2-(piperidin-1-il)benzo[d]oksazol’ün bakır (II) Tuzları Tarafından Katalizlenen -CH aktivasyonu Reaksiyonu ile sentezi ve GC.MS, FT-IR ve NMR Spektroskopisi ile Karakterizasyonu

Bu uygulama notu, Cu (II) katalizörü varlığında CH amminasyonu kullanarak 2-(piperidin-1il)benzo[d]oksazol sentezlemek için Xelsius sisteminin kullanımını ele almaktadır.

Özet

Bir C-H’nin seçici bir şekilde C-C, C-N, C-O veya C-X bağına güvenilir bir şekilde dönüştürülmesi, adım ekonomisi ve atık azaltma açısından çok önemli olduğu için C-H işlevselleştirme, sentetik organik kimyanın kutsal kâse anahtar kelimeleri olarak adlandırılmıştır.

2-(piperidin-1-il)benzo[d]oksazol sentezi, heterosikllerin -CH aktivasyonu ile geri akışlı asetonitril ortamında, katalizör olarak bakır (II) tuzları varlığında, sabit sıcaklık ve hacimde bir gecelik reaksiyonla türevlendirilmesinden kaynaklanmaktadır. Sentezin uygun son zamanını teyit etmek için, işlem sırasında çoklu örnekleme yapılması ve paralel olarak birkaç deney yapılması gerekir. Kütle spektrometresi (EI), NMR Spektroskopisi ve Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi ile bağlantılı bir Gaz Kromatografi sistemi kullanılmıştır.

Ekipmanlar

• Xelsius
• Reflü Kondansatörü
• Reaksiyon Vial Kiti 30 mL
• 5-Port-Reaksiyon Kapağı Kiti
• Soğutucu H150-1000

Materyaller

Tüm kimyasallar daha fazla saflaştırılmadan kullanılmıştır.

• 1 mmol- Benzoksazol – CAS: 273-53-0
• 1,2 mmol- Piperidin – CAS: 110-89-4
• 0,1 mmol – Bakır (II) klorür dihidrat -CAS: 10125-13-0
• 0,2 mmol – Asetik asit->%99 – CAS: 64-19-7
• 20 mL- Asetonitril – CAS: 75-05-8

Prosedür

Reaktifler ve çözücüler şişeye sırayla eklenmiştir. Reaksiyon gece boyunca 50°C’de bırakılır. Organik çözücü ortamı nedeniyle Reflü Kondansatör aksesuarı gereklidir, şişenin üstünde soğuk bir bölge oluşturur ve daha sonra şişenin içinde reflü etkisi yaratır ve sentez sırasında buharlaşma yoluyla ortam kaybını önler.

2-(piperidin-1il)benzo[d]oksazolün GC-MS ile Karakterizasyonu

Xelsius Sistemi kullanılarak yapılan sentez ürünü, kütle spektrometresi (EI) takılı Gaz Kromatografi sistemi ile analiz edilmiştir.

GC-MS analizleri, Agilent Network 5973 kütle dedektörü ile donatılmış bir GC Agilent 6890’da (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, ABD), i.d. 0.25 mm ve film kalınlığı 0.25μm olan 30 m’lik bir kapiler kolon kullanılarak gerçekleştirilmiştir. GC koşulları şöyleydi: enjeksiyon bölmesi 1:10, enjektör sıcaklığı 250 °C, dedektör sıcaklığı 280 °C. Gaz taşıyıcı: helyum (1,2 mL/dak), sıcaklık programı: 10 °C/dak’da 50 °C’den (5 dk) 100 °C’ye (1 dk), 20 °C/dak’da 230 °C’ye (1 dk), 20 °C/dak’da 300 °C’ye (5 dk)

MS EI (m/z) 202.1, 187.0, 173.0, 160.0, 147.0, 134.0, 119.0. 104.9, 91.9, 78.0, 63.0, 51.1, 41.0, 28.0, 18.0

Alıkonma süresi 17,7 dakika

2-(piperidin-1il)benzo[d]oksazolün GC-MS spektrumları

2-(piperidin-1-il)benzo[d]oksazolün NMR Spektroskopisi ile Karakterizasyonu

Xelsius Sistemi kullanılarak yapılan sentez ürünü NMR Spektroskopisi ile analiz edildi.

NMR spektrumları (1H ve 13C için sırasıyla 300 veya 600 MHz ve 75 veya 125 MHz) kaydedilmiştir. Kimyasal kaymalar çözücünün artık proton ve karbon rezonanslarına kalibre edilmiştir; CDCl3 (δH= 7.26, δC= 77.16). Kimyasal kaymalar (δ) ppm cinsinden ve eşleşme sabitleri (J) Hz cinsinden verilmiştir.

1H-NMR (600 MHz, CDCl3) δ 7.33 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.23 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.14 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 6.99 (t, J = 7.7 Hz, 1H), 3.66 (m, 4H), 1.68 (m, 6H)

13C-NMR (151 MHz, CDCl3) δ 162.4, 148.6, 143.2, 123.7, 120.2, 115.8, 108.5, 46.5, 25.1, 24.0

2-(piperidin-1-il)benzo[d]oksazolün Fourier-transform kızılötesi spektroskopisi ile karakterizasyonu

Xelsius Sistemi kullanılarak yapılan sentez ürünü Fourier-transform infrared spektroskopisi ile analiz edilmiştir.

IR analizleri PerkinElmer FT-IR C117883 UATR Spectrum Two (PerkinElmer, Waltham, Massachusetts, ABD) cihazında, LiTaO3 DTGS Dedektörlü 8300 – 350 cm-1 penceresinde ve ZnSe 8300 – 350 cm-1 penceresinde gerçekleştirilmiştir.

IR (cm-1) 2925, 2851, 1627, 1573, 1452, 1392, 1371, 1355, 1277, 1260, 1245, 1225, 1177, 1130, 1055, 1026, 1001, 968, 916, 885, 858, 788, 741, 668, 624, 563 cm-1.

2-(piperidin-1-il)benzo[d]oksazol’ün IR spektrumu

Özet

Bu deneylerde elde edilen sonuçlar, Reflü Kondansatörü ile donatılmış Xelsius Sisteminin, vialin üstündeki soğuk bölge sayesinde, buharlaşma nedeniyle ortam kaybını önleyerek ve ayrıca Xelsius sistemi tarafından orantılanan mükemmel sıcaklık kontrolü sayesinde, asit çözücü ortamı da dahil olmak üzere indirgeyici aminasyon için mükemmel hızda reaksiyon sağladığını göstermektedir. Reaksiyon, paralel olarak birkaç deney yürütme olasılığı ile tercih edilir ve hem optimizasyon aşamasını hem de farklı türevlerin sentez aşamasını hızlandırmak mümkündür. Aminler “çözücü etkisi” nedeniyle polimerik malzemeden yapılmış birçok kartuşla uyumsuz olduğundan, Xelsius paralel olarak diğer sentezleyicilerle karşılaştırıldığında avantajlıdır.

Referans: LabTech SRL