Burgess reaktifi(Burgess kurutucusu olarak da bilinir), organik kimyada yaygın olarak kullanılan bir dehidrasyon reaktifidir ve esas olarak amidleri nitrillere dönüştürmek için kullanılır. Nitril organik kimyada birçok kullanıma sahip fonksiyonel bir grup olduğundan, bu dönüşüm organik sentezde çok önemlidir.
(Ürün bağlantısı: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/burgess-reagent-synthesis-cas-29684-56-8.html)
Burgess reaktifinin sentezlenmesine yönelik ayrıntılı adımlar aşağıdaki gibidir:
1. Reaktifleri ve solventleri hazırlayın: susuz metanol, susuz benzen, P2O5, POCl3, SOCl2, PCl5 ve diğer dehidrasyon ajanları.
2. Amit'i uygun miktarda dehidrasyon maddesiyle, genellikle amidi uygun miktarda P2O5 ile karıştırarak ve eşit şekilde karıştırarak karıştırın.
3. Karışımı uygun bir sıcaklığa, genellikle 100-150 dereceye kadar, dehidrasyon reaksiyonunu hızlandırmak için ısıtın.
4. Isıtma işlemi sırasında reaksiyon çözeltisindeki nem ve diğer uçucu maddeler yavaş yavaş buharlaşır ve reaksiyon kuruyana kadar devam eder.
5. Reaksiyon tamamlandıktan sonra reaksiyon solüsyonunu oda sıcaklığına soğutun ve ardından dehidrasyon ajanlarının ve diğer uçucu maddelerin kalıntılarını uzaklaştırmak için vakumlu damıtma işlemi gerçekleştirin.
6. Damıtmadan elde edilen damıtığı (genellikle nitril) toplayın ve yüksek saflıkta nitril elde etmek için yeniden kristalleştirme veya ekstraksiyon gibi işlemlerle rafine edin.
Birinci yöntemin kimyasal denklemi aşağıdaki gibidir:
Amidler nitriller üretmek için dehidrasyon ajanlarıyla reaksiyona girer:
RCONH2 → RCN+H2O
Bunlar arasında R, hidrokarbon grubunu temsil eder.
Isıtma reaksiyonun ilerlemesini destekler:
RCONH2+H2O → RCN+2H2O
Artık dehidrasyon ajanlarını ve diğer uçucu maddeleri çıkarmak için vakumlu damıtma:
P2O5 → P2O3+O2
POCl3 → PCl3+O2
SOCl2 → SO2+Cl2
PCl5 → PCl3+Cl2
Rafine nitril:
RCN+H2O → RCONH2
Bunlar arasında R, hidrokarbon grubunu temsil eder.
İkinci yöntem: P2O5'i dehidrasyon maddesi olarak kullanın
P2O5'in dehidrasyon maddesi olarak kullanılmasına ek olarak Burgess reaktiflerini sentezlemek için başka yöntemler de vardır. Aşağıdaki, dehidrasyon maddesi olarak metan sülfonil klorürün (CH3SO2Cl) kullanıldığı yaygın olarak kullanılan yöntemlerden biridir.
Kimyasal denklem
Amid P2O5 ile reaksiyona girer:
RCONH2+P2O5 → RCONH-P2O5
Isıtma ve dehidrasyon:
RCONH-P2O5 → RCONH2+P2O5
Bunlar arasında R, hidrokarbon grubunu temsil eder.
Bu reaksiyonda P2O5, amid ile reaksiyona girerek onu karşılık gelen fosforamide dönüştürür. Daha sonra fosforamid, nemi uzaklaştırmak ve nitril üretmek için ısıtılır. Bu süreçte P2O5'in kendisi hem reaktan hem de dehidrasyon maddesidir.
Sentez adımları:
1. Uygun miktarda amid kuru bir şişeye eklenir ve daha sonra susuz solvent ile uygun konsantrasyona kadar seyreltilir.
Metan sülfonil klorür eklenmesi
2. Hesaplanan metan sülfonil klorürü amid içeren çözeltiye ekleyin. Metan sülfonil klorürün susuz olduğundan emin olun, aksi takdirde içindeki nemin giderilmesi için ön işlem yapılması gerekir.
Isıtma reaksiyonu
3. Karışımı uygun bir sıcaklıkta, genellikle oda sıcaklığı ile orta sıcaklık (25-60 derece) arasında ısıtın. Bu sıcaklık spesifik amide ve gerekli reaksiyon süresine bağlıdır. Suyun tamamı çıkana kadar ısıtmaya devam edin. Bu işlem sırasında az miktarda su buharı oluşacaktır, dolayısıyla bu buharı toplamak için etkili bir yoğunlaştırıcıya ihtiyaç vardır.
4. İşlem sonrası ve ürün ayrımı. Suyun tamamı çıkarıldıktan sonra karışımı oda sıcaklığına soğutun. Üretilen nitrilin uçuculuğu nedeniyle, basit vakumlu damıtma yoluyla kalan ürünlerden ayrılabilir. Üretilen nitrili içermesi gereken bu fraksiyonu toplayın.
