengan cara pengadukan menggunakan natrium karbonat (perhatikan: pembentukan gas!). NBCC terendapkan sebagai padatan putih. Kristal disaring, dicuci dengan 10 ml air dan dikeringkan. Hasil: 1,70 g (72%); [α] D 20 = -172 (H 2 O, c = 0,4) Manajemen limbah Daur ulang Asetonitril hasil evaporasi dan etil asetat hasil evaporasi dikumpulkan dan diredistilasi. Pembuangan limbah Limbah metanol Fasa air Natrium sulfat Pembuangan pelarut organik, bebas halogen Dinetralisasi, kemudian: campuran pelarut air, mengandung halogen Limbah padat, bebas dari merkuri Waktu 7-8 jam Penghentian sementara Sebelum penyelesaian dan setelah pemanasan dengan metanol Tingkat kesulitan Sedang Instruksi (skala batch 100 mmol) Peralatan Labu alas bulat 500 ml, pengaduk magnet dengan pemanas, batang pengaduk magnet, pendingin refluk, labu penghisap, corong Buchner (Ø 10 cm), corong pisah, rotavapor, kolom kromatografi (panjang 30 cm, Ø 3 cm), penangas es, penangas minyak Bahan 1,1 -bi-2-naphthol (rasemat) (tl C, produk dari NOP 4016) (-)-N-benzilcinchonidinium klorida (NBCC) (produk dari NOP 4012) asetonitril (td 82 C) metanol (td 65 C) etil asetat (td 77 C) asam klorida 2 M natrium klorida 28,6 g (100 mmol) 23,2 g (550 mmol) 325 ml 160 ml 1050 ml 280 ml kira-kira 35 g (untuk 100 ml larutan jenuh) 3

4 natrium karbonat natrium sulfat untuk pengering Reaksi 1,1 -Bi-2-naftol 28,6 g (100 mmol) dan 23,2 g (5,50 mmol) NBCC dimasukkan ke dalam labu alas bulat 250 ml. Kemudian 250 ml asetonitril ditambahkan dan campuran ini direfluk dengan pengadukan selama 4 jam. Penyelesaian Mula-mula, larutan reaksi didinginkan hingga temperatur kamar, kemudian didinginkan dalam penangas es selama 30 menit. Kristal disaring dengan corong Buchner dan dicuci dua kali masing-masing dengan 25 ml asetonitril. Filtrat dan larutan hasil cucian digabungkan, dari larutan ini diisolasi enantiomer-s. Enentiomer-R diisolasi dari residu penyaringan. Isolasi of (R)-1,1 -bi-2-naftol: Isolasi of (R)-1,1 -bi-2-naftol: Residu penyaringan (41,8 g) direfluk dalam 100 ml metanol dengan pengadukan selama 2 jam dan kemudian didinginkan hingga temperatur kamar. Kristal disaring dengan corong Buchner dan dicuci dengan 30 ml metanol Hasil kotor: 36,9 g Ke dalam produk kotor ditambahkan 200 ml etil asetat dan 100 ml asam klorida 2 M, kemudian campuran diaduk selama 1 jam pada temperatur kamar. Fasa organik dipisahkan dengan corong pisah dan digojok lagi dengan 80 ml asam klorida 2 M. Gabungan fasa air yang bersifat asam disimpan untuk beberapa waktu. Fasa organik dikeringkan dengan natrium sulfat. Setelah pemisahan zat pengering, pelarut dievaporasi pada rotavapor. Produk diperoleh tertinggal sebagai residu kristalin Hasil: 12,5g (43,7 mmol, 87%); padatan coklat tidak homogen Untuk pemurnian lebih lanjut, produk dilarutkan dalam kira-kira 100 ml etil asetat, disaring menggunakan kolom silika gel (3 cm x 30 cm) dan kolom dielusi dengan 150 ml etil asetat. Pelarut dievaporasi pada rotavapor dan residu dikeringkan Hasil: 11,4g (39,8mmol, 80%); padatan coklat-cerah, tl C;[α] D 20 =+ 34 (THF, c = 1) NBCC diperoleh kembali dari fasa air yang bersifat asam (lihat bawah). Isolasi of (S)-1,1 -bi-2-naftol: Pelarut dievaporasi dari gabungan fasa asetonitril dengan rotavapor. Hasil kotor: 18,1 g Ke dalam produk kotor, ditambahkan 350 ml etil asetat dan 100 ml asam klorida 2 M, kemudian campuran diaduk selama 15 menit pada temperatur kamar. Fasa organik dipisahkan dengan corong pisah, digojok dengan 100 ml larutan natrium klorida jenuh dan dikeringkan dengan natrium sulfat. Setelah pemisahan zat pengering, pelarut dievaporasi pada rotavapor. Produk tertinggal sebagai residu kristalin Hasil: 13,9 g (48,6 mmol, 97%); padatan coklat tidak homogen 4

5 Untuk pemurnian lebih lanjut, produk dilarutkan dalam kira-kira 100 ml etil asetat, disaring menggunakan kolom silika gel (3 cm x 30 cm) dan kolom dielusi dengan 150 ml etil asetat. Pelarut dievaporasi pada rotavapor dan residu dikeringkan Hasil: 13,2g (46,1mmol, 92%); padatan coklat-terang, tl C;[α] D 20 = -36 (THF, c = 1) Perolehan kembali (-)-N-benzilcinchonidinium klorida (NBCC): Fasa air bersifat asam dari isolasi (R)-1,1 -bi-2-naftol dibuat menjadi ph 8 dalam gelas beaker tinggi dengan cara pengadukan menggunakan natrium karbonat (perhatikan: pembentukan gas!). NBCC terendapkan sebagai padatan putih. Kristal disaring, dicuci dengan 30 ml air dan dikeringkan. Hasil: 21,7 g (94%); [α] D 20 = -163 (H 2 O, c = 0,4) Manajemen limbah Daur ulang Asetonitril hasil evaporasi dan etil asetat hasil evaporasi dikumpulkan dan diredistilasi. Pembuangan limbah Limbah metanol Fasa air Natrium sulfat Pembuangan pelarut organik, bebas halogen Dinetralisasi, kemudian: campuran pelarut air, mengandung halogen Limbah padat, bebas dari merkuri Waktu 8-9 jam Penghentian sementara Sebelum penyelesaian dan sesudah pemanasan dengan metanol Sebelum kromatografi Tingkat kesulitan Sedang 5

6 Analisis Spektrum 1 H NMR produk kotor (S)-1,1 -bi-2-naftol (300 MHz, CDCl 3 ) Spektrum 1 H NMR produk murni (S)-1,1 -bi-2-naftol (300 MHz, CDCl 3 ) 6

7 Spektrum 1 H NMR produk murni (R)-1,1 -bi-2-naftol (500 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm) Multiplisitas Jumlah H Keterangan 5,05 s 2 7,12 d 2 3-H 7,38-7,19 m 6 7-H, 8-H, 9-H 7,83 d 2 4-H (6-H) 7,89 d 2 6-H (4-H) Spektrum 13 C NMR produk kotor (S)-1,1 -bi-2-naftol (75,5 MHz, CDCl 3 ) 7

8 Spektrum 13 C NMR produk murni (S)-1,1 -bi-2-naftol (75,5 MHz, CDCl 3 ) Spektrum 13 C NMR produk murni (R)-1,1 -bi-2-naftol (125,8 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm) Keterangan 152,7 C-2 133,4 C ,3 C-5 129,4 C-4 128,3 C-6 127,4 C-8 124,2 C-9 124,0 C-7 117,7 C-3 110,9 C-1 76,5-77,5 pelarut 8