Transcript jalase6

‫جلسه ششم‪:‬‬
‫فهرست مطالب‪:‬‬
‫‪‬نقش حالل در سنتز موادآلي‬
‫‪‬حالل هاي جايگزين‬
‫‪‬حالل هاي ايمن تر‬
‫‪‬استفاده از آب به عنوان حالل در واكنش هاي سنتزي‬
‫‪‬استفاده از مايعات يوني‬
‫نقش حالل در سنتز موادآلي‬
‫همديگر برخورد نموده او واكنش دهند‬
‫ا‬
‫در آن مواد اوليه مي توانند با‬
‫معمو ال اولين نقش حالل ايجاد محيطي است كه ا‬
‫قطب نروتون دار (‪)Protic Solvent‬‬
‫آب اسي استيک الکل ها‬
‫قطب‬
‫قطب ب ون نروتون (‪)Aprotic Solvent‬‬
‫حالل ها‬
‫غيم قطب‬
‫استن اتر استونيتميل‬
‫هگزان آلکان ها تتماکلري اربن و‪...‬‬
‫نقش حالل را مي توان به شرح ذيل خالصه نمود‪:‬‬
‫‪ (1‬بستتتم مناستتب بتتراي انتقتتال و انتتتمل حترارت بتتا هتتر حاللتتي دمتتا در حالتتت رفالكتتم ابتتت بتتااي متتي مانت و نگرانتتي بتتراي غييتتم درجتته‬
‫حترارت وجتتود نت ارد‪ .‬بتته عنتتوان مدتتال در صتتورتي ه دمتتاي ‪ 76‬درجتته نيتتاز استتت از اتيتتل استتتات و يتتا حتتالل هتتاي بتتا نقطتته جتتو‬
‫مشابه استفاده مي گردد‪.‬‬
‫‪ (2‬وسيله اي براي ج اسازي و خالص سازي محصوالت مي باشن و همچنين در صنعت عطر سازي رنت ستازي دارو ستازي و‬
‫‪ ...‬امکان تولي محصوالت با غلظت هاي مختلف را مم ن مي سازد‪.‬‬
‫‪ (3‬تتتامين بخيتتز از انتتريي ااتيواستتيون توستتح حتتالل از ريتتپ حتتالل نو تتز گونتته هتتاي وااتتنش دهنت ه مقت ور متتي گتتردد‪ .‬بتته گونتته‬
‫اي اه اگر از حالل استفاده نشود معادل انريي مورد نياز براي انجام واكنش در فاز گازي انريي الزم است‪.‬‬
‫به عنوان مدال واانش زير در صور ي اه در حالل آب نباش باي معادل انريي الزم براي تف يک نيون اربن ‪ -‬برم (‬
‫) ‪ C – Br‬را تامين نمود‪ .‬در حالي اه در حضور آب اين مق ار انريي به كمتم از يک ننجم کاهش مي ياب ‪.‬‬
‫‪HBr‬‬
‫‪+‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪Br +‬‬
‫براي واانش هاي ‪ SN2‬حالل هاي قطب ب ون نروتون مناسب مي باشن ‪ .‬زيرا حالل هائي مانن استن استونيتميل‬
‫تتماهي روفوران ‪DMF , DMSO , HMPA‬يون مدبت را حاللپو مي انن و آنيون را ( اه به عنوان نوکلئوفيل عمل‬
‫مي انن ) رها مي سازن و فعاليت آن را افزايش مي ده ‪.‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪O‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪P‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪HMPA = Hexamethyl Phosphorus‬‬
‫‪triamide‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪O‬‬
‫‪N C‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪H‬‬
‫‪DMF = Dimethyl Formamid‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪O‬‬
‫‪s‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪DMSO = Dimethyl Sulfoxide‬‬
