реактив Берджесса(також відомий як дегідратор Берджеса) — широко використовуваний реагент дегідратації в органічній хімії, який в основному використовується для перетворення амідів на нітрили. Це перетворення дуже важливе в органічному синтезі, оскільки нітрил є функціональною групою з багатьма застосуваннями в органічній хімії.
(Посилання на продукт: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/burgess-reagent-synthesis-cas-29684-56-8.html)
Детальні кроки для синтезу реактиву Берджесса такі:
1. Підготуйте реактиви та розчинники: безводний метанол, безводний бензол, P2O5, POCl3, SOCl2, PCl5 та інші дегідрататори.
2. Змішайте амід з відповідною кількістю дегідрататора, зазвичай шляхом змішування аміду з відповідною кількістю P2O5 і рівномірним перемішуванням.
3. Нагрійте суміш до відповідної температури, зазвичай до 100-150 градусів, щоб сприяти реакції дегідратації.
4. Під час процесу нагрівання волога та інші леткі речовини в реакційному розчині поступово випаровуються, і реакція триває до висихання.
5. Після завершення реакції охолодіть реакційний розчин до кімнатної температури, а потім виконайте вакуумну дистиляцію для подальшого видалення залишків дегідратуючих агентів та інших летючих речовин.
6. Зберіть дистилят, отриманий в результаті дистиляції, як правило, нітрил, і очищуйте його за допомогою таких операцій, як перекристалізація або екстракція, щоб отримати нітрил високої чистоти.
Нижче наведено хімічне рівняння для першого методу:
Аміди реагують з дегідрататорами з утворенням нітрилів:
RCONH2 → RCN+H2O
Серед них R являє собою вуглеводневу групу.
Нагрівання сприяє розвитку реакції:
RCONH2+H2O → RCN+2H2O
Вакуумна дистиляція для видалення залишків дегідратуючих агентів та інших летючих речовин:
P2O5 → P2O3+O2
POCl3 → PCl3+O2
SOCl2 → SO2+Cl2
PCl5 → PCl3+Cl2
Рафінований нітрил:
RCN+H2O → RCONH2
Серед них R являє собою вуглеводневу групу.
Другий спосіб: використовуйте P2O5 як зневоднювач
Окрім використання P2O5 як дегідрататора, існує кілька інших методів синтезу реактивів Берджесса. Нижче наведено один із широко використовуваних методів, який використовує метансульфонілхлорид (CH3SO2Cl) як дегідратуючий агент.
Хімічне рівняння
Амід реагує з P2O5:
RCONH2+P2O5 → RCONH-P2O5
Нагрівання та зневоднення:
RCONH-P2O5 → RCONH2+P2O5
Серед них R являє собою вуглеводневу групу.
У цій реакції P2O5 реагує з амідом, перетворюючи його на відповідний фосфорамід. Потім фосфорамід нагрівають для видалення вологи та утворення нітрилу. У цьому процесі сам P2O5 є як реагентом, так і дегідратуючим агентом.
Етапи синтезу:
1. Додайте відповідну кількість аміду в суху колбу, а потім розведіть його до відповідної концентрації безводним розчинником.
Додавання метансульфонілхлориду
2. До розчину, що містить амід, додати розрахований метансульфонілхлорид. Слідкуйте за тим, щоб метансульфонілхлорид був безводним, інакше потрібна попередня обробка для видалення з нього вологи.
Реакція нагрівання
3. Нагрійте суміш до відповідної температури, зазвичай між кімнатною температурою та середньою температурою (25-60 градусів). Ця температура залежить від конкретного аміду та необхідного часу реакції. Продовжуйте нагрівати, поки не буде видалена вся вода. Під час цього процесу утворюється невелика кількість водяної пари, тому для збору цієї пари потрібен ефективний конденсатор.
4. Додаткова обробка та відділення продукту. Після видалення всієї води охолодіть суміш до кімнатної температури. Завдяки леткості утвореного нітрилу його можна відокремити від решти продуктів простою вакуумною дистиляцією. Зберіть цю фракцію, яка повинна містити утворений нітрил.
