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5013 Síntese do éster dietílico do ácido 2,6-dimetil-4-fenil-1,4dihidropiridina 3,5-dicarboxílico
O
O
NH4HCO3 +
+ 2
H
O
O
O
H5C2O
OC2H5
OC2H5
CH3
CH3
N
CH3
H
+ 4 H2O
+ CO2
CH5 NO 3
C 7H 6O
C6 H 10 O3
C19H 23 O4 N
(79,1)
(106,1)
(130,1)
(329,4)
Referência Bibliográfica
Hinkel, L. E., Ayling, E. E. Morgan, W. H., J. Chem. Soc., 1931, 1835
Classificação
Tipos de reações e classes de substâncias
reação do grupo carbonila em aldeídos, reação do grupo carbonila em cetonas, síntese de
Hantzsch, reação de fechamento do anel
éster de ácido carboxílico, aldeído, cetona, hetorociclo, aromáticos
Técnicas de trabalho
Reação por microondas, aquecimento sob refluxo, filtração, evaporação em rotaevaporador,
agitação com agitador magnético, drenagem de gases.
Instruções (escala em batelada de 100 mmol)
Materiais
Sistema de microondas ETHOS 1600, balão de dois bocais de 500 mL, balão de fundo
redondo de 50 mL, agitador magnético, condensador de refluxo, tubo de gás (40 cm, NS 29),
adaptador com junta esmerilhada e acoplador de mangueira, kitasato, funil de Büchner
(diâmetro de 6 cm), rotaevaporador, dessecador.
Substâncias de Partida
Benzaldeído (pe 179 °C)
Éster etílico do ácido acetoacético (pe 180 °C)
Bicarbonato de amônio
Etanol (pe 78 °C)
Éter metil tert-butílico (pe 55 °C)
10,6 g (10,1 mL, 100 mmol)
28,6 g (27,8 ml, 220 mmol)
9,88 g (125 mmol)
100 mL
40 mL
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Reação
O aparelho reacional consiste de um balão de dois bocais de 500 mL com agitador magnético,
controle eletrônico de temperatura e condensador de refluxo. O condensador de refluxo é
conectado a um adaptador com junta esmerilhada e acoplador de mangueira; este último está
munido com uma mangueira para a drenagem dos gases formados durante a reação. A
mangueira é conectada com uma pisseta de segurança vazia, a qual é conectada com uma
pisseta preenchida com aproximadamente 300 mL de água.
10,6 g (10,1 mL, 100 mol) de benzaldeído, 28,6 g (27,8 mL, 220 mmol) de éster etílico do
ácido acetoacético, 9,88 g (125 mmol) de bicarbonato de amônio e 40 mL de etanol são
colocados no balão reacional. O aparelho reacional é instalado com uma tubulação de vidro
no sistema de microondas (veja "Informações técnicas. Aparelho padrão de refluxo para
sistema de microondas") e tratado por 40 minutos da seguinte forma: a mistura é aquecida
com 900 W por 2 minutos a 80 °C e esta temperatura é mantida por 20 minutos com 400 W; a
seguir, com 700 W, uma rampa de aquecimento em 3 minutos, de 80 °C a 88 °C, sob contínuo
refluxo é realizada; esta temperatura é mantida por 15 minutos com 500 W. A seguir, a
mistura reacional é agitada por mais 30 minutos, sem fornecimento de energia adicional.
Etapa final
Até sua completa cristalização, a mistura reacional resfriada é mantida no refrigerador durante
a noite, onde o produto bruto cristaliza como um material sólido amarelo-claro. O produto
bruto é finamente triturado no balão e filtrado em funil de Büchner. No mesmo funil, o
produto é lavado com 10 mL, 20 mL e 10 mL de etanol e filtrado.
Uma segunda fração do produto pode ser obtida a partir do filtrado:
O solvente do filtrado é evaporado em rotaevaporador e a massa oleosa cristalina resultante é
agitada com 30 mL de éter metil tert-butílico por 15 minutos. O material sólido é filtrado
sobre papel filtro dobrado e lavado repetidamente com 10 mL de éter metil tert-butílico. O
resíduo amarelado é transferido para um balão de 50 mL e agitado com 20 mL de etanol por
15 minutos, filtrado em funil Büchner, lavado com um pouco de etanol e filtrado novamente.
