5-Klóróvalerýlklóríð(hlekkur:https://www.Bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/5-}chlorovaleryl-chloride-cas-1575-61-7.html) er lífrænt efnasamband sem inniheldur karboxýlsýru og halógenhópa í uppbyggingu þess. Þetta efnasamband er hægt að búa til með ýmsum aðferðum. Sumum þessara aðferða er lýst hér að neðan:
1. Klórun á pentaklóróediksýru:
Pentaklóróediksýra er útbúin með því að bæta umfram saltsýru við stofuhita. Hægt er að taka eftirfarandi skref:
(1.) Undirbúið hvarfefni:
Pentaklóróediksýra, fosfóroxýklóríð, afjónað vatn eða þurrkefni
(2.) Undirbúið hvarfblönduna:
Í þurra hvarfflösku, bætið pentaklóróediksýru og fosfóroxýklóríði við afjónað vatn eða þurrkefni á meðan hrært er og kælt hvarfefnið niður fyrir 0 gráður.
(3.) Bætið við 5-Klóróvalerýlklóríði:
Bætið {{0}}Klóróvalerýlklóríði hægt út í hvarfblönduna á meðan hitastiginu er haldið undir 0 gráðum. Eftir að viðbótinni er lokið verður hvarfblandan mjólkurhvít.
(4.) Fyrir frekari viðbrögð:
Haltu hvarfblöndunni undir 0 gráðu og haltu áfram að hræra í 30 mínútur, bættu síðan við ákveðnu magni af afjónuðu vatni eða þurrkefni til að láta hvarfblönduna verða fölgul.
(5.) Einangruð vara:
Hvarfblandan var sett í lofttæmiseimingu til að aðskilja afurðina, á þeim tíma sem 5-Klóróvalerýl klóríð afurðin var upphaflega fengin.
(6.) Hreinsuð vara:
{{0}}Klóróvalerýlklóríðafurðina sem fæst hér að ofan er hægt að hreinsa með endurkristöllun í dímetýlkarbónati undir 0 gráðum og síðan er hægt að fá hreint 5-Klóróvalerýlklóríð með síun og þurrkun.
Það skal tekið fram að í þrepum klórunaraðferðarinnar þarf að geyma hvarfefnin og hvarfblönduna við þurrt og lágt hitastig til að tryggja árangur hvarfsins og hreinsun vörunnar. Að auki þarf að meðhöndla fosfóroxýklóríð meðan á efnahvarfinu stendur af mikilli varkárni til að forðast hættuleg efnahvörf.
2. Karboxýlsýra og halógenun 5-klórpentansýru:
5-klórpentanósýra hvarfast við fosfórsýrutríklóríð og myndar 5-klórpentansýruklóríð. Það er síðan hvarfað við merkaptóetanól til að mynda merkaptóester, sem síðan er hægt að vinna í halósýru. Karboxýlsýru- og halógenunarhvörf og ítarleg skref þeirra.
(1.) Karboxýlsýruhvarf 5-Klóróvalerýlklóríðs
Í fyrsta lagi krefst karboxýlsýruhvarfsins 5-Klóróvalerýlklóríðs notkunar asetóns-HCl.
Skref 1: Bætið 5-Klóróvalerýlklóríði og asetoni í tvær þurrar kringlóttar flöskur sérstaklega.
Skref 2: Vetnisklóríðgasi var dælt í eina af kúlubotna flöskunum og látið hvarfast við stofuhita í 2 klukkustundir.
Skref 3: Færið hvarfblönduna yfir í skiltrekt og dragið afurðina út með eter
Skref 4: Bætið þynntri saltsýrulausn, vatni og óblandaðri NaOH einu í einu út í og að lokum er eterlagið þurrkað með vatnsfríri natríumbrennisteinssýru og síðan eimað til að fá lokaafurðina 5-Klóróvalerýlklóríð.
(2.) Halógenunarviðbrögð 5-Klóróvalerýlklóríðs
Halógenun 5-Klóróvalerýlklóríðs fer fram með fosfórklóríði.
Skref 1: Settu 5-Klóróvalerýlklóríð og fosfórklóríð í hvarfflöskuna og settu glerstöngina inn til að hræra.
Skref 2: Bætið við N,N-díetýlformamíði (DMF) í samræmi við þyngd fosfórklóríðs og haltu áfram að blanda og hræra.
Skref 3: Haltu áfram að bæta við N,N-díetýlformamíði, hrærið og stjórnaðu hitastiginu þannig að það fari ekki yfir 35 gráður.
Skref 4: Eftir að hafa lokið viðbrögðum, þynntu vöruna með vatni.
Skref 5: Lítið magn af natríumhýdroxíði var bætt við og efri lífræni fasinn var dreginn út með eter.
Skref 6: Þurrkaðu eterlagið með vatnsfríri natríumbrennisteinssýru og framkvæmdu eimingu til að fá lokaafurðina 5-Klóróvalerýlklóríð.
