To tylko jedna z 8 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Kondensacja acyloinowa benzaldehydu przy
użyciu drożdży
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu
Biotechnologia
Dla studentów kierunku Chemia specjalność Chemia Bioorganiczna
Materiały zostały wykonane w ramach realizowanego na Politechnice Śląskiej projektu nr UDA-POKL.04.01.01-00-114/09-01
pt.: „Unowocześnienie i rozszerzenie oferty edukacyjnej na kierunku Chemia na Wydziale Chemicznym Politechniki Śląskiej –
otwarcie specjalności Chemia Bioorganiczna” współfinansowanego ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego
Funduszu Społecznego.
Kondensacja acyloinowa benzaldehydu przy użyciu drożdży
CEL ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia jest :
• otrzymanie w reakcji kondensacji acyloinowej odpowiedniego α-hydroksyketonu
oraz diolu o określonej konfiguracji stereogenicznej wykorzystując jako
biokatalizatorów różnego rodzaju drożdży,
• Pomiar skręcalności optycznej otrzymanych produktów tj, α-hydroksyketonu oraz
diolu,
• Analiza widm magnetycznego rezonansu jądrowego (1HNMR, 13CNMR)
otrzymanych produktów.
PODSTAWY TEORETYCZNE
Enzymy są często wykorzystywane w syntezie organicznej w celu tworzenia wiązań C-C
jako efektywne biokatalizatory. Handlowo dostępne enzymy są stosunkowo drogimi
preparatami dlatego też, często w reakcjach enzymatycznych jako biokatalizatorów używa
się całych mikroorganizmów, a w szczególności komórek drożdży piekarniczych
(Saccharomyces cerevisiae). Drożdże mogą być stosowane w postaci prasowanej, suchej,
liofilizowanej oraz immobilizowanej. Są tanim i łatwo dostępnym surowcem. Reakcję z ich
udziałem mogą być przeprowadzane zarówno w wodzie jak i rozpuszczalnikach
organicznych. Komórki drożdży wykorzystywane są do syntezy wielu enzymów, natomiast
najczęściej stosuje się je w mikrobiologicznych redukcji związków karbonylowych.
Asymetryczna kondensacja acyloinowa jest pierwszą reakcją organiczną z udziałem drożdży
piekarskich jako biokatalizatorów opisaną w literaturze w 1921. Autorami tej reakcji są
Nauberg i Hirch, którzy to przeprowadzili kondensację benzaldehydu przy użyciu aldehydu
octowego oraz drożdży piekarskich. Reakcja ta cieszy się dużym zainteresowaniem, ponieważ
w prostej reakcji one-pot otrzymujemy diol posiadający dwa centra chiralności (Schemat 1).
W związku z tym, można wykorzystać pomiar skręcalności optycznej w celu zidentyfikowania
produktu końcowego tej reakcji. Identyfikacja substancji metodą polarymetryczną polega na
wyznaczeniu jej skręcalności właściwej, która jest wielkością indywidualną każdej substancji.
OH
O
OH
drozdze
CH3
drozdze
CH3
H
glukoza
O
CH3CHO
OH
47 %, 97% ee
1
Kondensacja acyloinowa benzaldehydu przy użyciu drożdży
Schemat 1
Asymetryczna kondensacja acyloinowa jest przykładem reakcji formowania się wiązania C-C.
W reakcji tej bierze udział fragment dwuwęglowy, który to pochodzi z dekarboksylacji kwasu
pirogronowego, który przenoszony jest przez dekarboksylazę pirogronianową (PDC)
w wyniku czego tworzy się odpowiedni (R)-α-hydroksyketon. W reakcji tej uczestniczy
(…)
… taką samą wartośc Rf (0.54)
2.
Po upływie 90 minut (zaniku benzaldehydu –analiza TLC) mieszaninę reakcyjną
podzielić na dwie części i podpisać roztwór nr.1 i roztwór nr.2.
a.) Do roztworu nr.2 dodać kolejną porcję drożdży (3.2 g) oraz glukozy (3 g). Całość
mieszać przez ok. 2 godziny do zaniku benzaldehydu i hydroksy ketonu – analiza
TLC co 20 minut (3:1 heksan/octan etylu), Rf produktu końcowego tj…
… w/w kondensacji acyloinowej można otrzymać acyloiny o długich łańcuchah, np.:
z grupami R=C17H35, jednak w przypadku estrów posiadających duży ciężar cząsteczkowy jako
rozpuszczalnik stosuje się toluen lub ksylen. Kondensację acyloinową we wrzącym ksylenie
wykorzystuje się do otrzymywania acyloin cyklicznych z dwusterów.
PRZEBIEG ĆWICZENIA
Kondensacja acyloinowa benzaldehydu przy użyciu drożdży
Odczynniki:
• Drożdże piekarskie (świeże, suszone), drożdże winne,
• Benzaldehyd (świeżo destylowany)
• Acetaldehyd
• Glukoza
• Woda
• Celit
• Octan etylu
• Heksan
• Siarczan magnezu (MgSO4)
• Etanol
• lód
Szkło i inne materiały oraz potrzebny sprzęt laboratoryjny:
•
•
•
•
•
Mieszadło magnetyczne
Strzykawki jednorazowe (1ml)
Wyparka rotacyjna
Płytki TLC
Komora rozwijająca
3
Kondensacja acyloinowa benzaldehydu…
…), a następnie dodać 30 ml wody. Całość mieszać w temperaturze
otoczenia (20°C) przez 15 minut. Następnie do mieszaniny dodać za pomocą
strzykawek jednorazowych benzaldehydu (0.3 ml) oraz acetaldehydu* (0.40 ml)
i pozostawić na mieszadle magnetycznym przez ok. 90 minut tj. do zaniku
benzaldehydu. Reakcje kontrolować co 15 minut za pomocą TLC (3:1 heksan/octan
etylu), Rf benzaldehydu wynosi 0.88…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)