3,4-(Methylenedioxy) phenylacetonitrile CAS 4439-02-5

Materjal tal-bidu: Agħżel catechol bħala l-materjal tal-bidu minħabba li fih il-parti benzodioxolane fil-molekula fil-mira tal-aċetonitrile tal-bżar.
Pass ta 'ossidazzjoni: L-ewwelnett, titwettaq ossidazzjoni selettiva ta' catechol biex tintroduċi l-gruppi funzjonali mixtieqa jew bidliet strutturali. Jekk nassumu li rridu nżidu grupp karbossil jew aldehyde permezz ta 'ossidazzjoni biex nipprovdu sit attiv għal reazzjonijiet sussegwenti. Madankollu, għandu jiġi nnutat li r-rotta ta 'sinteżi ta' ossidazzjoni diretta tal-aċetonitrile tal-bżar mhix komuni, u dan huwa maħsub biss biex jissodisfa r-rekwiżiti tal-problema.
Ekwazzjoni kimika (ipotetika):
Katekol → Intermedju Ossidizzat
Peress li dan huwa pass ipotetiku, ma ġewx ipprovduti ossidanti speċifiċi u kundizzjonijiet, iżda huwa immaġinabbli li jintużaw ossidanti qawwija bħal permanganat tal-potassju (KMnO4), dikromat tal-potassju (K2Cr2O7), eċċ., F'solventi u kundizzjonijiet xierqa.

Ċiklizzazzjoni: Sussegwentement, jirreaġixxi l-intermedjarju ossidizzat miksub fil-pass preċedenti b'reaġenti xierqa biex tifforma struttura ta 'ċirku tal-bżar. Dan il-pass jista 'jinvolvi passi multipli, inklużi kondensazzjoni, ċiklizzazzjoni, eċċ.
Ekwazzjoni kimika (ipotetika):
Intermedju Ossidizzat + Reaġenti → Ċiklizzazzjoni Pepper Ring Intermediate
Klormetilazzjoni: Sussegwentement, l-intermedjarju taċ-ċirku tal-bżar huwa soġġett għal klorometilazzjoni biex jintroduċi gruppi ta 'klorometil, u jipprepara għar-reazzjoni sussegwenti taċ-ċjanur.
Ekwazzjoni kimika (eżemplari, li ma tikkorrispondix direttament mas-sintesi tal-aċetonitrile tal-bżar):
Intermedju taċ-Ċirku tal-Bżar + Aġent tal-Klormetilazzjoni → Intermedju tal-Bżar tal-Klorometil tal-Klorometilazzjoni
Hawnhekk, ir-reaġent tal-klorometilazzjoni jista 'jkun taħlita ta' formaldehyde, klorur tal-idroġenu u metanol, iżda jiddependi fuq l-istruttura u r-reattività tal-intermedjarju taċ-ċirku tal-bżar.

Cyanation: Fl-aħħarnett, l-intermedjarju tal-bżar chloromethyl huwa soġġett għal reazzjoni taċ-ċjanur biex jiġġenera piperonyl acetonitrile. Dan il-pass normalment jitwettaq bl-użu ta 'reaġenti taċ-ċjanur bħal ċjanur tas-sodju (NaCN) jew ċjanur tal-potassju (KCN) taħt solventi u kundizzjonijiet xierqa.
Ekwazzjoni kimika:
Klorometil Bżar Intermedju + NaCN/KCN → Ċjanazzjoni Pepperacetonitrile (Bżar Nitril)
Sommarju tal-passaġġ komplut (ipotetiku)
Għalkemm il-passi u l-ekwazzjonijiet ta 'hawn fuq huma ipotetiċi, jipprovdu qafas għal mogħdija ta' sinteżi possibbli ta 'piperonyl acetonitrile li tinkludi pass ta' ossidazzjoni. Madankollu, f'applikazzjonijiet industrijali prattiċi, is-sinteżi ta 'piperonyl acetonitrile normalment ma tinvolvix sinteżi ta' ossidazzjoni diretta, iżda tadotta rotta aktar diretta u effiċjenti, bħal ċiklalizzazzjoni ta 'catechol b'dikloroetan u idrossidu tas-sodju biex tifforma ċurkett ta' piperonyl, li mbagħad jiġi ppreparat permezz ta 'passi bħal chloromethylation u cyanide.

