Контроль завершения гидролиза амида

форум для специалистов в области органической химии
organic chemistry issues discussion for professional scientists
Ответить
Виктория Сергеевна
Сообщения: 1119
Зарегистрирован: Сб окт 29, 2011 8:10 pm

Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение Виктория Сергеевна » Пн апр 13, 2015 2:56 pm

Здравствуйте уважаемые коллеги.
Недавно проводили гидролиз амида 2,5-дигидроксиизоникотиновой кислоты. По патенту время гидролиза 1,5 часа ( :) ), при нагревании данного амида
в растворе едкого натра/карбоната натрия на водяной бане. По истечении данного времени выделение аммиака не закончилось (индикаторная бумага
синеет при поднесении к обратному холодильнику). Мы решили продолжить нагревание до полного прекращения выделения аммиака. К концу рабочего
дня выделение аммиака не закончилось :? . На следующий день раствор кипятили (т.е. это далеко не водяная баня) с обратным холодильником в сумме
около 15-16 часов. И индикаторная бумага так и не перестала синеть. Но что более всего меня смутило - это образование прекрасных :D игольчатых
кристаллов в самых верхних шариках холодильника. Биурет, карбаматы, карбонат аммония? Но откуда? Декарбоксилирование при гидролизе? Но ведь
водный раствор натриевой соли...Или развал кольца, что совсем фантастично...
Вообщем вопрос. Как контролировать скорость и окончание гидролиза данного гетероциклического амида (тсх понятно не подходит, т.к водный раствор,
если только экстрагировать амид, но он плохо растворим в органике, да и где гарантия что органика не хапнет из реакционной массы еще чего нибудь
непристойного.. :lol: ).
С уважением.

Аватара пользователя
Semenych
Сообщения: 571
Зарегистрирован: Вс июн 06, 2010 7:04 pm

Re: Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение Semenych » Пн апр 13, 2015 3:53 pm

Многие амиды на ТСХ красятся хлором с бензидином. Реакция достаточно чувствительная.
Ищите и обрящите.

anatoliy
Сообщения: 3911
Зарегистрирован: Сб окт 04, 2008 12:46 am

Re: Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение anatoliy » Пн апр 13, 2015 4:38 pm

Хроматография в кислой системе для аминокислот.

Аватара пользователя
SkydiVAR
Сообщения: 10774
Зарегистрирован: Пн янв 19, 2009 12:51 am
Контактная информация:

Re: Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение SkydiVAR » Пн апр 13, 2015 6:14 pm

Вопрос: а почему после означенного времени не провели обработку р/с? Аммиак ведь - он может и застаиваться в холодильнике, если его оттуда не выдувать...
Кристаллы? ХЗ, может и хлорид аммония - я ведь не знаю, что Вы загружали в колбу.
А ТСХ - вполне валидный метод. Одна капля р/с в 1 мл ДХМ, туда же каплю ледяной уксусной и сульфат магния. Супернатант хроматографировать.
Меч-кладенец - оружие пофигистов.

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение chemist » Пн апр 13, 2015 9:17 pm

Виктория Сергеевна писал(а):Недавно проводили гидролиз амида 2,5-дигидроксиизоникотиновой кислоты. По патенту время гидролиза 1,5 часа ( :) ), при нагревании данного амида в растворе едкого натра/карбоната натрия на водяной бане. По истечении данного времени выделение аммиака не закончилось (индикаторная бумага
синеет при поднесении к обратному холодильнику). Мы решили продолжить нагревание до полного прекращения выделения аммиака. К концу рабочего
дня выделение аммиака не закончилось :? . На следующий день раствор кипятили (т.е. это далеко не водяная баня) с обратным холодильником в сумме
около 15-16 часов. И индикаторная бумага так и не перестала синеть.
У аммиака есть такое дурное свойство - окрашивать рН-индикаторную бумагу будучи в ничтожном количестве. Или наоборот, это индикаторная бумага такая сверчувствительная к аммиаку, в общем она тут не критерий. Критерием может быть титр щёлочи в РМ, но параллельно обязательно надо поставить идентичный глухой опыт (без амида), чтобы скорректировать левые потери щёлочи типа реакция с СО2 воздуха, растворение стекла и пр.; т.о. можно достичь точности 5%.
Виктория Сергеевна писал(а): Но что более всего меня смутило - это образование прекрасных :D игольчатых
кристаллов в самых верхних шариках холодильника. Биурет, карбаматы, карбонат аммония? Но откуда? Декарбоксилирование при гидролизе? Но ведь
водный раствор натриевой соли...Или развал кольца, что совсем фантастично...
Соль (NH4)2CO3 можно идентифицировать по депрессии т.пл. с заведомым образцом. Декарбоксилирование солей кислот известно, например, есть такой способ декарбоксилирования индол-2-карбоновой кислоты, так что ничего удивительного.
Виктория Сергеевна писал(а): Вообщем вопрос. Как контролировать скорость и окончание гидролиза данного гетероциклического амида (тсх понятно не подходит, т.к водный раствор,
Чево это? Очень даже подходит, правда точность ~30%, а так - нормально.
Виктория Сергеевна писал(а): если только экстрагировать амид, но он плохо растворим в органике, да и где гарантия что органика не хапнет из реакционной массы еще чего нибудь
непристойного.. :lol: ).
Конечно хапнет, щёлочи, например. Её же много и она везде лезет, сволочь :lol:
I D E A = A u

