Summary

Synthesen, Kristallisation und spektroskopische Charakterisierung von 3,5-Lutidine- N-Oxid zu entwässern

Published: April 24, 2018
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Summary

Hier berichten wir, der Synthese und Kristallisation von 3,5-Lutidine N –Oxid zu entwässern, durch ein einfaches Protokoll, das unterscheidet sich von der klassischen Synthese von Pyridin- N-oxid. Dieses Protokoll nutzt verschiedene Ausgangsmaterial und beinhaltet weniger Reaktionszeit auf eine neue SOLVATISIERTE supramolekulare Struktur ergeben, der unter langsame Verdunstung kristallisiert.

Abstract

Die Synthese von 3,5-Lutidine N –Oxid zu entwässern, 1, wurde in der Synthese von 2-amino-Pyridin-3,5-dicarboxylic Säure erreicht. Ochiai zuerst die Methodik für nicht ersetzt Pyridines im Jahre 1957 in einem 12 h-Prozess, aber kein Röntgen geeignet Kristalle stammen. Die substituierte Ring verwendet, in der hier vorgestellten Methodik beeinflusst deutlich die Zugabe von Wasser-Moleküle in die asymmetrische Einheit, die eine unterschiedliche nukleophilen Stärke 1verleiht. Die x-ray geeignet Kristall zusammengesetzte 1 war möglich, da die Stabilisierung der negativen Ladung in der Sauerstoff durch die Anwesenheit von zwei Wassermolekülen wo Spenden die Wasserstoffatome positiven Ladung in den Ring; Diese Wassermoleküle auch dazu dienen, eine supramolekulare Interaktion zu konstruieren. Die hydratisierten Moleküle können für das alkalische System möglich, die erreicht wird durch Einstellen des pH-Werts um 10. Wichtig ist, die doppelte Methyl ersetzt, Ring und einer Reaktionszeit von 5 h, macht es eine vielseitigere Methode und mit breiteren chemische Anwendungen für zukünftige Ring Einfügungen.

Introduction

Heute haben Wissenschaftler auf der ganzen Welt Ressourcen in die Entwicklung neuer Synthesewege für die Funktionalisierung von aromatischen Gruppen, investiert die Hinzufügung Reaktionen1,2für niedrige Reaktivität Front bekannt sind, 3. Pyridin, wo ein Stickstoffatom ein Kohlenstoffatom ersetzt, stellt eine ähnliche chemische Reaktivität auf Analog, die ausschließlich aus Kohlenstoff-Atomen3Ringe komponiert, und er erfährt in der Regel eine Substitution Mechanismus als Ergänzung. N-Oxide zeichnen sich durch die Anwesenheit einer Spender-Bindung zwischen Stickstoff und Sauerstoff durch die Überlappung der nonbonding Elektronenpaar am Stickstoff mit einer leeren Orbital auf dem Sauerstoff-Atom-3gebildet. Vor allem, Pyridin N-Oxide sind Lewis-Basen, weil ihre N-O Glyko-kann als ein Elektron Spender handeln, und sie möglicherweise mit Lewis-Säuren bilden die entsprechenden Lewis-Säure-Basen-Paare verbinden. Diese Eigenschaft hat eine wesentliche chemische Folge, weil es kann die Nucleophilicity von Lewis-Säuren gegenüber potenziellen Electrophiles erhöhen und somit, unter Bedingungen zu reagieren ermöglichen, wo würde normalerweise die Reaktion nicht auftreten. Wahrscheinlich ist die häufigste Verwendung solcher Verbindungen in verschiedenen Oxidationsreaktionen, wo sie als Oxidationsmittel4handeln. Pyridin- N-Oxide und vieler ihrer Ring funktionalisiert Derivate sind wiederkehrende Moleküle von biologisch aktiven und pharmakologische Wirkstoffe5und eine klare räumliche Verteilung durch verschiedene spektroskopische Werkzeuge wurde eingerichtet für einige von ihnen6,7. In der Forschung über die Pyridin Ring verschiedene Gruppen zuweisen haben Wissenschaftler testeten verschiedene Methoden um eine einfache und konventionelle Methode zu produzieren, da Isoxazolines eine katalytische Menge an Base wie DBU erfordert in siedendem Xylol zu bilden 6- ersetzt-2-Aminopyridine N-Oxide8,9. Eine Vielzahl von Pyridin-Derivate wurden umgewandelt in ihre entsprechenden N-Oxide in der Gegenwart eine katalytische Menge an Mangan tetrakis(2,6-diclorophenyl) Porphyrin und Ammonium-Acetat CH2Cl2/CH3 CN8,10. Andere Pyridines sind auf ihre Oxide mit H2O2 in Anwesenheit von katalytische Mengen von Methyltrioxorhenium8,11, oder durch die Zugabe von überschüssigen Dimethyldioxirane in CH2Cl2 oxidiert. bei 0 ° C, wodurch die entsprechenden N-Oxide8,12,13,14. BIZ (Trimethylsilyl) Wasserstoffperoxid in Gegenwart von Trioxorhenium in CH2Cl2 wird für die Synthese von Pyridin- N-Oxide8,11. Die Synthese von Aminopyridine N-Oxide mit Acylation mit Carosche Säure (Peroxomonosulfuric Säure) auch wurde berichtet,8. Dennoch, die Methodik hier berichtet, und die Teil der Methodik von Ochiai1, berichtet verwendet liefert sehr gute Ergebnisse mit dem Einsatz von billiger und zugänglich Reagenzien, H2O2 und Eisessig. Diese Praxis ist besser geeignet für den Einsatz in großem Maßstab Vorbereitungen, die auf tertiäre Amine wirken, es produziert gute Erträge in einer Reaktion, die nur 30 % Wasserstoffperoxid erfordert und Eisessig in eine Temperatur zwischen 70-80 ° C und es nutzt einen Reinigungsprozess in den meisten Synthese Laboratorien wie Destillation, ohne den Einsatz von Katalysatoren oder teurer Reagenzien1verfügbar ist. Die Literatur berichtet, dass andere Methoden häufig auch Fristen von 10-24 h und Temperaturen über 100 ° C 4,8 beinhalten, und der Ertrag von gut ausgebildeten Kristallen für Röntgen-Analysen wird selten berichtet.