‫در صورتي ه حالل قطب نروتون دار براي واانش هاي ‪ SN1‬مناسب مي باشن ‪ .‬زيرا در اين واانش ها ح واسح هاي يوني‬
‫ش يل ش ه در حالل ها ي نروتون دار بيشتمين ناي اري را دارن ‪.‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪O‬‬
‫‪s‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪O‬‬
‫‪s‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪‬حتتالل دي متيتتل سولفوكستتاي )‪ (DMSO‬داراي نيونت دوگانتته گتتوگرد – اكستتي ن بتتوده كتته بتته شت ت قطبت استتت و دانستتيته بتتار‬
‫منفي روي اتم اكسي ن بيشتم بوده و اتم گوگرد داراي دانسيته بار مدبت مي باش ‪.‬‬
‫‪‬بار مدبت در داخل مولكول قرار دارد و امكان برهم كنش با يونهاي منفي محيح را ن ارد‪.‬‬
‫‪‬در حاليكه بار منفي در نوك مولكول قرار دارد و به سهولت با كاتيون هاي موجود در محيح (مانن يون مختالف هستته دوستت)‬
‫بتترهم كتتنش داشتتته و بتته اصتتطالح كتتاتيون حتتالل نتتو ش ت ه و آنيتتون كتته حتتالل نو تتز م ت ري روي آن صتتورت نمتتي گيتتمد و بتتا آزادي‬
‫بيشتمي وارد واكنش مي شود‪.‬‬
‫در نتيجه سرعت انجام واكنش نوكلئوفيلي افزايش ني ا مي كن ‪.‬‬
‫واكنش زيردر حالل دي متيل سولفوكساي )‪ (DMSO‬انجام مي گيمد‬
‫‪NaBr‬‬
‫‪+‬‬
‫‪I CH3‬‬
‫‪SN2‬‬
‫‪DMSO‬‬
‫‪Na I‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3Br‬‬
‫حالل نو ز كاتيون س يم توسح حالل قطب در دي متيل سولفواكساي‬
‫كتتاتيون س ت يتتم داري شتتعام مص يتتز متتي باشت كتته هن تتام حتتالل‬
‫نو شت ن شتعام مت ر كتاتيون افتزايش يافتته و بترهم كتنش آن بتا‬
‫يتتون مختتالف (كتته بتته عنتتوان هستتته دوستتت عمتتل متتي كن ت ) كمت تتم‬
‫ش ت ت ت ه و ست ت تترعت انجت ت تتام واكت ت تتنش نست ت تتبت بت ت تته حت ت تتال كت ت تته نت ت تتين‬
‫برهمكنيز وجود ن اشته باش بيشتم است‪.‬‬
‫‪H3C + CH3 H C‬‬
‫‪3‬‬
‫‪s‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪s‬‬
‫‪s‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H3C O  ‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪H3C‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪+ s O ‬‬
‫‪‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ O s ‬‬
‫‪Na‬‬
‫‪H3C‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H3C‬‬
‫‪‬‬
‫‪s‬‬
‫‪s +CH3‬‬
‫‪O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪3‬‬
‫‪s‬‬
‫‪H3C + CH3‬‬
‫براي واكنش زير ه حاللي مناسب تر است؟ را؟‬
‫‪CH3I‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H3C S CH3‬‬
‫حالل غيمقطب‬
‫‪I‬‬
‫‪+‬‬
‫‪(CH3)3S‬‬
‫( بخا ر كاهش انريي اكتيواسيون)‬
‫در اين واانش هر دو گونه واانشگر باردار هستن ولي در حالت گذار از تراام بار روي گونه ها کاسته مي شود‪.‬‬