Аватара пользователя
S324
Сообщения: 2889
Зарегистрирован: Ср фев 09, 2005 1:11 am

Re: Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение S324 » Пн апр 13, 2015 9:44 pm

LC/MS контроль
как правило 4-6ч кипячения амида в 10% щелочи хватает для гидролиза.
да и посмотрите сколько эквивалентов щелочи у вас в реакции, для вашего случая я бы 6 минимум брал.
зачем вы туда соду сыпали непонятно )) что бы красивше было при нейтрализации?
Кохайтеся, чорнобриві...

Аватара пользователя
ChemNavigator
Сообщения: 2143
Зарегистрирован: Пт янв 28, 2005 3:02 am

Re: Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение ChemNavigator » Пн апр 13, 2015 10:18 pm

Интересно, а там второй азот (пиридиновый) не может подвергаться гидролизу в таких условиях? Может он постепенно и выделяет дополнительный аммиак.
Если кольцо разваливается а потом претерпевает ретроальдольный распад (с выделением формальдегида), то кристаллы могут оказаться и уротропином.

Аватара пользователя
Jokermaniak
Сообщения: 3825
Зарегистрирован: Чт окт 02, 2014 4:41 pm

Re: Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение Jokermaniak » Пн апр 13, 2015 10:52 pm

Я уж не знаю, чем Вам так ТСХ не угодило, но я бы юзал именно его. Вариантов масса - начиная от банальной экстракции подкисленной пробы в дихлорметан или этилацетат, и заканчивая выдерживанием пластинки над кипящей водой (получается вполне рабочая пластинка для распределительной хроматографии) и хроматографированием на ней реакционной смеси прямо из воды :235:

Есть ещё вариант - берем отвод из реакционного сосуда, и опускаем его в емкость, заполненую водной солянкой - около 90% от рассчетного количества аммиака (можно взять сначала баклажку в 50%, а когда она пофиолетовеет, добавить туда ещё 40% - просто чтобы понять, идет ли реакция в разумных масштабах). И капаем туда фенолфталеина. Когда вся солянка будет нейтрализована, раствор пофиолетовеет. Это значит, что реакция как минимум почти дошла. Кипятим ещё где-то половину того времени, которое прошло до этого момента и выделяем...
Что, Карл Маркс запрещает держать на лестнице ковры? Разве где-нибудь у Карла Маркса сказано, что 2-й подьезд калабуховского дома на Пречистенеке следует забить досками и ходить кругом через черный двор?

aber
Сообщения: 831
Зарегистрирован: Пн ноя 17, 2014 12:59 am

Re: Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение aber » Пн апр 13, 2015 10:54 pm

Почему бы не контролировать поток с помощью счетчика пузырёв ? Поток резко упал - готово.

Ещё вариант - рассчитанное количество нитрита в слабокислой среде. Вряд ли цикл будет нитрозироваться

Не могу исключить, что цикл щепится. Но возможно, просто при уменьшении потока в холодильник стал забредать СО2 из внешней среды

Аватара пользователя
Jokermaniak
Сообщения: 3825
Зарегистрирован: Чт окт 02, 2014 4:41 pm

Re: Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение Jokermaniak » Пн апр 13, 2015 10:56 pm

aber писал(а):Почему бы не контролировать поток с помощью счетчика пузырёв ? Поток резко упал - готово.
Вряд ли в процессе кипячения поток резко упадет. Разве что, если вся вода выкипит :lol:
Что, Карл Маркс запрещает держать на лестнице ковры? Разве где-нибудь у Карла Маркса сказано, что 2-й подьезд калабуховского дома на Пречистенеке следует забить досками и ходить кругом через черный двор?

