Синтез 2,2-диэтоксииндандиона

Курсовой проект - Химия

Другие курсовые по предмету Химия

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



карственных средств. Многие качественные реакции положены в основу методов количественного определения белков и аминокислот. 2,2-Диэтоксииндандион-1,3 является одним из распространенных реагентов в качественном анализе.

Из 2,2-диэтоксииндандиона-1,3 может быть получен нингидрин, который осуществляет окислительное декарбоксилирование б-аминокислот с образованием СО2, NH3 и альдегида, содержащего на один атом углерода меньше, чем исходная аминокислота.

 

 

Восстановленный нингидрин далее конденсируется с аммиаком и второй молекулой нингидрина, образуя краситель типа мурексида, который в нейтральной и слабощелочных растворах существует в виде окрашенного аниона с максимумом поглощения при лmax = 570 нм.

 

 

Колориметрирование фиолетово-синих растворов, получающихся при нагревании аминокислот с нингидрином, или манометрическое измерение выделившегося СО2 позволяют определять аминокислоты количественно.

Образование этого окрашенного соединения также используется в качественном тесте на б-аминокислоты, с помощью которого можно обнаружить аминокислоты, даже если их количество не превышает 1мкг.

Нингидрин реагирует не только с б-аминокислотами, но и с другими аминами. При этом тоже появляется голубая окраска, но без выделения СО2. Таким образом, выделение СО2 является индикатором участия в реакции б-аминокислоты. NH3 и пептиды тоже вступают в реакцию, но менее активно, чем б-аминокислоты. Продукт реакции между пролином (или 4-гидроксипролином) и нингидрином имеет желтую окраску [1].

 

1.2 Планирование эксперимента

 

На основании литературных данных (см. п. 1.1.), доступности исходных регентов и простоты методики был выбран следующий путь ретросинтетического анализа:

 

Первое правило ретросинтетического анализа удалять лабильные группы, поэтому логично его начинать с удаления 2,2-диольной функциональной группы. Проще всего это делать путем трансформа FGI (на схеме Tf1) превращение 2,2-диольной группы в кетальную.

Следующей операцией является замена кетальной группы на диазогруппу, что также соответствует трансформу FGI (на схеме Tf2). Эта операция позволит в дальнейшем избавиться от функциональной группы, упростив при этом молекулу.

Третьему трансформу (Tf3) соответствует стратегия FGD. В результате разрываемой связи C=N в качестве синтонов образуется карбен (синтон 3) и бирадикал N2 (синтон 3), который можно генерировать из азид-аниона, что соответствует молекуле TsN3. Наиболее простым соединением, соответствующим синтону 3, является индандион-1,3.

В связи с тем, что обычно ароматический цикл не подвергают разрыву (много соединений с ароматическим циклом легко доступны), то дальнейшую стратегию анализа основывали на разрыве связей пятичленного цикла, чтобы упростить структуру. При этом также реализовывается правило преимущества разрыва связей, находящихся рядом с функциональной группой С=О. В результате Tf4 были получены синтоны 4 и 4. Для синтона 4 характерны заряды +, так как он содержит карбонильные атомы С. В соответствии с целью ретросинтетического анализа (прийти к наиболее доступным исходным реагентам) для синтона 4 можно предложить диэтилфталат, поскольку он доступен и его легко получить. Для синтона 4 в качестве реагента целесообразно взять этилацетат, так как этот реактив не только доступен, но и содержит необходимую СН2-метиленовую компоненту и СООEtгруппировку, которую легко удалить гидролизом с последующим декарбоксилированием.

На основе схемы ретросинтетического анализа были подобраны соответствующие реакции:

  1. Tf1.

Данному трансформу соответствует реакция гидролиза кеталя в кислой среде.

  1. Tf2.

Этот трансформ соответствует гидролизу диазоалкана спиртом в окислительной среде для получения кеталя.

  1. Tf3.

Tf3 соответствует реакции переноса диазогруппы при взаимодействии индандиона-1,3, как соединения с реакционноспособной метиленовой группой, с п-толуолсульфонилазидом в присутствии основания.

  1. Tf4.

Для этого трансформа была выбрана реакция образования пятичленного цикла сложноэфирной конденсацией этилового эфира уксусной кислоты с этиловым диэфиром фталевой кислоты в присутствии сильного основания. Далее, полученный в-кетоэфир подвергают гидролизу (кетонное расщепление) и декарбоксилируют образовавшуюся в-кетокарбоновую кислоту.

2. Методики эксперимента

 

2.1. Получение индандиона-1,3 [2]

 

 

Данная реакция включает в себя несколько последовательных стадий:

 

 

А. В реакционную колбу с механической мешалкой и обратным холодильником помещают 100 г диэтилового эфира фталевой кислоты и 20 г мелконарезанного натрия и при перемешивании и нагревании прикапывают в течение часа смесь 2,0 г этанола и 98,0 г этилацетата. После этого реакционную смесь кипятят с обратным холодильником еще 6 ч.

Желтую суспензию охлаждают, добавляют 50 мл безводного эфира и фильтровали. Остаток на фильтре отсасывают и высушивают на воздухе, что дает 75,6 г (70 %) натриевой соли этилового эфира 1,3-диоксоиндан-2-карбоновой кислоты.

Б. Натриевую соль, полученную по методике А, порциями при энергичном перемешивании вносят в 2 л кипящей воды (стакан на 5 л), охлаждают до 70 0С и после окончания выделения диоксида углерода к полученному красному раствору прикапывают при перемешивании 400 мл водного раствора серной кислоты (3:1).

Затем реакционную см

s