‫با توجه به اين موضوم اگر حالل انتخاب شت ه قطبت باشت بترهم نش حتالل بتا متواد اوليته بيشتتم از بترهم نش آنهتا در‬
‫حال تتت گ تتذار م تتي باش ت زي ترا در حال تتت گ تتذار ب تته دلي تتل ح تتالل نو تتز ت تتراام ب تتار امت تتم اس تتت و ب تترهم ا تتنش ب تتين واكنش تتگرها‬
‫ضعيف تتر متي باشت ‪ .‬بنتابراين نايت اري حاصتل شت ه از حتالل نو تز در حالتت نايته از نايت اري حاصتل شت ه نا تز از حتالل‬
‫نو ز در حالت گذار بيشتم بوده اه نتيجه نهايي آن افزايش انريي ااتيواسيون واانش در اين حالل متي باشت ‪ .‬در نتيجته‬
‫حالل قطب براي اين واكنش مناسب نيست؛‬
‫درحالي تته درحتتالل غيمقطبت گونتته هتتاي وااتتنش دهنت ه امتتتم از گونتته ح واستتح در حالتتت گتتذار حتتالل نتتو شت ه و انتريي‬
‫ااتيواسيون واانش در اين حالل کاهش ني ا مي ان و اين حالل براي انجام واانش مناسب مي باش ‪.‬‬
‫براي واكنش زير ه حاللي مناسب تر است؟ را؟‬
‫‪I‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪Ph3P‬‬
‫‪CH3I‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Ph3P‬‬
‫ب تراي وااتتنش بتتاال حتتالل قطب ت مناستتب استتت زي ترا گونتته هتتاي وااتتنش دهن ت ه خنح ت متتي باشتتن و درحالتتت گ تذار‬
‫ج ائي بار وجود دارد اه برهم نش حالل با اين بارهاي ش يل ش ه در ح واسح موجب نايت اري حالتت گتذار‬
‫و کاهش انريي ااتيواسيون مي شود وسرعت واانش افزايش ني ا مي ان ‪.‬‬
‫در واكنش اير به عنوان يك با ا عم مي كند‪ .‬چه عاملي موجب اين اتفاق‬
‫يونا كاريد معمو ال يك هسته دوست ضعيف است‪ ،‬ولي ا‬
‫شده است؟‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪LiCl , DMF‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪H‬‬
‫‪100 C‬‬
‫‪45%‬‬
‫‪O‬‬
‫‪Cl-‬‬
‫‪H‬‬
‫حالل ‪( DMF‬دي متيل ررماميلد) كلاتيون لييلير را بله خلوالي حلالل رلو كلرده و زلدرل بلا ي كالر را ارل ا ش داده و‬
‫واكنش حذفي صورل رذيررته است‪.‬‬
‫حالل هاي جايگزين‬
‫به منظور کاهش مقدار مواد ايد‪ ،‬حالل هاي سمي‪ ،‬ررار و اشتعال رذير و انرژي در شيمي سبز‪ ،‬جلايگ ين هلا ي بلراي حلالل‬
‫هاي آلي در نظر گررته شده است که مي توان به موارد ير اشاره کرد‪:‬‬
‫‪ .1‬استفاده از حالل هاي ايمن تر‬
‫‪ .2‬استفاده از آب به عنوان حالل‬
‫‪ .3‬انجام واانش ها در شرايح ب ون حالل‬
‫‪ .4‬استفاده از نلي اتيلن گلي ول ها به عنوان محيح واانش‬
‫‪ .5‬استفاده از مايعات يوني و سيال هاي فوق بحراني‬
‫‪ .6‬استفاده از حالل هاي نرفلوئوره اه ايجاد انن ه محيح دوفازي مي باشن ‪.‬‬
‫حالل هاي ايمن تر‬
‫يکي از مهمتمين اصول شيمي سبز تااي مي ان اته‪ :‬از متواد امکتي نظيتم حتالل هتا عوامتل ج استازي و ‪ ...‬تتا آنجتا اته امکتان دارد‬