Аватара пользователя
Phobos
Сообщения: 6983
Зарегистрирован: Чт авг 12, 2004 9:24 am

Re: Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение Phobos » Вт апр 14, 2015 7:29 am

Проверка на аммиак у конца холодильника ничего общего с конверсией не имеет. Реакция могла дойти до коца, а вот полностью уходить из водного раствора и пространства над ним аммиак не хочет. Вы ведь не вытесняете его пробулькиванием азота через раствор.
А как вещество выделяют в патенте? Там ведь еще две фенольные группы (видимо, депротонированные) и пиридиновый азот, который при слишком сильном закислении сам даст соль. Интуитивно могу предположить подкисление с умеренно сильной кислотой, типа муравьиной или лимонной - они вроде соль по пиридину не дают. И если остался исходник - он тоже выпадет при таких условиях?
Как средство контроля ТСХ возможный вариант, но поиграть с подборкой условий придется. Воду и так иногда добавляют в некоторые элуенты для полярных веществ, так что пара капель из водного раствора погоды не испортит. Возможно, что платы ТСХ с обратной фазой дадут лучший результат.
Насчет непристойностей в реакционной массе - Вы ведь хотите их видеть, не правда ли? :) Не отрицайте, Виктория Сергеевна, любой химик хочет видеть, что там накопилось. То есть довод может звучать так - экстракция оставит большую часть кислоты в водной фазе и вытянет из нее непристойности и исходник, поэтому соотношение компонентов не будет истинным. Это может так быть, да. Но проверка в данном случае будет лишь качественной - есть исходный амид или нет, а не сколько его в точности.
Если не ТСХ, то только HPLC, и разработка метода тоже потребует усилий.
Wodka trinkt man pur und kalt, das macht hundert Jahre alt!

Виктория Сергеевна
Сообщения: 1119
Зарегистрирован: Сб окт 29, 2011 8:10 pm

Re: Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение Виктория Сергеевна » Вт апр 14, 2015 12:21 pm

Благодарю коллеги за Ваши рекомендации. По порядку постараюсь комментировать вопросы и предложения.
chemist писал(а): У аммиака есть такое дурное свойство - окрашивать рН-индикаторную бумагу будучи в ничтожном количестве
Действительно первые несколько часов выделение аммиака очень интенсивно, чувствуется по запаху. А через часа 4-5 запаха аммиака уже не чувствуется,
но индикаторная бумага синеет, это собственно нас и смутило, поэтому мы решили что 1,5 часа по патенту явно недостаточно.
S324 писал(а): как правило 4-6ч кипячения амида в 10% щелочи хватает для гидролиза. да и посмотрите сколько эквивалентов щелочи у вас в реакции,
для вашего случая я бы 6 минимум брал. зачем вы туда соду сыпали непонятно )) что бы красивше было при нейтрализации?
Вы говорите о кипячении, а в патенте говориться о нагревании на водяной бане. Я на Вашей стороне. :wink: . Мы брали примерно 2 эквивалента. По поводу
соды - изначальный амид имеющий 2 фенольных гидроксила по патенту растворяется в водном растворе карбоната натрия, после чего добавляется щелочь.
ChemNavigator писал(а):Интересно, а там второй азот (пиридиновый) не может подвергаться гидролизу в таких условиях? Может он постепенно и выделяет дополнительный аммиак. Если кольцо разваливается а потом претерпевает ретроальдольный распад (с выделением формальдегида), то кристаллы могут оказаться и уротропином.
Да да, выше я об этом пишу, как вариант появления "нового" аммиака!
aber писал(а):Почему бы не контролировать поток с помощью счетчика пузырёв ? Поток резко упал - готово. Ещё вариант - рассчитанное количество нитрита в слабокислой среде. Вряд ли цикл будет нитрозироваться Не могу исключить, что цикл щепится. Но возможно, просто при уменьшении потока в холодильник
стал забредать СО2 из внешней среды
У нас стояла поглотительная склянка, соединенная силиконовой трубкой с обратным холодильником. Нитрит нитрозирует данное соединение в нейтральной среде в течении нескольких минут, с появлением красивого глубокого голубого нового продукта и порчей старого :lol:. По поводу СО2 из внешней среды
исключено, по вышеуказанной причине.
Phobos писал(а):Проверка на аммиак у конца холодильника ничего общего с конверсией не имеет. Реакция могла дойти до конца, а вот полностью уходить из водного раствора и пространства над ним аммиак не хочет. Вы ведь не вытесняете его пробулькиванием азота через раствор.
Да, Вы правы, следующий раз надо будет пропускать азот/аргон, либо поставить хорошую мешалку.
Phobos писал(а):А как вещество выделяют в патенте? Там ведь еще две фенольные группы (видимо, депротонированные) и пиридиновый азот, который при слишком сильном закислении сам даст соль. Интуитивно могу предположить подкисление с умеренно сильной кислотой, типа муравьиной или лимонной - они вроде соль по пиридину не дают. И если остался исходник - он тоже выпадет при таких условиях?
По патенту подкисляют серной/соляной. А вот исходник тоже выпадает в осадок к сожалению, независимо от степени гидролиза.
С уважением.