As duas frações de produto são secas em dessecador, à pressão reduzida.
Rendimento (total): 21,1 g (64,1 mmol, 64%); PF 156-158 °C; 100% de pureza por CG de
ambas as frações. A primeira fração do produto é incolor e finamente cristalina, a segunda é
amarela pálida.
Comentários
Uma solução aquosa de amônia não foi usada na reação, pois uma alta concentração de água
no sistema é desvantajoso para a reação. A partir do bicarbonato de amônio utilizado na
temperatura de 80 °C, a amônia necessária para a reação é liberada. Um grande excesso de
amônia não conduz a um aumento no rendimento.
Gerenciamento dos resíduos
Reciclagem
O etanol evaporado é coletado e redestilado.
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Disposição dos resíduos
Resíduo
Éter metil tert-butílico filtrado
Etanol filtrado e soluções de lavagem
Disposição
solvente orgânico livre de halogênios
solvente orgânico livre de halogênios
Tempo
2 - 3 horas (sem tempo de secagem)
Possíveis Intervalos
Antes do procedimento
Após isolamento da primeira fração do produto
Grau de dificuldade
Fácil
Caracterização
CG
Preparação da amostra:
50 mg da amostra é dissolvida em 1 mL de diclorometano, a partir desta 3 µL são injetados.
Condições da análise:
Coluna:
Injeção
Gás carreador:
Forno:
Detector:
HP-5; comprimento de 30 m, diâmetro interno de 0,32 mm, filme de 0,25 µm
Modo split, 194:1
H2, pressão da pré-coluna de 31 kPa
isoterma de 3 min de 50 °C, seguido por 8 °C/min até 320 °C
300 °C
A concentração percentual foi calculada a partir das áreas dos picos.
CG do produto puro
Tempo de retenção do produto = 29 min. Nenhuma impureza foi detectada.
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Espectro de RMN 1H do produto (300 MHz, CDCl3)
7.3
7.2
7.1
4.1
(ppm)
7.0
4.0
(ppm)
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
(ppm)
10
9
11
8
12
O
O
7
4
H5C2O
3
5
OC2H5
1
H3C
2
N
6
CH3
H
 (ppm)
1,22
2,32
4,08
4,99
5,72
7,07-7,30
Multiplicidade
t
s
m
s
s
m
Número de H
6
6
4
1
1
5
4
Atribuição
CH2-CH3
CH3 (do anel)
CH2-CH3
4-H
NH
CH areno
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Espectro de RMN 13C do produto (300 MHz, CDCl3)
160
140
120
100
80
60
40
20
(ppm)
 (ppm)
167,65
147,76
143,87
127,99, 127,82
126,09
104,14
59,72
39,62
19,55
14,24
76,5-77,5
Atribuição
C=O
C-7
C-2, C-6
C-8, C-12, C-9, C11
C-10
C-3, C-5
O-CH2C-4
CH3 do anel
CH3-CH2solvente
10
9
11
8
12
O
O
7
4
H5C2O
3
5
OC2H5
1
H3C
2
N
6
CH3
H
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Date: 09.07.03
Espectro de Infravermelho do produto (KBr)
16,6
16
15
829,37
3057,97
2898,55
14
500,58
637,87
735,43
3239,13
2985,50
771,56
13
1165,38
1454,42
12
%T
1324,35
1371,321248,48
11
1049,76
1020,86
702,91
1299,06
10
Hantzsch-Synthese
Zielprodukt
9
1486,94
8
7
1122,02
1089,51
1689,27
3340,57
1653,14
1208,74
6,4
4000,0
3000
2000
1500
1000
450,0
cm-1
(cm-1)
3340
3080, 3060
2985, 2900
1690
1655
1490
Atribuição
Estiramento N-H
Estiramento C-H, areno
Estiramento C-H, alcano
Estiramento C=O, éster
Estiramento C=C, alqueno
Estiramento C=C, areno
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