‫امتتم استتتفاده شتود و تدهتتا در متواردي اتته اجتنتاب نانتتذير استت استتتفاده شتود‪ .‬بستتياري از حتالل هتتاي متت اول (بنتتزن حتالل هتتاي‬
‫آلي کلر دار و‪ )...‬به عنوان مواد سر انزا شناخته ش ه ان و بسياري از رفتارهاي نر خطر ديگري بتراي محتيح زيستت دارنت ‪ .‬بايت‬
‫از حتتالل هتتاي غيتتم ستتمي غيتتم قابتتل اشتتتعال و ستتازگار بتتا محتتيح زيستتت ماننت آب استتتفاده شتتود‪ .‬جتتايگزي حتتالل هتتاي آلتتي بايت‬
‫ا رات زيست محيطي را کاهش دهن ‪.‬‬
‫ج ول حالل هاي ايمن‬
‫رديف حالل‬
‫رديف حالل‬
‫‪1‬‬
‫ايزو آميل الکل‬
‫‪8‬‬
‫بوتيل استات‬
‫‪2‬‬
‫‪ -2‬اتيل هگزانول‬
‫‪9‬‬
‫‪ -n‬نروپيل استات‬
‫‪3‬‬
‫‪ -2‬بوتانول‬
‫‪10‬‬
‫ايزوپروپيل استات‬
‫‪4‬‬
‫اتيلن گلي ول‬
‫‪11‬‬
‫دي متيل نروپيلن اوره‬
‫‪5‬‬
‫‪ -1‬بوتانول‬
‫‪12‬‬
‫نروپانوئيک اسي‬
‫‪6‬‬
‫دي اتلين گلي ول بوتيل اتر‬
‫‪13‬‬
‫اتيل استات‬
‫‪7‬‬
‫‪ -t‬بوتيل استات‬
‫‪14‬‬
‫متيل ايزوبوتيل اتون‬
‫ن ته‬
‫هميشه نياز نيست اه حالل تمامي مواد اوليه را حل ان اگر حالل متواد اوليته را حتل ن نت و محصتول را حتل انت و يتا بلع تم‬
‫بهتم است زيرا ج اسازي محصول ساده تر مي گردد‪.‬‬
‫د ر مدال زير مواد اوليه در حالل دي کلرومتان حتل متي شتون در حتالي اته عامتل ااستن ه نتم از انجتام وااتنش در دي کلترو متتان‬
‫نامحلول بوده و ج اسازي محصول را آسانتم مي ان ‪.‬‬
‫‪HN NH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪N‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪O‬‬
‫‪OEt‬‬
‫‪H O‬‬
‫‪N N‬‬
‫‪EtO‬‬
‫‪CH2Cl2‬‬
‫‪O‬‬
‫‪N‬‬
‫‪O‬‬
‫‪OEt‬‬
‫‪+‬‬
‫‪N‬‬
‫‪insolvable in‬‬
‫‪CH2Cl2‬‬
‫‪O H‬‬
‫‪Soluble in CH2Cl2‬‬
‫‪Soluble in CH2Cl2‬‬
‫‪EtO‬‬
‫‪N‬‬
‫‪H‬‬
‫آشنايي با ن اصطالح‪:‬‬
‫‪ : Neat‬ممکن است يکي ا مواد اوليه خود نقش حالل ها را با ي کند‪ ،‬به چنين واكنش هايي ‪ Neat‬مي گويند‪.‬‬
‫اما واکنش هايي كه در را جامد انجام مي شوند ‪Solid Phase‬و آنهايي كه در غياب حالل انجام مي گيرند – ‪Solvent‬‬
‫‪ Free‬نام دارند‪.‬‬
‫واكنش هاي ن جزئي ‪:Multi Component Reactions‬‬
‫به واكنش هائي گفته مي شود كه بيش از دو واكنشگر با يك يگر تركيب ش ه و مولكول واح ي را بوجود آورن ‪ .‬خوشبختانه‬
‫در ايران گروه هاي تحقيقا ي متع دي در اين زمينه فعال مي باشن كه از ريپ ناي اه هاي ا العات علمي مي توان به‬
‫مستن ات علمي آنها دست يافت‪ .‬گروه تحقيقا ي ياوري و دانش آموخت ان ايشان در اين زمينه بيشتمين تولي ات علمي را‬
‫منتشر نموده ان ‪.‬‬
‫واكنش چند ج يي يردر غياب حالل انجام شده است‪:‬‬
‫‪O Ar‬‬
‫‪H O‬‬
‫‪OEt‬‬
‫‪O‬‬
‫‪EtO‬‬
‫‪N‬‬
‫‪H‬‬
‫‪Neat‬‬
‫‪80 °C‬‬
‫‪ArCHO‬‬
‫‪+‬‬
‫‪NH4OAC‬‬
‫‪+‬‬
‫‪OEt‬‬
‫‪O‬‬