Tekið saman:
Hér að ofan eru skref karboxýlsýru og halógenunarviðbragða 5-Klóróvalerýlklóríðs. Þessi viðbrögð eru algengar aðferðir í lífrænni efnafræði. Með þessum viðbrögðum er hægt að búa til röð lífrænna efnasambanda sem veita mikilvægar leiðir og aðferðir til rannsókna á lífrænum efnafræði.
|
|
|
3. Karbónýlering og halógenering asetóns:
Í fyrsta lagi þurfum við að skilja karbónýlerunarferli asetóns. Þetta ferli er notað til að umbreyta kolefni-kolefni tvítengi í miðju asetoni í karbónýlhóp, því við karbónýleringu breytist sameindabygging asetóns. Viðbragðsjafna þessa ferlis er sem hér segir:
CH3COCH3plús H2O plús Hplús→ CH3COCH2Ó2 plús
Í einföldu máli, þegar asetón verður fyrir súrum aðstæðum, missir það hýdroxýljón og kemur í staðinn fyrir vetnisjón. Fyrir vikið mun karbónýlerunarstig asetóns aukast.
Núna getum við farið að kanna hvarf 5-Klóróvalerýlklóríðs og asetóns. Þessu ferli má skipta í tvö skref: fyrsta skrefið er karbónýlerun asetóns og annað skrefið er halógenun 5-Klóróvalerýlklóríðs. Hér að neðan er lýsing á nákvæmum skrefum.
Fyrsta skrefið: karbónýlering asetóns:
Við munum gera þetta skref við súr skilyrði, bæta við alkóhóli sem hvata. Hægt er að nota hvaða þynnta sýrulausn sem er, svo sem brennisteins- eða saltsýru. Haltu áfram sem hér segir:
1. Blandið asetoni, saltsýru og metanóli saman. Almennt er notað 1:1:1 hlutfall, en hægt er að skala það eftir þörfum.
2. Hitið blönduna að hvarfhitastigi (almennt um 80-100 gráður), og bætið smá brennisteinssýruhvata við blönduna til að flýta fyrir hvarfhraðanum.
3. Eftir að hvarfið hefur verið framkvæmt í ákveðinn tíma munum við þynna blönduna með vatni til að hreinsa hvarfafurðina.
4. Notaðu skiltrekt til að aðskilja vatnið og lífræn efnasambönd.
Með þessu skrefi getum við umbreytt C=C tenginu í asetoni í karbónýlhóp og þar með framleitt CH3COCH2Ó2 plús, hómókarbónýl efnasamband asetóns. Þetta er mjög mikilvægt fyrir síðari svör.
Annað skref: halógenun 5-Klóróvalerýlklóríðs:
Þetta skref er að setja 5-Klóróvalerýlklóríð inn í hvarfkerfið og hvarfast við hákarbónýl efnasamband asetóns. Haltu áfram sem hér segir:
1. Blandaðu saman hákarbónýlefnasambandinu af asetoni og 5-Klóróvalerýlklóríði. Almennt eru 4,5 mól af asetoni og 1 mól af 5-Klóróvalerýlklóríði notuð til blöndunar, en hægt er að stilla sérstakt hlutfall eftir þörfum.
2. Bætið við natríumkarbónati hvatanum og blandið hvarfefnunum saman.
3. Blandan er síðan hituð að hvarfhitastigi (venjulega um 80-110 gráður).
4. Á meðan á efnahvarfinu stendur verða hvarfefnin halógenuð með sýruhvötuðu efnahvarfi og lokaafurðin verður mynduð á þessum tíma: 5-Klóró-3-oxopentanóýlklóríð.
5. Að lokum þynnum við efnasambandið sem myndast með vatni og aðskilið vatnið frá lífræna efnasambandinu með aðskilnaði.
5-Klór-3-oxopentanóýlklóríð er milliefni sem hægt er að nota til að búa til önnur lífræn efnasambönd. Viðbragðsjafnan fyrir allt hvarfferlið er sem hér segir:
CH3COCH2Ó2 plúsplús C5H9ClO plús Na2CO3 → C7H10ClO2auk CO2plús H2O plús NaCl
Þessi hvarfjafna nær yfir allt ferlið við karbónýleringu asetóns og halógenering á 5-Klóróvalerýlklóríði til að fá lokaafurðina.
