nitrosering
Moderator: ArcherBarry
-
- Berichten: 2.337
nitrosering
Bij de synthese van cafeïne kom ik in de derde stap een nitrosering tegen. (Ik denk dat dit de juiste naam is.)
Ik zoek hiervan het reactiemechanisme.
Het gaat om stap 3. Stoffen benodigd heb ik tot nu toe NaNO2 ethanol en zuur milieu.
Dus ik denk dat NO2- zich als nucleofiel gedraagt en zo aanvalt op de ring. Daarna lijkt me dat er nog een zuurstof atoom af moet gehaald worden dus het moet gereduceerd worden met iets. Verder kom ik nog niet hebben jullie misschien enkele hints? Of goede referenties waar ik informatie zou kunnen in vinden.
Alvast bedankt.
Ik zoek hiervan het reactiemechanisme.
Het gaat om stap 3. Stoffen benodigd heb ik tot nu toe NaNO2 ethanol en zuur milieu.
Dus ik denk dat NO2- zich als nucleofiel gedraagt en zo aanvalt op de ring. Daarna lijkt me dat er nog een zuurstof atoom af moet gehaald worden dus het moet gereduceerd worden met iets. Verder kom ik nog niet hebben jullie misschien enkele hints? Of goede referenties waar ik informatie zou kunnen in vinden.
Alvast bedankt.
- Berichten: 11.177
Re: nitrosering
Als je nitriet aanzuurt met sterk zuur, splitst dit water af en vormt NO+. De + lading zit op de N en lijkt me een ideale kandidaat voor elektrofiele aromatische substitutie, van de amine C splitst dan een proton af en je bent er
Al betwijfel ik of je niet even hard je amine gaat diazoteren op deze manier. Reduceren kun je met Pd/C en waterstofgas. Ik denk echter dat je dat niet zomaar thuis hebt staan. Raney nikkel lijkt me makkelijker, maar ik weet niet of dat sterk genoeg is.
Al betwijfel ik of je niet even hard je amine gaat diazoteren op deze manier. Reduceren kun je met Pd/C en waterstofgas. Ik denk echter dat je dat niet zomaar thuis hebt staan. Raney nikkel lijkt me makkelijker, maar ik weet niet of dat sterk genoeg is.
-
- Berichten: 840
Re: nitrosering
Ja, inderdaad, het nitrosyl-ion valt aan op de ring. Waarvoor zou je anders moeten aanzuren?
Wat er gebeurt:
H+ + NO2- <--> HNO2
2 HNO2 <--> N2O3 + H2O
distikstoftrioxide is erg onstabiel en valt in waterige oplossing uiteen in NO+ + NO2-. Als de temperatuur te hoog wordt (20C of hoger volgens mij) krijg je veel stikstofoxiden, omdat je dan vorming krijgt van NO en NO2. Of dat rechtstreeks N2O3 is dat ontleedt (dit is zo in afwezigheid van water), of nitrosyl-ionen die reageren met nitriet-ionen, dat weet ik niet.
Zou je die amino-groep niet eerst kunnen beschermen met een acetyl-groep eraan (azijnzuuranhydride), dan 'nitroseren' en dan weer hydrolyseren? Of kan nitrosyl niet aanvallen op het C-atoom als er een acetyl-groep zit op de naburige amino, door sterische hindering. Heeft iemand een idee? Organisch is niet mijn sterkste kant.
Wat er gebeurt:
H+ + NO2- <--> HNO2
2 HNO2 <--> N2O3 + H2O
distikstoftrioxide is erg onstabiel en valt in waterige oplossing uiteen in NO+ + NO2-. Als de temperatuur te hoog wordt (20C of hoger volgens mij) krijg je veel stikstofoxiden, omdat je dan vorming krijgt van NO en NO2. Of dat rechtstreeks N2O3 is dat ontleedt (dit is zo in afwezigheid van water), of nitrosyl-ionen die reageren met nitriet-ionen, dat weet ik niet.