‫مكانيسم اين واكنش؟؟؟‬
NH4OAc
O
RCHO
+
O
+
NH3
O
H3C
AcOH
R
COOCH3
H
COCH3
O
H3C
H3C
+
CH3
COOCH3
H2N
H
R
H3COOC
COOCH3
NH2 O
R
H3COOC
H3COOC
CH3
H
H3C
COOCH3
N
CH3
R
H3C
COOCH3
N
H
H
R
COOCH3
NH O
COOCH3
H3COOC
- H2O
H3COOC
H3COOC
H3C
NH2O CH3
CH3
H3C
CH3
R
R
H3C
H2O
+
NH3
R
H3C
H2O
+
CH3
COOCH3
CH3
N
H OH
H3COOC
H3C
COOCH3
CH3
N
O
H
‫؟؟؟‬
‫مكانيسر واكنش ير را بنويسيد و مشخص كنيد اين واكنش چند ج ي مي باشد؟‬
‫‪O Ar‬‬
‫‪H O‬‬
‫‪OR‬‬
‫‪RO‬‬
‫‪N‬‬
‫‪H‬‬
‫‪Neat‬‬
‫‪80 °C‬‬
‫‪ArCHO‬‬
‫‪+‬‬
‫‪NH4OAC‬‬
‫‪+‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H C C C OR‬‬
‫‪R = Me, Et‬‬
‫استفاده از آب به عنوان حالل در واكنش هاي سنتزي‬
‫يکي از راه هاي دستيابي به شيمي سبز استفاده از آب به عنوان حالل واانش هاي شيميائي و صنع مي‬
‫باش ‪ .‬نژوهشهاي اخيم نشان مي ده اه آب هم در حالت نرمال و هم در حالت فوق بحراني مي توان به‬
‫عنوان جايگزين حالل هاي آلي در فرآين هاي شيميائي استفاده شود‪.‬‬
‫خواص منحصر به فرد آب ‪:‬‬
‫‪‬مايع بودن در مح وده دماي معمولي‬
‫‪ ‬شبكه نيون هي رويني گستمده‬
‫‪ ‬ظرفيت گرمائي باال كه براي واكنش هاي گرمازا بسيار مناسب و ايمن است زيرا گرماي آزاد ش ه از‬
‫واكنش دهن ه ها را جذب مي كن ‪.‬‬
‫‪‬اگر سابستميت نامحلول در آب بتوان واكنش ده محصول تولي ش ه از سابستميت نامحلول در آب‬
‫غالبا در آب نامحلول بوده و ج اسازي محصول با صاف كردن به سادگي صورت مي گيمد‪.‬‬
‫‪ ‬ابت دي الكتميك باال‬
‫‪‬حل كردن مق ار مناسب اكسي ن جهت زن ه مان ن موجودات آبزي‬
‫‪‬مهم تر از همه دردستمس و ارزان بودن غيم قابل اشتعال و غيم سمي بودن و ‪ ...‬مي باش ‪.‬‬
‫‪‬جايگزي حالل هاي آلي با آب مي توان انتشار ترايبات آلي فرار را کاهش ده ‪.‬‬
‫ولي آب هنوز به عنوان حالل مناسب براي بسياري از واكنش هاي سنتزي استفاده نش ه است زيرا بسياري از تركيبات آلي در آب‬
‫حل نمي شون و حالليت نيش نياز اساسز براي واكنش نذيري در غالب اوقات است‪ .‬در نتيجه در بسياري از موارد از كمك حالل‬
‫هاي آلي كه قطب باشن براي افزايش حالليت تركيبات آلي در آب استفاده ش ه است‪.‬‬
‫سرعت واانش هاي ديلز – آل ر در آب بسيار افزايش مي ياب همچنين اختالف بين درص محصوالت نسبت به حالل هاي معمولي‬
‫بيشتم است‪ .‬را؟؟؟‬
‫‪O‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪25 C‬‬
‫‪exo‬‬
‫‪O‬‬
‫‪endo‬‬
‫‪+‬‬
‫‪O‬‬
‫‪endo / exo = 21.4‬‬
‫به دليل آبگريزي واكنش دهن ه هتا بايت امتتمين ستطا تمتاس را بتا آب داشتته باشتن بنتابراين بته صتورت اتروي در آمت ه و در هتم فترو‬
‫مي رون ‪ .‬در نتيجه برخوردهاي مناسب افزايش يافته و به تبع آن سرعت واانش نيز افزايش مي ياب ‪.‬‬
