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Sicheres Arbeiten mit TFA

Kriechendes Risiko: Trifluoressigsäure-haltige Lösungen sicher verdampfen

| Autor / Redakteur: Dr. Induka Abeysena* / Dr. Ilka Ottleben

Abb. 1: Aufgrund ihrer Vielseitigkeit wird Trifluoressigsäure (TFA) häufig in der organischen Synthese eingesetzt.
Abb. 1: Aufgrund ihrer Vielseitigkeit wird Trifluoressigsäure (TFA) häufig in der organischen Synthese eingesetzt. (Bild: ©Schlierner - stock.adobe.com)

Trifluoressigsäure (TFA) ist in der organischen Synthese vielseitig einsetzbar. Zu ihren nützlichsten Eigenschaften gehören Flüchtigkeit, Löslichkeit in organischen Lösungen und hohe Säurestärke. TFA-Rückstände später zu entfernen, kann jedoch tückisch sein, beispielsweise aufgrund ihrer Eigenschaft zu „kriechen“.

Zahlreiche chemische Umwandlungen werden mit TFA als Lösungsmittel oder Säurekatalysator durchgeführt, darunter Umlagerungen, Entschützung von Funktionsgruppen, Reduktion, Kondensation, Hydroarylierung, Trifluormethylierung und Solvolysereaktionen. Einige der Eigenschaften, die TFA zu einem so nützlichen Hilfsmittel machen, können jedoch bei der Entfernung von nicht mehr benötigten Rückständen zum Problem werden. Meist wird TFA verdampft, da andere Verfahren der Reagenzienentfernung durch diese organische Säure beeinträchtigt werden. Dieser Artikel behandelt einige häufige TFA-Reaktionen sowie Vorsichtsmaßnahmen, die bei der Entfernung von TFA-Rückständen mithilfe eines Verdampfers getroffen werden müssen.

Entfernung von Schutzgruppen mit TFA

TFA kann dazu eingesetzt werden, die Schutzgruppen von Stick- und Sauerstoff durch Solvolyse unter wässrigen oder wasserfreien Bedingungen zu lösen. In Abbildung 2 sind einige Verfahren für die Spaltung der O- und N-Schutzgruppen mit TFA dargestellt:

  • Entschützung der N-tert-Butyl­oxycarbonyl-(N-Boc-)Gruppe: Diese Art der N-Boc-Entschützung wurde für die Synthese von Coccinellidalkaloiden verwendet [4]. Nach Entschützung von N-Boc mit TFA und Dichlormethan kann das Amin mit dem Keton reagieren und so Iminiumionen erzeugen, die Enamin bilden (s. Abb. 2/1).
  • Entschützung der t-Butylether-(O-tBu-; O-Tr-)Gruppe mit TFA: Die t-Butylether-Gruppe (Tritylether) ist den meisten Reagenzien gegenüber unempfindlich. Eine Ausnahme stellen starke Säuren wie TFA dar. Die O-Tritylgruppe kann mit wasserfreiem TFA bei Temperaturen von 0 bis 20 °C abgespalten werden. Während der Synthese von Brevetoxin A wurde die O-t-Butylether-Entschützung mit TFA vorgenommen (s. Abb. 2/2), um BCDE-Ringstrukturen zu erzeugen [2].

Umlagerungen und Oxidationen mit TFA

TFA ist der Katalysator der Wahl für zahlreiche Säure-Katalysatoren-Reaktionen wie Claisen-Umlagerung, Wagner-Meerwein-Umlagerung, Curtius-Umlagerung sowie viele andere. Grund seiner Beliebtheit für diese Anwendungen sind der niedrige Siedepunkt und die einfache Entfernung nach Abschluss der Reaktion mittels Verdampfung. Bei der in Abbildung 3/1 dargestellten Reaktion handelt es sich um eine Cope-Umlagerung von 2-Acyl-1,5-Dienen mit TFA als Katalysator [1].

Bei der in Abbildung 3/2 gezeigten Baeyer-Villiger-Oxidation wird Benzophenon mithilfe von Natriumpercarbonat und TFA oxidiert, um den entsprechenden Ester zu erzeugen [3].

Ergänzendes zum Thema
 
LP-Tipp: Vorsicht beim Arbeiten mit TFA

Ein weiterer Beleg für die Vielseitigkeit von TFA ist, dass Forscher die Säure in niedrigen Konzentrationen auch als Hilfsmittel für die Erzeugung von Ionenpaaren für Umkehrphasenchromatografie nutzten, um Peptide und Eiweiße zu isolieren. Zudem wird TFA auch häufig als mobile Phase für Umkehrphasen-HPLC-Verfahren eingesetzt, da die Säure zu einer klareren Spitze beiträgt, indem deren Verbreiterung sowie Probleme mit Verzögerungen behoben werden.

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