4005 Sintesis metil 9-(5-oksotetrahidrofuran-2-il)nonanoat

4005 Sintesis metil 9-(5-oksotetrahidrofuran-2-il)nonanoat

I OCH₂CH₃ O

(CH₂)₈ O

H₃CO (CH₂)₈

O O

O

H₃CO

CH₃CH₂I +

C₄H₇IO₂

C₁₂H₂₂O₂ C₁₄H₂₄O₄

Cu

+

(214.0)

(198.3) (63.6) (256.3) (156.0)

C₂H₅I

Klasifikasi

Tipe reaksi dan penggolongan bahan

Adisi alkana, reaksi radikal, reaksi pembentukan cincin Alkena, ester halogen karboksilat, lakton

Tenik Laboratorium

Bekerja dengan gas pelindung, pengadukan dengan batang pengaduk magnet, pemanasan dengan refluk, evaporasi dengan rotavapor, penyaringan, rekristalisasi, pemanasan dengan penangas minyak

Instruksi (skala batch 10 mmol)

Peralatan

Labu leher-dua 50 mL, penyedia gas inert, pendingin refluk, pengaduk magnet dengan pemanas, batang pengaduk magnet, rotavapor, corong Buchner, labu penghisap, desikator, penangas minyak

Bahan

Metil undekenoat (td 248 °C) 1,98 g (2,23 mL, 10,0 mmol) Etil iodoasetat (td 73-74 °C/ 21 hPa) 2,78 g (1,54 mL, 13,0 mmol) Serbuk tembaga (serbuk halus, >230 mesh ASTM) 3,05 g (48,0 mmol)

tert-butil metil eter (td 55 °C) 50 mL

petroleum eter (td 60-80 °C) 150 mL

Reaksi

Di dalam labu leher-dua 50 mL yang dilengkapi dengan batang pengaduk magnet dan pendingin refluk yang dihubungkan dengan pipa gas inert, 1,98 g (2,23 mL, 10,0 mmol) metil undekenoat dan 2,78 g (1,54 mL, 13,0 mmol) etil iodoasetat dicampur dengan 3,05 g (48 mmol) serbuk tembaga dalam atmosfir gas inert. Selanjutnya campuran reaksi diaduk pada penangas minyak 130 °C dalam kondisi gas inert selama 4 jam. (Pengamatan reaksi lihat analisis)

Penyelesaian

Campuran reaksi didinginkan hingga temperatur kamar, 20 mL tert-butil metil eter ditambahkan, campuran diaduk selama 5 menit dan disaring. Serbuk tembaga pada penyaring dicuci tiga kali masing-masing dengan 10 mL tert-butil metil eter. Filtrat dan larutan hasil pencucian dicampur, dan pelarut dievaporasi dengan rotavapor. Minyak kuning yang tertinggal merupakan produk kotor.

Hasil kotor: 2,5 g

Produk kotor dilarutkan dalam 150 mL petroleum eter dan direfluk. Larutan kemudian didinginkan hingga temperatur kamar, kemudian disimpan dalam refrigerator selama semalam untuk penyempurnaan kristalisasi. Produk kristal disaring menggunakan corong Buchner dan dikeringkan dalam desikator vakum. Larutan induk disimpan kembali dalam refrigerator untuk pemeriksaan penyempurnaan kristalisasi.

Hasil: 1,84 g (7,20 mmol, 72%); padatan putih, tl 33-34 °C Komentar

Untuk mencapai hasil yang kuantitatif dalam 4 jam, digunakan tembaga sebanyak lima kali lipat.

Manajemen limbah Daur ulang

Serbuk tembaga dapat digunakan kembali sebanyak 3 kali.

Pembuangan limbah

Limbah Pembuangan

tert-butil metil eter hasil evaporasi (mungkin mengandung iodoetana)

pelarut organik, mengandung halogen

Larutan induk dari rekristalisasi pelarut organik, mengandung halogen

serbuk tembaga Limbah padat, bebas dari merkuri,

mengandung logam berat

Waktu 6-7 jam

Penghentian sementara

Setelah pemanasan dan sebelum rekristalisasi Tingkat kesulitan

Mudah

Instruksi (skala batch 100 mmol)

Peralatan

Labu leher-dua 250 mL, penyedia gas inert, pendingin refluk, pengaduk magnet dengan pemanas, batang pengaduk magnet, rotavapor, corong Buchner, labu penghisap, desikator, penangas minyak

Bahan

Metil undekenoat (td 248 °C) 19,8 g (22,3 mL, 100 mmol) Etil iodoasetat (td 73-74 °C/ 21 hPa) 27,8 g (15,4 mL, 130 mmol) Serbuk tembaga (serbuk halus, >230 mesh ASTM) 30,5 g (480 mmol)

tert-butil metil eter (td 55 °C) 130 mL

petroleum eter (td 60-80 °C) 300 mL

Reaksi

Di dalam labu leher-dua 250 mL yang dilengkapi dengan batang pengaduk magnet dan pendingin refluk yang dihubungkan dengan pipa gas inert, 19,8 g (22,3 mL, 100 mmol) metil undekenoat dan 27,8 g (15,4 mL, 130 mmol) etil iodoasetat dicampur dengan 30,5 g (480 mmol) serbuk tembaga dalam atmosfir gas inert. Selanjutnya campuran reaksi diaduk pada penangas minyak 130 °C dalam kondisi gas inert selama 4 jam. (Pengamatan reaksi lihat analisis)

Penyelesaian

Campuran reaksi didinginkan hingga temperatur kamar, 30 mL tert-butil metil eter ditambahkan, campuran diaduk selama 5 menit dan disaring. Serbuk tembaga pada penyaring dicuci tiga kali masing-masing dengan 25 mL tert-butil metil eter. Filtrat dan larutan hasil pencucian dicampur, dan pelarut dievaporasi dengan rotavapor. Minyak kuning yang tertinggal merupakan produk kotor.