Reaktiv, werden verschiedene N –oxid-Derivate verwendet, um angemessen die Lutidine Ring auf einer nukleophilen oder elektrophiler Weise aktivieren. Der nukleophilen oder elektrophiler Faktor betrifft die Substituenten. Mit dem Pyridin Ring wird die Aberkennung der Elektron-Gruppen ist der Hauptfaktor der nukleophilen charakteristischen1. Die kostenlose N-oxid Verbindungen sind selten isoliert als geeignete Kristalle für röntgenstrahlanalyse durch delokalisierte Ladung in den aromatischen Ring. Die Solvatation Faktor ist jedoch entscheidend für die negative Dichte der Sauerstoff15zu stabilisieren.

Protocol

1. Reaktion In einer Dampfhaube eine geöffnete Runde 100 mL-Flasche mit 0,5 Mol (29,8 mL) Eisessig geben Sie und 0.051 Mol (5,82 mL) 3,5-Dimethylpyridine und 5 mL H2O2 (35 %). Halten Sie die Reaktion der Mischung unter ständigem Rühren magnetische, eine innere Temperatur von 80 ° C für 5 h. Kühlen Sie nach der Einwirkzeit die Küvette auf 24 ° C mit Eis (Do nicht aussetzen der Essigsäure auf das Eis Gase) und stecken Sie es auf eine hohe Vakuumdestillation Einheit für 90…

Representative Results

Das Protokoll ist im Wesentlichen eine Erweiterung des Ochiai Technik1. Allerdings gelten niedrigere Temperatur und weniger Zeit. Diese einfache Methode lässt sich eine vielseitige Liganden zu erhalten, eine ersetzte Pyridin- N-oxid Ableitung. Um die Bildung von 1zu bestätigen, werden NMR 1H und 13C Analyse bevorzugt, um die Wirksamkeit des Verfahrens prüfen. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page…

Discussion

Das Protokoll hier vorgestellten ist eine konventionelle Methode, um ein Sauerstoffatom an das Stickstoffatom des 3,5-Lutidine als eine Methode der Funktionalisierung der Substrate zu verknüpfen. Diese Technik ist auch etablierte Röntgen geeignet dehydriert Kristalle (Abbildung 5, fotografiert mit einer Sony DSC-HX300 Cyber-Shot-Kamera) zu liefern. Soweit wir betroffen sind, haben nicht viele Berichte die Produktion solcher Kristalle16beschrieben. Viele Verbindungen wachsen idea…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die vorliegende Arbeit wurde unterstützt von Vicerrectoría de Investigación y Estudios de Posgrado von BUAP und Verbreitung der Wissenschaft Projekte Nr. REOY-NAT14, 15, 16-G. HEAŞ-NAT17. RMG Dank CONACyT (Mexiko) für Stipendium 417887.

Materials

3,5-lutidine Sigma-Aldrich L4206-500ML
Glacial acetic acid Fermont 3015
Hidrogen peroxide (35%) Sigma-Aldrich 349887-500ML
Na2CO3 anhydrous Productos Químicos Monterrey 1792
Na2SO4 anhydrous Alfa reactivos 25051-C
CHCl3 Fermont 6205
Ethyl eter Mercury Chemist QME0309
Distilled water Comercializadora Química Poblana not-existent

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Merino-García, R., Hernández-Anzaldo, S., Reyes-Ortega, Y. Syntheses, Crystallization, and Spectroscopic Characterization of 3,5-Lutidine N-Oxide Dehydrate. J. Vis. Exp. (134), e57233, doi:10.3791/57233 (2018).

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