Is-sinteżi tal-aċetonitrile tal-bżar normalment tibda minn ċirku tal-bżar (jew struttura simili), li tista' tinkiseb permezz ta' reazzjonijiet f'diversi-passi ta' materja prima bħall-katekol. Iżda hawnhekk, biex nissimplifikaw id-diskussjoni, nassumu li diġà jeżisti prekursur aromatiku li fih bonds C-H xierqa, bħal 1,3-benzodioxolane (jew l-analogi tiegħu), li għandu skeletru simili għal piperonyl acetonitrile iżda m'għandux grupp ta 'cyanide (CN).

Ekwazzjoni kimika: Dan il-pass ma jinvolvix direttament l-attivazzjoni tal-bond C-H, iżda jipprovdi prekursur għal passi sussegwenti, għalhekk m'hemm l-ebda ekwazzjoni kimika speċifika.

Fil-pass tal-attivazzjoni tal-bond C-H, normalment ikun meħtieġ li jintuża katalizzatur effiċjenti, bħal kumplessi tal-metall ta 'transizzjoni tal-palladju (Pd), rodju (Rh), jew iridju (Ir), li jistgħu jattivaw b'mod selettiv ir-rabta C-H f'idrokarburi aromatiċi u jirreaġixxu ma' sorsi ta' ċjanur (bħal ċjanur tas-sodju, ċjanur tas-sodju jew mira tal-prodott tas-ċjanur tas-sodju, jew ċjanur tas-sodju). piperonyl acetonitrile.
Ar-H + CN- → Pd-katalist → Ar-CN} + H-
Fosthom, Ar-H jirrappreżenta prekursuri aromatiċi li fihom bonds C-H xierqa, u Ar CN jirrappreżenta piperonyl acetonitrile jew l-analogi tiegħu. Għandu jiġi nnutat li din l-ekwazzjoni hija simplifikata ħafna u tista 'tinvolvi intermedji multipli u mekkaniżmi ta' reazzjoni kumplessi f'reazzjonijiet attwali.

Katalisti u kundizzjonijiet ta' reazzjoni
Katalizzaturi: Katalizzaturi ta' attivazzjoni ta' bonds C-H użati b'mod komuni jinkludu palladium acetate, rhodium carboxylate, jew iridium chloride. Dawn il-katalisti huma tipikament użati flimkien ma 'ligands bħal piridina u ligands tal-fosfru biex itejbu l-attività u s-selettività.
Kundizzjonijiet ta 'reazzjoni: Ir-reazzjoni ġeneralment titwettaq taħt protezzjoni ta' gass inert (bħal nitroġenu, argon), u l-għażla tas-solvent hija kruċjali għas-suċċess tar-reazzjoni. Solventi komuni jinkludu dichloromethane, toluene, DMF (N, N-dimethylformamide), eċċ. It-temperatura ta 'reazzjoni ġeneralment tvarja bejn temperatura tal-kamra u temperatura għolja (bħal aktar minn 100 grad C), skond il-proprjetajiet tal-katalizzatur u s-sottostrat.

Wara li r-reazzjoni tkun kompluta, it-taħlita trid tiġi soġġetta għal post{0}}trattament biex tissepara u tippurifika l-prodott fil-mira, piperonyl acetonitrile. Dan normalment jinkludi passi bħall-evaporazzjoni tas-solvent, l-estrazzjoni, il-ħasil, it-tnixxif u l-kristallizzazzjoni. F'xi każijiet, purifikazzjoni ulterjuri tal-3,4-(Methylenedioxy)phenylacetonitrilejistgħu jeħtieġu wkoll separazzjoni kromatografika (bħal kromatografija tal-kolonna).