Затормозить гидролиз

[kika]

Здравствуйте, коллеги!
Для одного процесса очень помогла надуксусная кислота (НУК) используемая в форме водного раствора. Но случилась оказия - идет гидролиз продукта.
Как вы думаете, можно ли из водного раствора НУК перейти в неводный?
Попробовала смешать этилацетат с водным раствором НУК. Все благополучно смешалось, но водный слой не появился. Может, высолить?
В общем, буду рада любому совету.

[antabu]

Слишком мало исходных. НУК в качестве окислителя?

[kika]

Да, в качестве окислителя, ее содержание в воде 38%.

[Nickolas]

Возьмите для реакции мета-хлорпербензойную, она как раз для окислений в органических растворителях.

[Phobos]

В mcpba тоже есть 15% воды, но можно сперва ее растворить в ДХМ и воду отделить. Емнип, можно получить перокси-фталевую кислоту в толуоле, практически без воды.

[Nickolas]

В mcpba тоже есть 15% воды

Одно дело водный раствор надуксусной и другое - 15% воды в самой MCPBA.
Там вероятно еще дофига свободной уксусной кислоты, которая катализирует гидролиз, хотя не понятно, что за субстрат.

[kika]

В mcpba тоже есть 15% воды, но можно сперва ее растворить в ДХМ и воду отделить. Емнип, можно получить перокси-фталевую кислоту в толуоле, практически без воды.

Есть НУК, другие варианты окислителей не рассматриваются.
НУК (38%) растворяется в ЕtOAc при соотношении 1:1 (vol/vol). Конкретный вопрос - прибавляем к системе NaCl. Есть шанс, что водный слой выделится?

[kika]

Возьмите для реакции мета-хлорпербензойную, она как раз для окислений в органических растворителях.

Спасибо, но не подходит.
Даже если в этом случае процесс пойдет, этот окислитель не подходит для промышленного масштаба.

[antabu]

А нельзя сперва нейтрализовать НУК и использовать её соль?

[Nickolas]

Даже если в этом случае процесс пойдет, этот окислитель не подходит для промышленного масштаба.

А растворы перуксусной кислоты в органических растворителях подходят для промышленного масштаба, особенно если их надо еще готовить самим?
Все это потенциально взрывоопасно. Работу даже с сотней миллилитров таких растворов надо вести за специальным защитным экраном.

Если это вас не останавливает, то смотрите получение таких растворов тут:

DOI:

http://dx.doi.org/10.1021/jo01093a605

Однако я бы думал в сторону других методов. Есть смысл поиграться с pH, так как растворы перуксусной могут содержать серную кислоту. Может если нейтрализовать слегка раствор, гидролиз получится подавить. Еще есть перкарбонат натрия и тетрацетилэтилендиамин (TAED). При смешивании их в водном растворе получается перуксусная кислота.

[kika]

А нельзя сперва нейтрализовать НУК и использовать её соль?

Пробовали, но побочки много образуется.

[kika]

Если это вас не останавливает, то смотрите получение таких растворов тут:

DOI:

http://dx.doi.org/10.1021/jo01093a605

Однако я бы думал в сторону других методов. Есть смысл поиграться с pH, так как растворы перуксусной могут содержать серную кислоту. Может если нейтрализовать слегка раствор, гидролиз получится подавить.

Спасибо за ссылку на статью!

Понятное дело, что не каждый растворитель подойдет для частичного обезвоживания НУК.
Для меня новость, что водный раствор НУК может содержать серную кислоту. Это интересная мысль! Спасибо!

[Nickolas]

Спасибо за ссылку на статью!

Понятное дело, что не каждый растворитель подойдет для частичного обезвоживания НУК.

Тут главная проблема - безопасность. Одно дело водные растворы, а другое органические, где есть и окислитель и потенциальный восстановитель, что чревато взрывом.

Может стоит попробовать вводить НУК в двухфазную систему этилацетат-вода(или буфер), в которой растворен ваш субстрат с обязательным контролем хода реакции, чтобы избежать накопления окислителя..

Для меня новость, что водный раствор НУК может содержать серную кислоту. Это интересная мысль! Спасибо!

Знать наверняка не могу, каким способом ее получали, но в одном из способов нужна серная кислота как катализатор, ЕМНИП.
Там еще и уксусной может быть изрядно. Померьте pH водного раствора препарата, будет тогда понятно.

[kika]

1. Тут главная проблема - безопасность. Одно дело водные растворы, а другое органические, где есть и окислитель и потенциальный восстановитель, что чревато взрывом.

