กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 4 นาที

ชิอินะ เอสเตอริฟิเคชัน

ปฏิกิริยาเคมี

ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันของชิอินะเป็นปฏิกิริยา เคมีอินทรีย์ ที่สังเคราะห์เอสเท อร์ของกรดคาร์บอกซิลิกจาก กรดคาร์บอกซิลิกและแอลกอฮอล์ในปริมาณที่เกือบเท่ากันโดยใช้ แอ นไฮไดรด์ของกรด..

ชิอินะ เอสเตอริฟิเคชัน

ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันของชิอินะเป็นปฏิกิริยา เคมีอินทรีย์ ที่สังเคราะห์เอสเท อร์ของกรดคาร์บอกซิลิกจาก กรดคาร์บอกซิลิกและแอลกอฮอล์ในปริมาณที่เกือบเท่ากันโดยใช้ แอ นไฮไดรด์ของกรด คาร์บอกซิลิกอะโรมาติก เป็น ตัวเร่ง ปฏิกิริยาการควบแน่นแบบดีไฮเดรชันในปี 1994 ศาสตราจารย์อิซามุ ชิอินะ ( มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์โตเกียว ประเทศญี่ปุ่น) ได้รายงานวิธีการเชื่อมต่อแบบกรด โดยใช้กรดลูอิส[ 1 ] [ 2 ]และในปี 2002 ได้รายงานการเอสเทอริฟิเคชันแบบเบสโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยานิวคลีโอฟิลิก[ 3 ] [ 4 ]

กลไก

การเติมกรดคาร์บอกซิลิกและแอลกอฮอล์ อย่างต่อเนื่อง ลงในระบบที่มีแอนไฮไดรด์ของกรดคาร์บอกซิลิกอะโรมาติกและตัวเร่งปฏิกิริยา จะทำให้เกิดเอส เทอร์ของกรดคาร์บอกซิลิกที่สอดคล้องกัน ผ่านกระบวนการที่แสดงในรูปต่อไปนี้ ในการทำปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันแบบชิอินะในสภาวะกรด จะใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นกรดลูอิส ในขณะที่การทำปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันแบบชิอินะในสภาวะเบสจะใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นนิวคลีโอฟิลิก

ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันของชิอินะโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบกรดลูอิส
ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันของชิอินะโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบกรดลูอิส

ในปฏิกิริยาที่เป็นกรด 4-ไตรฟลูออโรเมทิลเบนโซอิกแอนไฮไดรด์ (TFBA) ส่วนใหญ่ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการควบแน่นแบบกำจัดน้ำ ขั้นแรก ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบกรดลูอิสจะกระตุ้น TFBA จากนั้นหมู่คาร์บอกซิลในกรดคาร์บอกซิลิกจะทำปฏิกิริยากับ TFBA ที่ถูกกระตุ้นแล้ว เพื่อสร้างแอนไฮไดรด์ผสม (MA) จากนั้น หมู่ คาร์บอนิลที่ได้จากกรดคาร์บอกซิลิกใน MA จะถูกกระตุ้นอย่างเลือกสรร และถูกโจมตีโดย หมู่ ไฮดรอกซิลในแอลกอฮอล์ผ่านการแทนที่แบบนิวคลีโอฟิลิกระหว่างโมเลกุล ในขณะเดียวกันเกลือของกรด คาร์บอกซิลิกอะโรมาติกที่เหลืออยู่ ซึ่งได้จาก MA จะทำหน้าที่เป็น ตัว กำจัดโปรตอนทำให้ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันดำเนินต่อไปและสร้างเอสเทอร์คาร์บอกซิลิกที่ต้องการ เพื่อให้ปฏิกิริยาสมดุล TFBA แต่ละตัวจะรับอะตอมของโมเลกุลน้ำหนึ่งโมเลกุลจากสารตั้งต้น คือ กรดคาร์บอกซิลิกและแอลกอฮอล์ จากนั้นจะเปลี่ยนตัวเองเป็น 4-ไตรฟลูออโรเมทิลเบนโซอิกแอซิดสองโมเลกุลเมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยา เนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยาแบบกรดลูอิสถูกสร้างขึ้นใหม่ในตอนท้ายของปฏิกิริยา จึงต้องการตัวเร่งปฏิกิริยาเพียงสัดส่วนเล็กน้อยเมื่อเทียบกับสารตั้งต้นเพื่อขับเคลื่อนปฏิกิริยาไปข้างหน้า