4. Halógenun 5-klórpentanóls:
5-Klórpentanóli var breytt í 5-klórpenten með þíónýlklóríði. Þessu efni er síðan hægt að breyta í 5-klórvaleralýlklóríð með því að hvarfa við fosfórsýrutríklóríð, fylgt eftir með því að bæta við díklórmetani og díetýltetrasetati til að mynda 5-klórvalerínsýru halósýruna. Í fyrsta lagi þurfum við að undirbúa rannsóknarstofunauðsynjar, þar á meðal:
1. Reactor eða kringlótt botnflaska (100 ml);
2. Natríumhýdróklóríð (NaCl) og saltsýra (HCl);
3. 5-klórpentanól og vatnsfrítt járnklóríð (FeCl3);
4. Áloxíð (Al2O3) og koltetraklóríð (CCl4);
5. Eter leysiefni, vatnsbað og ísbað.
Næst byrjum við halógenunarskref 5-klórpentanóls:
Skref 1: Bætið 5-klórpentanóli (1,0 mL, 10 mmól) í þurra kúlubotna flösku;
Skref 2: Bætið saltsýru (2 ml, mólhlutfall 1:1) í kúlubotna kolbu, hitið að stofuhita í 15 mínútur;
Skref 3: Bætið 30 prósent NaCl lausn (2 ml) við hvarfefnið, setjið það í vatnsbað til að hitna;
Skref 4: Eftir að hafa hitnað og hrært að fullu, notaðu skiltrekt til að aðskilja vatnslagið og lífræna lagið og safnaðu lífræna lagið í hreina kúlubotna flösku;
Skref 5: Bætið vatnsfríu járnklóríði (5 g) og súráli (5 g) í kúlubotna kolbu og hrærið við stofuhita í 30 mínútur;
Skref 6: Bætið við koltetraklóríði (10 ml) til útdráttar, setjið skiltrekt á trétappann, aðskiljið lífræna lagið og vatnslagið og safnað lífræna lagið í hreina kúlubotna flösku;
Skref 7: Notaðu óblandaða saltsýrulausn til að sýra lífræna lagið;
Skref 8: Lífræna efnið er leyst upp í eterleysi, síað og þurrkað;
Skref 9: Notaðu snúningsuppgufunarbúnað til að fjarlægja leysirinn til að fá 5-Klóróvalerýlklóríð, halógenaða afurð 5-klórpentanóls.
Almennt séð er þetta hvarf tiltölulega stöðugt og öruggt og hægt er að fá væntanlega vöru í tilrauninni. Þegar halógenunarviðbrögð eru framkvæmt skal gæta sérstakrar varúðar til að forðast snertingu við augu og húð við halíð og tryggja góða loftræstingu. Ef einhver óeðlileg efnahvörf eiga sér stað í hvarfinu skal stöðva hvarfið strax og gera viðeigandi öryggisráðstafanir.
5. Halógenunarviðbrögð brómósmjörsýru:
Halógenunarhvarf 5-Klóróvalerýlklóríðs og brómósmjörsýru er algengt lífrænt efnahvarf og hægt er að nota hvarfvirku virku hópana í efnafræðilegri uppbyggingu þeirra til útskiptahvarfa til að fá ný lífræn efnasambönd.
Viðbragðsþrepin eru sem hér segir:
(1.) Undirbúningur hvarfefna: Fyrst þarf að útbúa hvarfefni 5-Klóróvalerýlklóríðs og brómósmjörsýru. 5-Klóróvalerýlklóríð er hægt að framleiða með klórun á 5-Klóróvalerínsýru og þíónýlklóríði. Hægt er að framleiða brómsmjörsýru með útskiptahvarfi bútanóls og bróms.
(2.) Tilreiðsla hvarflausnar: Leysið tilbúið 5-Klóróvalerýlklóríð og brómsmjörsýru í þurrum lífrænum leysi, eins og díklórmetani eða benseni, í sömu röð.
(3.) Bættu við hvata: bættu við viðeigandi magni af hvata, notaðu venjulega natríumhýdroxíð eða járnklóríð osfrv.
(4.) Viðbragðsferli: Bætið hvarfvökvunum tveimur hægt í dropatali í reactorinn og hitið hvarfið. Hvarftíminn er nokkrar klukkustundir og hvarfhitastiginu er yfirleitt stjórnað undir suðumarki hvarfefnisins.
(5.) Meðhöndlun í lok hvarfsins: Eftir hvarfið skal meðhöndla hvarfefnið með köldu vatni eða saltsýrulausn til að fjarlægja hvarfleifarnar og hvata. Halógenaða afurðin sem fékkst var aðskilin með útdrætti og aðskilnaði, þétt og síuð til að fá hreina afurð.
Verkunarháttur hvarfsins er sem hér segir: Í fyrsta lagi sýrir hvatinn karboxýlhóp brómósmjörsýru enn frekar og auðveldar þar með að skipta honum út. Í öðru lagi fer klóralkýlhópurinn í 5-Klóróvalerýlklóríði í stað útskiptahvarfa við karboxýlhópinn í brómósmjörsýru til að framleiða halógenaða vöru. Að lokum var lausnin síuð til að fá hreina halógenuðu vöruna.
Ofangreind eru nokkrar helstu tilbúnar aðferðir, sem allar geta fengið 5-Klóróvalerýlklóríð. Val á tilbúnu aðferð fer einnig eftir framboði hvarfefna, kostnaði og búnaði og efnum sem til eru á rannsóknarstofunni.