Hasil kotor: 25,4 g

Produk kotor dilarutkan dalam 300 mL petroleum eter dan direfluk. Larutan kemudian didinginkan hingga temperatur kamar, kemudian disimpan dalam refrigerator selama semalam untuk penyempurnaan kristalisasi. Produk kristal disaring menggunakan corong Buchner dan dikeringkan dalam desikator vakum. Larutan induk disimpan kembali dalam refrigerator untuk pemeriksaan penyempurnaan kristalisasi.

Hasil: 19,5 g (76,1 mmol, 76%); padatan putih, tl 34 °C Komentar

Untuk mencapai hasil yang kuantitatif dalam 4 jam, digunakan tembaga sebanyak lima kali lipat.

Manajemen limbah Daur ulang

Serbuk tembaga dapat digunakan kembali sebanyak 3 kali.

Pembuangan limbah

Limbah Pembuangan

tert-butil metil eter hasil evaporasi (mungkin mengandung iodoetana)

pelarut organik, mengandung halogen

Larutan induk dari rekristalisasi pelarut organik, mengandung halogen

serbuk tembaga Limbah padat, bebas dari merkuri,

mengandung logam berat

Waktu 6-7 jam

Penghentian sementara

Setelah pemanasan dan sebelum rekristalisasi Tingkat kesulitan

Mudah

Analisis

Pengamatan reaksi dengan KLT

Preparasi sampel:

Dengan menggunakan pipet tetes, diambil dua tetes campuran reaksi dan diencerkan dengan 0,5 mL dietil eter.

Kondisi KLT:

Adsorben: KLT-aluminium foil (silika gel 60) Eluen: petroleum eter (60/80) : etil asetat = 7 : 3

Penampakan: plat KLT-aluminium dicelupkan ke dalam 2 N H2SO4 dan kemudian dikeringkan dengan pengering udara panas.

Pengamatan reaksi dengan GC

Preparasi sampel:

Dengan menggunakan pipet tetes, diambil satu tetes campuran reaksi dan diencerkan dengan 10 mL diklorometana. Dari larutan ini, 0,2 µL diinjeksikan.

Produk padat 10 mg dilarutkan dalam 10 mL diklorometana. Dari larutan ini, 0,2 µL diinjeksikan.

Kondisi GC:

kolom: DB-1, 28 m, internal diameter 0,32 mm, film 0,25 µm inlet: on-column-injection

Gas pembawa: hidrogen (40 cm/detik)

oven: 90 °C (5 menit), 10 °C/menit sampai 240 °C (40 menit) detektor: FID, 270 °C

Persen konsentrasi dihitung dari luas puncak.

GC produk kotor

Kondisi GC sama dengan kondisi untuk pengamatan reaksi

Waktu retensi (menit) Senyawa Luas puncak %

19,63 Produk 86,1

Pengotor Masing-masing < 2

GC produk murni

Waktu retensi (menit) Senyawa Luas puncak %

19,54 Produk 99,7

Spektrum ¹H NMR produk kotor (500 MHz, CDCl₃)

Spektrum ¹H NMR produk murni (500 MHz, CDCl3)

δδδ

δ (ppm) Multiplisitas Jumlah H Keterangan

4,48 M 1 10-H

3,67 S 3 O-CH3

2,50 M 2 12-H

2,30 M 2 11-H

2,27 T 2 2-H

1,82 M 1 9-H

1,70 M 1 9-H

1,57 M 2 3-H

1,24-1,45 M 10 4-H sampai 8-H

O O

O C O

H₃ 10 11

12 1

2

3 4

5

6 8

7 9

13

Spektrum ¹³C NMR produk kotor (125,7 MHz, CDCl₃)

Spektrum ¹³C NMR produk murni (125,7 MHz, CDCl₃)

δ δδ

δ (ppm) Keterangan

177,2 C-13

174,2 C-1

81,0 C-10

51,4 O-CH3

35,5 C-12

34,0 C-2

28,0-29,2 C-4 sampai C-8, C-11

25,2 C-9

24,9 C-3

76,5-77,5 pelarut O

O

O C O

H₃ 10 11

12 1

2

3 4

5

6 8

7 9

13

Spektrum IR produk murni (film)

(cm^-1) Keterangan

2931 Ikatan-C-H, alkana

2856 Ikatan-C-H, alkana

1776 Ikatan-C=O, lakton

1737 Ikatan-C=O, ester