ในปฏิกิริยาพื้นฐาน2-เมทิล-6-ไนโตรเบนโซอิกแอนไฮไดรด์ ( MNBA ) ถูกใช้เป็นหลักในการควบแน่นแบบดีไฮเดรชั่น[ 5 ]ขั้นแรก ตัวเร่งปฏิกิริยานิวคลีโอฟิลิกจะทำปฏิกิริยากับ MNBA เพื่อสร้างอะซิลคาร์บอกซิเลตที่ถูกกระตุ้น ปฏิกิริยาของหมู่คาร์บอกซิลในกรดคาร์บอกซิลิกกับอะซิลคาร์บอกซิเลตที่ถูกกระตุ้นจะสร้าง MA ที่สอดคล้องกัน ในลักษณะเดียวกับในปฏิกิริยาที่เป็นกรด จากนั้น ตัวเร่งปฏิกิริยานิวคลีโอฟิลิกจะทำปฏิกิริยากับ หมู่ คาร์บอนิลที่ได้จากกรดคาร์บอกซิลิกใน MA อย่างเลือกสรรเพื่อสร้างอะซิลคาร์บอกซิเลตที่ถูกกระตุ้นอีกครั้ง หมู่ไฮดรอกซิลในแอลกอฮอล์จะโจมตีโมเลกุลเจ้าบ้านผ่านการแทนที่นิวคลีโอฟิลิกระหว่างโมเลกุล และในขณะเดียวกัน แอนไอออนคาร์บอกซิเลตที่ได้จากกรด 2-เมทิล-6-ไนโตรเบนโซอิกจะทำหน้าที่เป็น ตัว กำจัดโปรตอน ส่งเสริมความก้าวหน้าของการเกิดเอสเทอร์และสร้างเอสเทอร์คาร์บอกซิลิกที่ต้องการ เพื่อให้ปฏิกิริยาสมดุล MNBA แต่ละตัวจะรับอะตอมของโมเลกุลน้ำหนึ่งโมเลกุลจากสารตั้งต้น เปลี่ยนตัวเองเป็นโมเลกุลของเกลืออะมีนของกรด 2-เมทิล-6-ไนโตรเบนโซอิกสองโมเลกุล และยุติปฏิกิริยาในที่สุด เนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยานิวคลีโอฟิลิกถูกสร้างขึ้นใหม่เมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยา จึงต้องการปริมาณสารตั้งต้นเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

รายละเอียด

กระบวนการทั้งหมดของปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันแบบชิอินะประกอบด้วยปฏิกิริยาผันกลับได้ ยกเว้นขั้นตอนสุดท้ายคือการแทนที่แบบนิวคลีโอฟิลิกกับแอลกอฮอล์ ดังนั้น แอนไฮไดรด์ของกรดคาร์บอกซิลิกอะโรมาติกและแอนไฮไดรด์ผสม (MA) จึงอยู่ร่วมกันในระบบ นอกจากนี้ แอนไฮไดรด์ของกรดคาร์บอกซิลิกอะลิฟาติกที่ผลิตขึ้นจากการไม่สมดุลของ MA ก็มีอยู่ในระบบพร้อมกันด้วย ดังนั้นจึงถูกนำไปใช้โดยตรงในรูปของสารผสมโดยไม่ต้องแยกออก เนื่องจากการกระตุ้นโดยตัวเร่งปฏิกิริยาแบบกรดลูอิสหรือตัวเร่งปฏิกิริยาแบบนิวคลีโอฟิลิก สารผสมของส่วนประกอบทั้งสามนี้จะเริ่มทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์ นอกจากเอสเทอร์ของกรดคาร์บอกซิลิกอะลิฟาติกที่ต้องการแล้ว เอสเทอร์ของกรดคาร์บอกซิลิกอะโรมาติกก็มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นเป็นผลพลอยได้ด้วย