Аватара пользователя
Phobos
Сообщения: 6983
Зарегистрирован: Чт авг 12, 2004 9:24 am

Re: Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение Phobos » Вт апр 14, 2015 1:09 pm

По патенту подкисляют серной/соляной.
А до какого pH? Ловят эквивалентную точку или пиридиниевая соль тоже выпадает?
А вот исходник тоже выпадает в осадок к сожалению, независимо от степени гидролиза.

Почему к сожалению? Это значительно облегчает Вам задачу. Вытащить около 10 мл пробы, подкислить, собрать остаток - и теперь его можно анализировать отдельно от водного раствора со всеми его солями.
Если Вы разрабатываете процесс, то для верификации любого метода мониторинга все равно потребуется HPLC. Определить место обоих пиков, увидеть, что при анализе реакционной массы есть разделение. Построить калибровочный график для известных соотношений. А потом брать, скажем, смесь, содержащую 2% исходного и кидать на ТСХ, ИК и т.д. Есть различие с чистым продуктом - хорошо. Если нет - увеличиваем число исходника, определяем чувствительность метода и прикидываем, подходит ли она Вам.
Wodka trinkt man pur und kalt, das macht hundert Jahre alt!

Аватара пользователя
ChemNavigator
Сообщения: 2143
Зарегистрирован: Пт янв 28, 2005 3:02 am

Re: Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение ChemNavigator » Вт апр 14, 2015 2:41 pm

Виктория Сергеевна писал(а):Да да, выше я об этом пишу, как вариант появления "нового" аммиака!
Можно сделать так - взять эквивалентное количество похожего амида, но в котором азот кольца заведомо не разваливается. Например, амид никотиновой/изоникотиновой к-ты, в крайнем случае просто бензамид. И посмотреть как происходит его гидролиз в аналогичных условиях - как быстро заканчивается выделение аммиака и посинение индикаторной бумаги, образуются ли кристаллы в холодильнике и т.д.

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение chemist » Вт апр 14, 2015 4:04 pm

Phobos писал(а):Реакция могла дойти до конца, а вот полностью уходить из водного раствора и пространства над ним аммиак не хочет. Вы ведь не вытесняете его пробулькиванием азота через раствор.
Почему не хочет? У него мол. масса 17, т.е. меньше воздуха (29), значит будет улетать безвозвратною. Его малые количества выделяются длительное время потому, что скорость реакции убывает по кривой с длинным "хвостом", а чувствительность детектора очень высокая.
Виктория Сергеевна писал(а): Да, Вы правы, следующий раз надо будет пропускать азот/аргон, либо поставить хорошую мешалку.
Абсолютно лишнее хотя бы потому, что реакция необратимая и этот как бы удерживаемый аммиак ничего там уже не сделает.
Виктория Сергеевна писал(а): По патенту подкисляют серной/соляной. А вот исходник тоже выпадает в осадок к сожалению, независимо от степени гидролиза.
Подкисление сильными кислота в данном случае может сыграть злую шутку (как заметил коллега Phobos), поэтому для таких веществ применяют буферные растворы, чаще всего ацетатный буфер.
Чтобы исходник не мешал, конверсию надо довести до разумного предела - 95-99%.
I D E A = A u

Аватара пользователя
SkydiVAR
Сообщения: 10774
Зарегистрирован: Пн янв 19, 2009 12:51 am
Контактная информация:

Re: Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение SkydiVAR » Вт апр 14, 2015 5:41 pm

chemist писал(а):Почему не хочет? У него мол. масса 17, т.е. меньше воздуха (29), значит будет улетать безвозвратно.
Коллега, обратите внимание:
Виктория Сергеевна писал(а):У нас стояла поглотительная склянка, соединенная силиконовой трубкой с обратным холодильником.
Виктория Сергеевна писал(а):По патенту подкисляют серной/соляной. А вот исходник тоже выпадает в осадок к сожалению, независимо от степени гидролиза.
chemist писал(а):Подкисление сильными кислота в данном случае может сыграть злую шутку (как заметил коллега Phobos), поэтому для таких веществ применяют буферные растворы, чаще всего ацетатный буфер.
Чтобы исходник не мешал, конверсию надо довести до разумного предела - 95-99%.
Что-то мне подсказывает, что в осадок - и продукт, и исходник - выпадают в виде солей... Потому и вместе.
Меч-кладенец - оружие пофигистов.

Виктория Сергеевна
Сообщения: 1119
Зарегистрирован: Сб окт 29, 2011 8:10 pm

Re: Контроль завершения гидролиза амида

Сообщение Виктория Сергеевна » Вт апр 14, 2015 7:20 pm

Взять аналогичный незамещенный амид по видимому неплохая идея. Может стоит действительно увеличить концентрацию щелочи :dontknow: ?
Хотя в патенте указано - "небольшой стехиометрический избыток" :? По поводу подкисления - указано рН менее 2...

Ответить

Вернуться в «органическая химия / organic chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 12 гостей