Zou je die amino-groep niet eerst kunnen beschermen met een acetyl-groep eraan (azijnzuuranhydride), dan 'nitroseren' en dan weer hydrolyseren? Of kan nitrosyl niet aanvallen op het C-atoom als er een acetyl-groep zit op de naburige amino, door sterische hindering. Heeft iemand een idee? Organisch is niet mijn sterkste kant.
-
- Berichten: 195
Re: nitrosering
Kationen vallen niet aanJa, inderdaad, het nitrosyl-ion valt aan op de ring.
Ik denk dat dit een bekende synthese is en dat het dus in orincipe zou moeten werken. Waarschijnlijk is in dit molecuul het C-atoom (C5 geloof ik) nucleofieler dan de -NH2 (een 'echt' amine is het ook niet....). Je zou er b.v. een soort enamine in kunnen herkennen (al spelen er in dit molecuul wel meer functionele groepen een rol) en enamines zijn prima koolstofnucleofielen.
- Berichten: 11.177
Re: nitrosering
Mja er zou inderdaad resonantie kunnen optreden, waar de het vrije elektronenpaar van het amine slaat naar de C5 en de C6 negatief wordt. Wordt het een nog betere kandidaat voor de substitutie.
-
- Berichten: 33
Re: nitrosering
Zo heb ik het toch moeten leren voor mijn examen organische chemie van eergisteren, dus denk ik wel dat het correct is.Zou je die amino-groep niet eerst kunnen beschermen met een acetyl-groep eraan (azijnzuuranhydride), dan 'nitroseren' en dan weer hydrolyseren?
- NH2 + CH3-C(=O)-O-C(=O)-CH3 -> -NH-C(=O)-CH3
Dan kun je nitreren, en achteraf weer NH2 ontschermen door te hydrolyseren met een base (KOH staat er in de cursus).
Het nitreren zelf was telkens met NO3H en zwavelzuur.
- Berichten: 11.177
Re: nitrosering
Nitreren zorgt dat je er een NO2 aanzet. Er moet echter een nitrosylgroep aan, een -NO dus.
-
- Berichten: 840
Re: nitrosering
Hoezo?Kationen vallen niet aanJor schreef: Ja, inderdaad, het nitrosyl-ion valt aan op de ring.
Ik denk dat dit een bekende synthese is en dat het dus in orincipe zou moeten werken. Waarschijnlijk is in dit molecuul het C-atoom (C5 geloof ik) nucleofieler dan de -NH2 (een 'echt' amine is het ook niet....). Je zou er b.v. een soort enamine in kunnen herkennen (al spelen er in dit molecuul wel meer functionele groepen een rol) en enamines zijn prima koolstofnucleofielen.
Bij het nitreren van benzeen valt ook een kation aan, namelijk NO2+.
Ik zie niet waarom kationen niet aan zouden kunnen vallen.
-
- Berichten: 33
Re: nitrosering
Foutje van mijn kant, maar dat afschermen lukt nog altijd.Nitreren zorgt dat je er een NO2 aanzet. Er moet echter een nitrosylgroep aan, een -NO dus.
Kationen worden aangevallen, NO2+ valt niet de benzeenring aan, maar de ring valt NO2+ aan.Hoezo?
Bij het nitreren van benzeen valt ook een kation aan, namelijk NO2+.
Ik zie niet waarom kationen niet aan zouden kunnen vallen.
Aanvallen gebeurd met een elektronenpaar, en een kation heeft dat net tekort.
-
- Berichten: 2.337
Re: nitrosering
Bedankt voor de hulp iedereen. Ik ga het eens proberen uittekenen in chemsketch.
Dus een samenvatting: 1) De niet gemethyleerde amine wordt afgeschermd met behulp van azijnzuuranhydride (of is mierenzuuranhydride beter) dat een amide vormt waardoor geen diazotering kan door gaan.