อย่างไรก็ตาม โดยการใช้ 4-ไตรฟลูออโรเมทิลเบนโซอิกแอนไฮไดรด์ (TFBA) เป็นแอนไฮไดรด์ของกรดคาร์บอกซิลิกอะโรมาติกภายใต้สภาวะกรด และ 2-เมทิล-6-ไนโตรเบนโซอิกแอนไฮไดรด์ (MNBA) เป็นแอนไฮไดรด์ของกรดคาร์บอกซิลิกอะโรมาติกภายใต้สภาวะเบส แทบจะไม่มีเอสเทอร์ของกรดคาร์บอกซิลิกอะโรมาติกเกิดขึ้นเป็นผลพลอยได้เลย ( ความเลือกสรรทางเคมีอยู่ที่ 200:1 หรือสูงกว่า)

แอนไฮไดรด์ของกรดคาร์บอกซิลิกอะโรมาติกถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการควบแน่นแบบดีไฮเดรชั่น ไม่เพียงแต่สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างโมเลกุลของกรดคาร์บอกซิลิกกับแอลกอฮอล์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการสร้างวงแหวนภายในโมเลกุลของกรดไฮดรอกซีคาร์บอกซิลิกด้วย ( การสร้าง แมโครแลคโตนของชิอินะ ) ปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลและภายในโมเลกุลเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ธรรมชาติและสารประกอบที่มีฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาต่างๆ[ 6 ] [ 7 ]เนื่องจากปฏิกิริยาของกรดคาร์บอกซิลิกกับเอมีนจะทำให้เกิดอะไมด์หรือเปปไทด์[ 8 ]

ในปฏิกิริยาที่เป็นกรด ตัวเร่งปฏิกิริยาประเภทกรดลูอิส เช่น โลหะไตรฟลูออเรต จะแสดงกิจกรรมสูง ในขณะที่ในปฏิกิริยาที่เป็นเบส จะใช้ 4-ไดเมทิลอะมิโนไพริดีน ( DMAP ), 4-ไดเมทิลอะมิโนไพริดีนเอ็นออกไซด์ (DMAPO) และ 4-ไพโรลิดิโนไพริดีน (PPY)

ในการสังเคราะห์เอสเทอร์แบบ Shiina ที่ดำเนินการภายใต้สภาวะพื้นฐาน การสังเคราะห์แบบไม่สมมาตรเกิดขึ้นโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยานิวคลีโอฟิลิกไครัล ขั้นแรก ในการมีอยู่ของตัวเร่งปฏิกิริยานิวคลีโอฟิลิกไครัล โดยการกระทำของแอนไฮไดรด์ของกรดคาร์บอกซิลิกที่เหมาะสมกับกรดคาร์บอกซิลิกอะลิฟาติกแบบราเซมิก จะทำให้เกิด MA ที่สอดคล้องกัน ส่งผลให้เกิดการแยกแบบจลนศาสตร์ของกรดคาร์บอกซิลิกอะลิฟาติกแบบราเซมิกหลังจากที่ทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์อะไครัล[ 9 ]ด้วยวิธีนี้ สามารถได้กรดคาร์บอกซิลิกที่มีฤทธิ์ทางแสงและเอสเทอร์ของกรดคาร์บอกซิลิกที่มีฤทธิ์ทางแสง นอกจากนี้ยังสามารถทำให้เกิดการแยกแบบจลนศาสตร์ของแอลกอฮอล์แบบราเซมิกได้โดยการปรับเปลี่ยนองค์ประกอบของสารตั้งต้น กล่าวคือ โดยการสร้าง MA ผ่านปฏิกิริยาระหว่างกรดคาร์บอกซิลิกอะไครัลและแอนไฮไดรด์ของกรดคาร์บอกซิลิกที่เหมาะสม จากนั้น โดยการกระตุ้นแอลกอฮอล์แบบราเซมิกโดยใช้ MA จะสามารถได้แอลกอฮอล์ที่มีฤทธิ์ทางแสงและเอสเทอร์ของกรดคาร์บอกซิลิกที่มีฤทธิ์ทางแสง[ 10 ]

