Здравствуйте, уважаемые участники форума.
Есть необходимость проведения домашнего синтеза соединения «Tpak-G» - 1-карбоксиметил-3-гидрокси-2-метилпиридинона-4. Это соединение нужно для определения возможности введения железа в комплексе с ним (трехлигандный комплекс Fe3+) в питательную среду для клонального микроразмножения растений — на замену комплексу EDTA-Fe3+. После некоторого исследования коммерческих предложений стало очевидно, что стоимость готового реагента или его аналогов крайне высока для личного использования. В литературе попался как будто подходящий вариант — ниже (глицин нелетуч, другие соединения — тоже, относительно недороги, все происходит в водном растворе, без кипячения с обратным холодильником). Однако при его внимательном рассмотрении у меня, как у человека, не имеющего опыта химического синтеза, возник ряд технических вопросов. Понятно, что наиболее правильный ответ — найти возможность получить соединение из профессионального источника, однако, вероятно, это тоже достаточно дорого. Поэтому, если все-таки есть возможность хотя бы обсудить тему, большая просьба, помогите, пожалуйста.
2.3. Step 1: Tpak-G Synthesis
Tpak-G was synthesised by a method similar to that described earlier by Zaihui Zhang et al. [16] with minor modifications and was performed as follows. A reaction vessel (500 ml Erlenmeyer flask) equipped with a CO2 trap and a magnetic stirrer was charged with 150 ml of water; NaOH pellets (22 g, 550 mmol) were added and allowed to dissolve. Then glycine (60 g, 800 mmol) (compound (II), Scheme 1) was added and the reaction mixture was heated to 35°C to completely dissolve glycine; the resulting pH of the solution was 10.2. Next maltol (25.4 g, 200 mmol) (compound (I), Scheme 1) was added to initiate the reaction. The progress of the reaction was followed by analysing aliquots by a thin layer chromatography (TLC) method specifically developed for this purpose (see reaction monitoring). The reaction reached completion within 5 days as judged by TLC. The maltol–Fe3+ complex at rf=0.95 was no longer present and was replaced by a single band at rf=0.30 (Tpak-G) (1-carboxymethyl-3-hydroxy-2-methylpyrid-4-one) (compound (III), Scheme 1).
2.4. Purification of Tpak-G
The pH of the reaction mixture was adjusted to 1.8 with concentrated HCl and set to cool in refrigerator at 4°C which resulted in formation of a large amount of precipitateTpak-G; this was isolated by filtration (Whatman #40 filter discs). The precipitate was redissolved in water (100 ml) by adding concentrated NaOH to reach pH 9 and complete dissolution. This was followed by adjusting the pH to 1.8 with concentrated HCl to precipitate the purified Tpak-G (compound (III), Scheme 1; yield 18 g, 82 mmol, 41%). The precipitate was collected by filtration and then dried under vaccuum.
Источник: Theo P.A. Kruck, Timothy E. Burrow. Synthesis of feralex a novel aluminum/iron chelating compound. Journal of Inorganic Biochemistry 88 (2002) 19–24.
Вопросы.
1. По синтезу. Ловушку CO2 можно сделать на основе пластиковых банок/бутылок/трубок и свежеприготовленного водного (продажная дистиллированная вода) раствора, например, NaOH? Если да, то какой объем и концентрацию такого раствора лучше использовать?
2. По очистке.
2.1. В предложенном варианте используется концентрированная HCl — прекурсор (>15%) и не очень удобное в обращении дома соединение. Поэтому хотелось бы избежать его применения. Кроме того, Tpak-G выделяется, насколько я понял, в виде гидрохлорида — за счет образования водородной связи между 3-гидроксидом и водородом соляной кислоты. Из очевидных мне «кандидатов» на замену HCl по достижению кислотности раствора выделения и растворимости натриевых солей подходят щавелевая и ортофосфорная кислоты. Однако оксалат будет вызывать выпадение важных катионов металлов в питательной среде, поэтому он тоже не подходит. Тогда остается фосфорная кислота. Но не будет ли в этом случае часть Tpak-G выделяться с дигидрофосфатом натрия вместо фосфорной кислоты? Такой вариант не подходит, так как становится непонятен состав выделенного соединения и невозможно определить концентрацию лиганда для добавления в питательную среду. Может быть, выделение проводить как-то совсем по-другому или существуют приемлемые варианты кислотного осаждения (лучше, конечно, без сильных неорганических кислот)?
2.2. Чем доступным и безопасным можно заменить вакуумную сушку?