‫ضمنا اختالف بين درص محصتوالت در واكتنش ديلتز – آلت ر در محتيح آبتي نستبت بته حتالل هتاي معمتولي بزرگتتم متي باشت ايتن نستبت‬
‫نشان دهن ه اين است كه در محيح آبي فضاگزي بيشتم اتفاق مي افت ‪.‬‬
‫به واكنش هاي ير كه در آب به خوالي انجام مي رذيرند توجه نمائيد‪.‬‬
‫‪O‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪N‬‬
‫‪O‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪N‬‬
‫‪23 C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪O‬‬
‫‪AcO‬‬
‫‪AcO‬‬
‫در واكتتنش بتتين آزو دي كربوكستتيالت هتتا و هي ت روكربن هتتاي غيتتم اشتتبام نيون ت هاي قتتوي كتتربن – نيتتتموين )‪ (C-N‬شتتكيل متتي شتتود كتته واكتتنش بتته‬
‫ش ت گرمازا بوده و آب حالل مناسب براي اين واكنش ها مي باش ‪.‬‬
‫‪CO2Me‬‬
‫‪N‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪N‬‬
‫‪CO2Me‬‬
‫‪25 C‬‬
‫‪CO2Me‬‬
‫‪N‬‬
‫‪N‬‬
‫‪+‬‬
‫‪MeO2C‬‬
‫واكنش زير نمونه اي ديگر از واكنش هاي نري سيكليك به نام واكنش ِان ‪Ene Reaction or Hydrogen‬‬
‫‪Abstraction - Addition‬يا حذف هي روين و افزايش ان وست مي باش ‪.‬‬
‫‪CO2Et‬‬
‫‪N‬‬
‫‪NH‬‬
‫‪CO2Et‬‬
‫‪36h, 90%‬‬
‫‪neat, 23 C‬‬
‫‪CO2Et‬‬
‫‪on H2O‬‬
‫‪N‬‬
‫‪N‬‬
‫‪H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪EtO2C‬‬
‫‪3h, 82%‬‬
‫واكنش هاي نوكلئوفيلي زير در حالل آب بازدهي باال و زمان انجام واكنش كمتم دارن ‪.‬‬
‫‪O‬‬
‫‪N‬‬
‫‪H2O, 14h‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪O‬‬
‫‪N‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪70 C, 72h‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
HO
O
O
HO
NH3, H2O
OH
H2N
O
H2O, reflux
NH2
HN
O
HO
OH
OH
OH HN
HO
OH
HO
85%
‫نمک هاي ترايبات آلي به دليل حالليت نسبتا مطلوب در آب متي تواننت بستتم انجتام خيلتي از وااتنش هتا را در محتيح آب ايجتاد‬
. ‫نماين‬
H
N
O
1) Water/ NaOH/ 200 C
2) Neutralization
OEt
H
O
N
255 C
OH
O
275 C
H2O
OH OH
O
100%
CN
O
NO2
+
H
N
C N
NO2
25 C
H2O
90%
R
Water
R'
OAc
Br
Zn
R
R'
OH
OAc
‫هن ام انتخاب حالل باي به امكان دخالت آن در مسيم واكنش و انجام واكنش هاي ناخواسته توسح حالل نيز توجه نمود‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪EtONa‬‬
‫‪EtOH‬‬
‫‪R X‬‬
‫‪OEt‬‬
‫‪OEt‬‬
‫‪O‬‬
‫‪OEt‬‬
‫‪R‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪R X‬‬
‫‪O t-Bu‬‬
‫‪O t-Bu‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪t-BuOK‬‬
‫‪t-BuOH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O t-Bu‬‬
‫‪R‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O t-Bu‬‬
‫‪R‬‬
‫‪side product‬‬
‫‪and‬‬
‫‪O‬‬
‫‪OEt‬‬
‫‪R‬‬
‫‪O‬‬
‫‪1) EtONa, t-BuOH‬‬