ดูเพิ่มเติม

รายการภายนอก

  • Shiina, I.; Hashizume, M.; Yamai, Y.; Oshiumi, H.; Shimazaki, T.; Takasuna, Y.; Ibuka, R. (2005). "การสังเคราะห์แบบสมบูรณ์ของ Octalactin A ที่เลือกเอนันติโอเมอร์โดยใช้ปฏิกิริยา Aldol แบบไม่สมมาตรและการเกิดแลคโตไนเซชันอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างวงแหวนขนาดกลาง" Chem. Eur. J. 11 (22): 6601– 6608. doi : 10.1002/chem.200500417 . PMID 16118824 . 
  • Schweitzer, D.; Kane, JJ; Strand, D.; McHenry, P.; Tenniswood, M.; Helquist, P. (2007). "การสังเคราะห์ Iejimalide B อย่างสมบูรณ์ การประยุกต์ใช้ Shiina Macrolactonization" Org. Lett. 9 (22): 4619– 4622. doi : 10.1021/ol702129w . PMID 17915890 . 
  • Das, S.; Paul, D.; Goswami, RK (2016). "การสังเคราะห์แบบสมบูรณ์ที่มีสเตอริโอซีเลคทีฟของผลิตภัณฑ์ธรรมชาติทางทะเลที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ Biselyngbyolide B" Org. Lett. 18 (8): 1908– 1911. doi : 10.1021/acs.orglett.6b00713 . PMID 27043308 . 
  • MW Chojnacka, RA Batey (2018). "การสังเคราะห์ (+)-Prunustatin A ทั้งหมด: ประโยชน์ของการพรีนิเลชันโดยใช้ออร์กาโนไตรฟลูออโรโบเรตและการเอสเทอริฟิเคชันและมาโครแลคโตไนเซชันของ Shiina MNBA เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบ Thorpe–Ingold ที่แข่งขันกันในการเร่งทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน" Org. Lett. 20 (18): 5671– 5675. doi : 10.1021/acs.orglett.8b02396 . PMID 30160125 . 
  • Xu, S.; Held, I.; Kempf, B.; Mayr, H.; Steglich, W.; Zipse, H. (2005). "การอะเซทิเลชันของแอลกอฮอล์ที่เร่งปฏิกิริยาโดย DMAP—การศึกษาเชิงกลไก (DMAP = 4-(ไดเมทิลอะมิโน)ไพริดีน)". Chem. Eur. J. 11 (16): 4751– 4757. doi : 10.1002/chem.200500398 . PMID 15924289 . 
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Shiina_esterification&oldid=1319759705 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ชิอินะ เอสเตอริฟิเคชัน

ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันของชิอินะเป็นปฏิกิริยา เคมีอินทรีย์ ที่สังเคราะห์เอสเท อร์ของกรดคาร์บอกซิลิกจาก กรดคาร์บอกซิลิกและแอลกอฮอล์ในปริมาณที่เกือบเท่ากันโดยใช้ แอ นไฮไดรด์ของกรด..

กลไก

การเติม กรดคาร์บอกซิลิก และ แอลกอฮอล์ อย่างต่อเนื่อง ลงในระบบที่มีแอนไฮไดรด์ของกรดคาร์บอกซิลิกอะโรมาติกและตัวเร่งปฏิกิริยา จะทำให้เกิด เอส เทอร์ของกรดคาร์บอกซิลิกที่สอดคล้องกัน ผ่านกระบวนการที่แสดงในรูปต่อไปนี้...

รายละเอียด

กระบวนการทั้งหมดของปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันแบบชิอินะประกอบด้วยปฏิกิริยาผันกลับได้ ยกเว้นขั้นตอนสุดท้ายคือการแทนที่แบบนิวคลีโอฟิลิกกับแอลกอฮอล์ ดังนั้น แอนไฮไดรด์ของกรดคาร์บอกซิลิกอะโรมาติกและแอนไฮไดรด์ผสม (MA) จึงอยู่ร่วมกันในระบบ นอกจากนี้...

ดูเพิ่มเติม

ชิอินะ มาโครแลคโตไนเซชัน เอสเทอริฟิเคชันของฟิสเชอร์-สเปียร์ การเอสเทอริฟิเคชันของสเตกลิช การเอสเทอริฟิเคชันของยามากูจิ ปฏิกิริยาของมิตสึโนบุ