2. Может стоит попробовать вводить НУК в двухфазную систему этилацетат-вода(или буфер), в которой растворен ваш субстрат с обязательным контролем хода реакции, чтобы избежать накопления окислителя..

3. Там еще и уксусной может быть изрядно. Померьте pH водного раствора препарата, будет тогда понятно.

1. Согласна, конечно же!
Но если смешать ЕtOAc с НУК, Вы видите в этом риск? Перекисные органические соединения - да, штука опасная и может взрывануть даже на роторном испарителе. Но ведь не будет же идти образование этилперацетата, если можно его так назвать. Самаое главное предостережение на этикетке с НУК было то, что она яд! Перекись - не яд, уксусная кислота - не яд, а НУК - яд. Удивило!

2. Да, спасибо, именно двухфазная система помогла уменьшить потери продукта вследствие гидролиза в 5 раз. Но потери все еще есть.
А вот как контролировать окислитель - пока вопрос. На крахмальный лакмусовый индикатор НУК не дает реакцию! От перекиси этот лакмус синеет, а от НУК только мокрое бесцветное пятно.
После окончания реакции планируем гасить остатки НУК водным раствором Na2S2O3.

3. Уксусную и НУК можно определить титрованием. Поэтому пробовала титровать НУК. У меня не получилось. Значения нестабильны. После очередной порции титранта значения рН растут, как будто идет разложение НУК на уксусную. Вот в избытке уксусной НУК, видимо, стабильна и титровалась хорошо.

[antabu]

Однако я бы думал в сторону других методов. Есть смысл поиграться с pH, так как растворы перуксусной могут содержать серную кислоту. Может если нейтрализовать слегка раствор, гидролиз получится подавить.

У медицинской перекиси водорода (37%) я намерил рН около 2. За счёт стабилизации кислотой, серной или фосфорной.

[Nickolas]

Но если смешать ЕtOAc с НУК, Вы видите в этом риск?

Для небольшого синтеза в колбе опасность небольшая, но что касается больших обьемов.. Ну не знаю.. Тут, я думаю, коллега Phobos может подсказать.

2. Да, спасибо, именно двухфазная система помогла уменьшить потери продукта вследствие гидролиза в 5 раз. Но потери все еще есть.

А вы pH водного раствора подняли? И какая у вас конкретно группа гидролизуется? Сложноэфирная?
Получается, что pKa у НУК сильно отличается от уксусной. И можно все нейтрализовать, кроме НУК. Таким образом можно свести гидролиз на минимум без перевода НУК в соль, т.е. она сможет все еще свободно экстрагироваться в органический слой.

А вот как контролировать окислитель - пока вопрос. На крахмальный лакмусовый индикатор НУК не дает реакцию!

Смотрю в энциклопедию реагентов, пишут, что используют для анализа йодометрию. Статью прицепил.

Там также пишут, что коммерческий продукт - это 40% solution in acetic acid. Понятно тогда, почему у вас при добавлении этилацетата не было разделения фаз. Тут соль тоже не поможет.

rp034.pdf

[Nickolas]

У медицинской перекиси водорода (37%) я намерил рН около 2. За счёт стабилизации кислотой, серной или фосфорной.

Спасибо. В статье, что я выше прикрепил, тоже пишут что в коммерческих растворах надуксусной есть 1% серной кислоты.

[kika]

Там также пишут, что коммерческий продукт - это 40% solution in acetic acid. Понятно тогда, почему у вас при добавлении этилацетата не было разделения фаз. Тут соль тоже не поможет.

Вообще-то это водный раствор НУК, ведь писала выше.
Поэтому мне непонятно, почему слой не выделился и поэтому я попробую его высолить.

Йодометрия - штука капризная, но за статью - спасибо!

Молекула сложная, подробностей указывать не буду, но гидролиз идет по сложноэфирной группе с образованием кислоты. Сначала характер пика на GC привлек внимание, потом GC MS это подтвердил, что это именно та кислота, которая возникла в результате гидролиза продукта.

Идея и присутствии малого количества серной кислоты очень интересная, надо проверять.

[Nickolas]

Вообще-то это водный раствор НУК, ведь писала выше.

Так не бывает же чисто водного коммерческого раствора такой концентрации .
Это обычно смесь перуксусной, уксусной кислоты, воды и перекиси водорода с добавкой серной кислоты. В некоторых продуктах воды относительно немного в других больше. Просто в воде она нестабильна и существует только в равновесии с уксусной, как я понимаю.
Почитайте внимательно, каков состав вашего реагента, обычно приводится в SDS.