5. Очищення продукту. Отриманий нітрил може потребувати додаткового очищення для видалення будь-яких залишкових домішок. Цього можна досягти шляхом перекристалізації або рафінування відповідними адсорбентами.
6. Утилізація відходів. Використаний метансульфонілхлорид є небезпечним відходом, який не можна безпосередньо викидати в навколишнє середовище. Його слід зберігати у відповідних контейнерах і передати професійній компанії з утилізації відходів для утилізації.
7. Запис і збір даних. Протягом усього процесу синтезу слід записувати всі кроки та дані, такі як температура реакції, час реакції, кількість сировини та продуктів тощо, для подальшого аналізу та можливих покращень.
Третій спосіб: використовуйте трифтороцтовий ангідрид (TFAA) - триетиламін як дегідратуючий агент
Крім використання P2O5 і метансульфонілхлориду як дегідратуючих агентів, існує кілька інших методів синтезу реактивів Берджесса. Нижче наведено один із широко використовуваних методів, який використовує трифтороцтовий ангідрид (TFAA) - триетиламін як дегідратуючий агент.
Хімічне рівняння
Амід реагує з трифтороцтовим ангідридом:
RCONH2+C4F6O3 → RCONH-C4F6O3
Лікування триетиламіном:
RCONH-C4F6O3+(C2H5) 3N → RCONH-CN+(C2H5) 3N-H++C4F6O3-
Розділення продукту:
Розділення дистиляції RCONH-CN
Серед них R являє собою алкільну групу, TFAA являє собою трифтороцтовий ангідрид, а (C2H5) 3N являє собою триетиламін.
У цій реакції трифтороцтовий ангідрид спочатку реагує з амідом, перетворюючи його на відповідний трифтороцтовий амід. Потім триетиламін реагує з трифторацетамідом, перетворюючи його на нітрил. Нарешті, утворений нітрил відокремлюють від реакційної суміші дистиляцією.
Етапи синтезу:
1. Додайте відповідну кількість аміду в суху колбу, а потім розведіть його до відповідної концентрації безводним розчинником.
Додайте трифтороцтовий ангідрид і триетиламін
2. До розчину, що містить амід, послідовно додайте розрахований трифтороцтовий ангідрид і триетиламін. Переконайтеся, що всі реагенти безводні, інакше потрібна попередня обробка для видалення з них вологи.
3. Реакція нагрівання. Нагрійте суміш до відповідної температури, зазвичай між кімнатною температурою та середньою температурою (25-60 градус). Ця температура залежить від конкретного аміду та необхідного часу реакції. Продовжуйте нагрівати, поки не буде видалена вся вода. Цей процес призведе до утворення великої кількості летких речовин, тому для збору цих парів потрібен ефективний конденсатор.
4. Після обробки та відділення продукту, коли всю воду буде видалено, охолодіть суміш до кімнатної температури. Завдяки леткості утвореного нітрилу його можна відокремити від решти продуктів простою вакуумною дистиляцією. Зберіть цю фракцію, яка повинна містити утворений нітрил.
5. Очищення продукту може вимагати подальшого очищення для видалення будь-яких залишкових домішок з отриманого нітрилу. Цього можна досягти шляхом перекристалізації або рафінування відповідними адсорбентами.
6. Обробка відходів, використаний трифтороцтовий ангідрид, триетиламін і нітрили, що утворюються, є небезпечними відходами, і їх не можна безпосередньо викидати в навколишнє середовище. Його слід зберігати у відповідних контейнерах і передати професійній компанії з утилізації відходів для утилізації.
7. Запис і збір даних: протягом усього процесу синтезу слід записувати всі кроки та дані, такі як температура реакції, час реакції, кількість сировини та продуктів тощо, для подальшого аналізу та можливого вдосконалення.
8. Перевірка та контроль якості: після завершення синтезу слід використовувати відповідні аналітичні методи (такі як мас-спектрометрія, ядерний магнітний резонанс, інфрачервона спектроскопія тощо) для перевірки чистоти та структури продукту. Якщо можливо, слід також проводити порівняння з відомими стандартами.