5. Ürün saflaştırması. Elde edilen nitril, kalıntı yabancı maddelerin uzaklaştırılması için daha fazla saflaştırma gerektirebilir. Bu, yeniden kristalleştirme veya uygun adsorbanlarla rafine etme yoluyla elde edilebilir.
6. Atıkların bertaraf edilmesi. Kullanılmış metansülfonil klorür doğrudan çevreye deşarj edilemeyen tehlikeli bir atıktır. Uygun kaplarda saklanmalı ve imha edilmek üzere profesyonel bir atık imha şirketine teslim edilmelidir.
7. Kayıt ve veri toplama. Tüm sentez süreci boyunca, sonraki analizler ve olası iyileştirmeler için reaksiyon sıcaklığı, reaksiyon süresi, ham madde ve ürün miktarı vb. gibi tüm adımlar ve veriler kaydedilmelidir.
Üçüncü yöntem: Dehidrasyon maddesi olarak trifloroasetik anhidrit (TFAA) - trietilamin kullanın
Dehidrasyon maddeleri olarak P2O5 ve metansülfonil klorürün kullanılmasına ek olarak Burgess reaktiflerinin sentezlenmesi için başka yöntemler de vardır. Aşağıdaki, dehidrasyon maddesi olarak trifloroasetik anhidrit (TFAA) - trietilaminin kullanıldığı yaygın olarak kullanılan yöntemlerden biridir.
Kimyasal denklem
Amid, trifloroasetik anhidrit ile reaksiyona girer:
RCONH2+C4F6O3 → RCONH-C4F6O3
Trietilamin tedavisi:
RCONH-C4F6O3+(C2H5) 3N → RCONH-CN+(C2H5) 3N-H++C4F6O3-
Ürün ayrımı:
RCONH-CN damıtma ayırma
Bunların arasında R alkil grubunu, TFAA trifloroasetik anhidriti ve (C2H5)3N trietilamini temsil eder.
Bu reaksiyonda trifloroasetik anhidrit ilk önce amid ile reaksiyona girerek onu karşılık gelen trifloroasetik amide dönüştürür. Daha sonra trietilamin, nitrile dönüştürmek için trifloroasetamid ile reaksiyona girer. Son olarak üretilen nitril damıtma yoluyla reaksiyon karışımından ayrılır.
Sentez adımları:
1. Uygun miktarda amid kuru bir şişeye eklenir ve daha sonra susuz solvent ile uygun konsantrasyona kadar seyreltilir.
Trifloroasetik anhidrit ve trietilamin ekleyin
2. Hesaplanan trifloroasetik anhidrit ve trietilamini sırayla amid içeren çözeltiye ekleyin. Tüm reaktiflerin susuz olduğundan emin olun, aksi takdirde onlardan nemin uzaklaştırılması için ön işlem yapılması gerekir.
3. Isıtma reaksiyonu. Karışımı uygun bir sıcaklıkta, genellikle oda sıcaklığı ile orta sıcaklık (25-60 derece) arasında ısıtın. Bu sıcaklık spesifik amide ve gerekli reaksiyon süresine bağlıdır. Suyun tamamı çıkana kadar ısıtmaya devam edin. Bu işlem büyük miktarda uçucu madde üreteceğinden, bu buharları toplamak için etkili bir yoğunlaştırıcıya ihtiyaç vardır.
4. İşlemden ve ürünün ayrılmasından sonra suyun tamamı çıkarıldığında karışımı oda sıcaklığına soğutun. Üretilen nitrilin uçuculuğu nedeniyle, basit vakumlu damıtma yoluyla kalan ürünlerden ayrılabilir. Üretilen nitrili içermesi gereken bu fraksiyonu toplayın.
5. Ürünün saflaştırılması, elde edilen nitrilden kalan yabancı maddelerin uzaklaştırılması için daha fazla saflaştırma gerektirebilir. Bu, yeniden kristalleştirme veya uygun adsorbanlarla rafine etme yoluyla elde edilebilir.
6. Atık arıtma, kullanılmış trifloroasetik anhidrit, trietilamin ve üretilen nitrillerin tümü tehlikeli atıklardır ve doğrudan çevreye deşarj edilemez. Uygun kaplarda saklanmalı ve imha edilmek üzere profesyonel bir atık imha şirketine teslim edilmelidir.
7. Kayıt ve veri toplama: Tüm sentez süreci boyunca, sonraki analizler ve olası iyileştirmeler için reaksiyon sıcaklığı, reaksiyon süresi, ham madde ve ürün miktarı vb. gibi tüm adımlar ve veriler kaydedilmelidir.
8. Doğrulama ve kalite kontrol: Sentezin tamamlanmasından sonra, ürünün saflığını ve yapısını doğrulamak için uygun analitik yöntemler (kütle spektrometrisi, nükleer manyetik rezonans, kızılötesi spektroskopi vb.) kullanılmalıdır. Mümkünse bilinen standartlarla da karşılaştırma yapılmalıdır.