‫‪2) R X‬‬
‫‪O‬‬
‫‪OEt‬‬
‫در واكتتنش هتتائي كتته بتتاز آنهتتا آلكوكستتي استتت حتتالل مربو تته هتتم باي ت الكتتل استتي متتزدو بنيتتان بتتاز واكتتنش (الكوكستتي مربو تته)‬
‫باش در غيم اين صورت بخش الكلي استم ممكن است با باز ج ي جايگزين ش ه و مخلو ي از محصوالت را تولي كن ‪.‬‬
‫استفاده از مايعات يوني (‪)Ionic Liquids‬‬
‫شيمي انها براي غلبه بر آ ار زيان بار حالل هاي فرار آلي مايعات يوني ( با سروايه ‪ (IL‬را راحي ارده ان ‪.‬‬
‫مايعات يوني‪:‬‬
‫‪‬داراي فشار بخار نايي ان ‪.‬‬
‫‪‬حالليت ترايبات قطب يوني در آنها بسيار باالست‪.‬‬
‫‪‬ميزان بازيابي و سميت آنها مناسب است‪.‬‬
‫‪‬از مهمتمين مزايا عالوه بر نقش حالل بودن آنها در مواردي به عنوان کاتاليزور هم عمل مي نماين ‪.‬‬
‫‪ ‬ايتتن ترايبتتات شتتبيه متتواد يتتوني مانن ت س ت يم کلري ت )‪ (NaCl‬بتتوده بتتا ايتتن تفتتاوت اتته در دمتتاي نتتايين و معمتتولي بتته صتتورت‬
‫مايع مي باشن ‪.‬‬
‫‪‬ايتتن ترايبتتات از دو بختتش شت يل شت ه انت يتتک بختتش کتتاتيوني اتته اغلتتب گونتته آلتتي استتت و بختتش آنيتتوني اتته متتي توانت آلتتي يتتا‬
‫مع ني باش ‪.‬‬
‫‪ ‬بستياري از مايعتتات يتتوني تتتا دمتاي ‪ 300‬درجتته ستتانتيگراد نايت ار هستتتن ‪ .‬بنتابراين متتي تتتوان وااتتنش هتاي بتتا دمتتاي بتتاال را در ايتن‬
‫حالل ها با ح اقل فشار بخار انجام داد‪.‬‬
‫‪ ‬اين مايعات با حالل هاي آلي و آب قابل امتزا نيستتن و ايتن امتر امکتان استتخرا و ج استازي محصتوالت و بازيتابي مايعتات‬
‫يوني را فراهم مي سازد‪.‬‬
‫‪‬در ضمن اين ترايبات به آب و هوا حساسيت امي دارن و فعاليت خود را دير از دست مي دهن ‪.‬‬
‫ساختار دو نوم از مايعات يوني‬
‫‪N‬‬
‫]‪[AlCl4‬‬‫‪[emim] AlCl4‬‬
‫‪N‬‬
‫‪1-Ethyl-3-methylimidazolinium chloride-aluminium (III) chloride‬‬
‫ ] ‪[A lC l 4‬‬‫‪[N -B uP y] A lC l 4‬‬
‫‪N‬‬
‫‪N -butylpyridinium -alu m inium (III) chlorid e‬‬
‫با يک بستم کاتيوني و غييم آنيون ها مي توان يک مجموعه مايعات يوني را تهيه نمود اه نقطه ذوب جو دانسيته و‬
‫ويس وزيته آنها با ي يگر متفاوت باش ‪ .‬يع با غييم آنيون نقطه ذوب و جو غييم مي ان ‪ .‬همچنين با غييم استخالف‬
‫هاي آل يلي متصل به نيتموين ها در ايمي ازولونيم نيز مي توان غييما ي در خصوصيات مايع يوني ايجاد نمود‪.‬‬
‫‪X-‬‬
‫‪N‬‬
‫‪N‬‬
‫‪X - = Cl- , Br- , PF6- , BF4- , CH3SO3- , AcO- , NO3- , (CF3SO2)2N-‬‬
‫به عنوان مثال تغيير ويسکو يته براي يک سري ا آنيون ها به ترتيب ير مي باشد‪:‬‬
‫‪(CF3SO2)2N- < BF4- < PF6- < NO3‬‬‫و ترتيب ار ا ش دانسيته به ترتيب ير مي باشد‪.‬‬
‫)‪BF4- < PF6- < (CF3SO2‬‬
‫با توجه به ج ول زير غييم نقطه ذوب مايعات يوني را با غييم استخالف و آنيون هاي مربو ه توضيا دهي ؟‬
