Безводният AlCl3 (9,7 g, 0,0724 mol) е суспендиран в разтвор на 10 g (0,0658 mol) ванилин в 100 ml метиленхлорид в апарат, защитен от атмосферна влага. При интензивно разбъркване и охлаждане, за да се поддържа температура 30-35°С, бавно се добавят 22,9 g (0,290 mol) пиридин. Реакцията е бурна; полученият бистър светлооранжев разтвор на реакционния комплекс се загрява до рефлукс (45°С) и се поддържа при тази температура с разбъркване в продължение на 24 часа. Разтворът, който е потъмнял съвсем леко по време на рефлукса, се охлажда до 25°С и продуктът се хидролизира при разбъркване и поддържане на температурата на 25-30°С чрез добавяне на разреден (15-20 %) HCl, докато сместа стане определено киселинна за конго червения индикатор. От двете фази, налични в този момент, долният слой метиленхлорид съдържа по-голямата част от малкото количество непроменен ванилин и по същество не съдържа протокатехинова киселина, като последната е разтворена във водната фаза. При изпаряване на метиленхлорида се получават 0,8 g ванилин. Екстракцията на водната фаза с етер, последвана от изпаряване на етера, оставя 7,9 g (87 %) бледожълти кристали на протокатехуалдехид, топящи се при 153-154 °C.
Използвани химикали:
138 g протокатехуалдехид
120 ml 50% воден разтвор на NaOH (91 g NaOH, 91 g dH2O)
500 ml диметилсулфоксид (DMSO)
120 ml (160 g) дихлорометан (DCM).
Използвано оборудване:
1L RBF и кондензатор (за метилиране), бъркалка горещ плот с маслена баня
500 ml RBF (за добавъчна смес), мантия за разбъркване
500 ml чаша за смесване
3L RBF и нагревател за парна дестилация
Подходящ голям съд за събиране на дестилата (аз използвах 2L чаша)
Преработена парна печка и аквариумни тръби за парна дестилация (с къса стъклена тръба и тапа)
Фуния/коркова тапа/стъклена тръба за добавяне на реагенти (но не е от съществено значение)
Разделителна фуния от 1 л (за екстракция на дихлорометан от парната дестилация)
За този експеримент не е използвана инертна атмосфера.
Към 1L RBF се добавят 300 ml DMSO, след което се добавят 120 ml дихлорметан. Добавя се рефлуксен кондензатор с течаща охлаждаща вода, маслената баня се загрява до 125-130 градуса С.
Докато ваната се нагрява, се приготвя сместа за добавяне. 120 ml 50 % NaOH, 138 g протокатехуалдехид и 200 ml DMSO се комбинират в чаша от 500 ml (с бъркалка), има известно отделяне на топлина и сместа се разбърква на горещата плоча в продължение на няколко минути, за да се разтвори напълно протокатехуалдехидът и всички остатъци от NaOH. След като се разтвори, сместа се изсипва в 500 ml RBF (изплаква се по фунията с малко допълнителен DMSO) и след това се прехвърля в 500 ml мантия с бъркалка за нагряване и разбъркване. Сместа се поддържа гореща, но без да кипи. Не е използвано измерване на температурата на сместа за добавяне.
Носейки гумена ръкавица за защита от топлина, горещите 500 ml RBF бяха буквално изсипани в малката фуния за добавяне. Между добавките във фунията се изчакваха няколко минути.
Това време на изчакване е необходимо, тъй като реакцията предизвиква силно кипене на DCM, което лесно може да претовари кондензатора, ако добавянията не са на разстояние едно от друго (също така, според литературните източници, разреждането на реагента е необходимо за подобряване на добивите).
Общо около 40 минути са били необходими за завършване на добавянето. Реакцията (при интензивно разбъркване и добър рефлукс) продължава още 90 минути, преди да се изключи топлината и да се остави да се охлади (при разбъркване).
След като се охлади, сместа се прехвърля в по-голям съд, подходящ за парна дестилация. Имах под ръка 3-литров RBF, така че използвах него. Преди дестилацията с пара беше добавена около половин литър вода.
Трилитровата RBF е подготвена за дестилация (използва се кондензатор с двойна повърхност за добра скорост на кондензация на парата) и е доведена до температура на кипене, а сега се добавя пара чрез малка стъклена тръбичка, която е потопена почти до дъното на RBF:
През реакционната смес са пуснати около 2 галона вода (като е използвана тенджера под налягане като източник на пара) и е кондензирана.
След като се охлади, голяма част от продукта кристализира във водата и лесно се отстранява чрез филтриране. Водата, наситена с хелиотропин, се запазва за екстракция с разтворител по-късно. Тя все още съдържа няколко грама на литър.
Общият добив на изсушени кристали е около 34 грама.
Филтрираната вода се екстрахира с около 30 ml DCM на литър.
Комбинираните екстракти с DCM се обединяват и се добавят към 500 ml RBF за дестилация (като се използва големият кондензатор с двойна повърхност).
След като по-голямата част от DCM беше дестилирана, кондензаторът беше сменен с малък кондензатор Liebig и беше подготвен за вакуумна дестилация.
Очаквах многобройни фракции, но температурата на главата на дестилатора (при пълен вакуум) бързо се повиши до 140 градуса по Целзий и бавно нарасна до 143 градуса в края на дестилацията. Така че в крайна сметка събрах само една единствена фракция,
При вакуумната дестилация се получиха 26 грама, което е много повече, отколкото очаквах. В дестилираната с водна пара вода все още имаше някакъв продукт, когато тя беше изхвърлена (тъй като все още имаше силна миризма на ванилия/пиперон). Ако знаех, че се задържа толкова много продукт, щях да извърша поне 3 екстракции на литър DCM по 30 ml.
Освен това спрях парната дестилация, когато дестилатът престана да изглежда млечен/бурен. Въпреки това последният литър, въпреки че не беше млечен на вид, все още съдържаше много кристали, така че смятам, че съм спрял дестилацията с пара твърде рано.
Общият комбиниран добив беше 60 грама от продукт, който изглежда неразличим (по отношение на цвят, вкус, мирис, текстура и температура на топене) от друга малка проба хелиотропин, с която го сравних.
Ако приемем, че този продукт е чист хелиотропин/пиперонал, то това означава общ моларен добив от 40 %.