2) Dan wordt een sterk aangezuurde (zwavelzuur) nitriet oplossing toegevoegd terwijl de oplossing in een ijsbad gekoeld wordt omdat anders gasvormige stikstof oxiden gevormd worden.
Hoe zou ik opzuiveren? Het sulfaat en nitriet met een oplosbaar bariumzout en het azijnzuuranhydride terug omzetten naar azijnzuur en laten neerslaan?
Dus een samenvatting: 1) De niet gemethyleerde amine wordt afgeschermd met behulp van azijnzuuranhydride (of is mierenzuuranhydride beter) dat een amide vormt waardoor geen diazotering kan door gaan.
2) Dan wordt een sterk aangezuurde (zwavelzuur) nitriet oplossing toegevoegd terwijl de oplossing in een ijsbad gekoeld wordt omdat anders gasvormige stikstof oxiden gevormd worden.
Hoe zou ik opzuiveren? Het sulfaat en nitriet met een oplosbaar bariumzout en het azijnzuuranhydride terug omzetten naar azijnzuur en laten neerslaan?
- Berichten: 11.177
Re: nitrosering
Mierenzuur anhydride werkt net ietsje beter, en is makkelijker met een base eraf te stoken. Heb je geen mierenzuur anhydride, dan kan dat in situ bereid worden met een mengsel van azijnzuuranhydride en mierenzuur.
-
- Berichten: 840
Re: nitrosering
Mierenzuuranhydride??? Bij mij ging gelijk een belletje rinkelen toen ik dit las, voor zover ik weet bestaat dit helemaal niet, omdat het ontleedt in water en CO. Net als formyl chloride (ontleedt in CO en HCl).
Het mierenzuuranhydride bestaat alleen als oplossing in ether, en is dan nog erg moeilijk te bereiden. Nee dus.
'Acetic formic anhydride', het gemixede anhydride van azijnzuur en mierenzuur bestaat wel, en is redelijk stabiel. Maar ik weet niet of deze selectief acetyleerd/formyleerd.
Zou mierenzuur elf niet kunnen werken (erg sterk zuur, werkt bij formyleren van aniline).
Will, dat was even een blunder. Tuurlijk valt de nucleofiel (De ring) aan op de electrofiel. Dat wist ik. Ik zei het alleen erg verkeerd.
Het mierenzuuranhydride bestaat alleen als oplossing in ether, en is dan nog erg moeilijk te bereiden. Nee dus.
'Acetic formic anhydride', het gemixede anhydride van azijnzuur en mierenzuur bestaat wel, en is redelijk stabiel. Maar ik weet niet of deze selectief acetyleerd/formyleerd.
Zou mierenzuur elf niet kunnen werken (erg sterk zuur, werkt bij formyleren van aniline).
Will, dat was even een blunder. Tuurlijk valt de nucleofiel (De ring) aan op de electrofiel. Dat wist ik. Ik zei het alleen erg verkeerd.
-
- Berichten: 195
Re: nitrosering
Jazeker, dit gemengde anhydride is een goed selectief formyleringsreagens.Jor schreef:
'Acetic formic anhydride', het gemixede anhydride van azijnzuur en mierenzuur bestaat wel, en is redelijk stabiel. Maar ik weet niet of deze selectief acetyleerd/formyleerd.
-
- Berichten: 2.337
Re: nitrosering
Ik ga er voorlopig van uit dat ik met mierenzuur die beschermende formylgroep eraan kan krijgen.
Op internet vind ik enkel zuur gekatalyseerde hydrolyse. Kan ik met een zuur hydroliseren of is dit niet mogelijk? Ik probeer hier ook het mechanisme voor te vinden.Dan kun je nitreren, en achteraf weer NH2 ontschermen door te hydrolyseren met een base (KOH staat er in de cursus).
-
- Berichten: 2.337
Re: nitrosering
Nog een vraagje die ethanol (zie eerste post) is dit het milieu om deze reactie in uit te voeren?