‫‪X‬‬‫‪N‬‬
‫‪N‬‬
‫‪R‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪Mp/ ºC‬‬
‫‪X‬‬
‫‪R‬‬
‫‪125‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪Me‬‬
‫‪87‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪Et‬‬
‫‪65‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪n-Bu‬‬
‫‪38‬‬
‫‪NO3‬‬
‫‪Et‬‬
‫‪7‬‬
‫‪AlCl4‬‬
‫‪Et‬‬
‫‪6‬‬
‫‪BF4‬‬
‫‪Et‬‬
‫‪-9‬‬
‫‪CF3SO3‬‬
‫‪Et‬‬
‫‪-3‬‬
‫‪(CF3SO3)2N‬‬
‫‪Et‬‬
‫‪- 14‬‬
‫‪CF3CO2‬‬
‫‪Et‬‬
‫‪- 16‬‬
‫‪CF3SO3‬‬
‫‪n-Bu‬‬
‫کاربرد مايعات يوني به عنوان حالل و کاتاليزور در سنتز داروي نراوادولين‬
‫‪O‬‬
‫‪N‬‬
‫‪H‬‬
‫‪N‬‬
‫‪[bmim]PF6‬‬
‫‪KOH‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪N‬‬
‫‪H‬‬
‫‪N‬‬
‫‪+‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪N‬‬
‫‪O‬‬
‫‪N‬‬
‫‪MeO‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪[bmim]PF6‬‬
‫‪OMe‬‬
‫‪O‬‬
‫مهم‪:‬‬
‫ساختار ما ع يوني‪،‬‬
‫ا‬
‫در‬
‫واکنش در ‪ [emim]AlCl4‬در صفر درجه سانتيگراد انجام مي گيمد‪ ،‬يرا اسيد لوئيس ‪AlCl3‬موجود ا‬
‫کاتاليز مي نمايد‪ ،‬اما جداسا يا به دلي کئوردينه شدن محصولا به اسيد لوئيس‬
‫ا‬
‫مرحاه آسيالسيونا را به راحتي ريش مي برد او‬
‫‪AlCl3‬مشک مي باشد‪ .‬از آنجائي اه اين ول براي انجام واكنش آسيالسيون به ان ازه كافي فعال مي باش ‪ ،‬با جايگ ين کردن‬
‫ما ع يوني روقا با ‪ ،[emim]PF6‬اگر ه واانش به ‪ 150‬درجه دما نياز دارد ولي ج اسازي محصول و بازيابي مايع يوني بسيار‬
‫ساده مي باش ‪.‬‬
‫نيز با ال مي باشد‪ .‬عات چيست؟‬
‫در ما عال يوني سرعت بال ي دارند او نسبت محصو ال اند او به اگ او ا‬
‫آلدر ا‬
‫واکنش هاي ديا – ا‬
‫‪[bmim]PF6‬‬
‫‪99%‬‬
‫‪endo : exo‬‬
‫‪CO2Et‬‬
‫‪+‬‬
‫‪EtO2C‬‬
‫‪4.5 : 1‬‬
‫زيرا دي ان و دي ان وست به دليل غيم قطب بودن در حالل يوني حل نمي شون و به اجبار بيشتم در هم فرو رفتته و بته حالتت كتروي‬
‫در مي آين و ع اد برخوردهاي مناسب افزايش يافته و به تبع آن سرعت واكنش نيز افزايش مي ياب ‪.‬‬
‫مايعات يوني گازها را به خوبي در داخل خود حل مي انن ‪ .‬بنابراين واانش هاي کاهش با هي روين گازي )‪ (H2‬ااسايش با گاز‬
‫ااسي ن ‪ O2‬و اربونيالسيون با گاز منوااسي اربن )‪ (CO‬در اين حالل ها به خوبي انجام مي گيمد همچنين در اين حالل ها در‬
‫صورتي ه کاتاليزورهاي کايرال بکار برده شون فزوني انانتيومري (‪(ee %) ) Enantiomeric Excess‬محصوالت‬
‫باال مي باش ‪.‬‬
‫‪CO2H‬‬
‫‪CO2H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪Rh - BiNAP / H2‬‬
‫‪[bmim]BF4 / propanol‬‬
‫‪Br‬‬
‫‪CO2R‬‬
‫‪Rh - BiNAP / H2‬‬
‫‪[bmim]BF4‬‬
‫‪ROH‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪+‬‬