Εισαγωγή
Υπάρχουν δύο λαμπρές μέθοδοι σύνθεσης φαινυλακετονών (P2P) μέσω αντιδραστηρίων Grignard, τις οποίες περιγράφω παρακάτω.
Εξαιρετικές αποδόσεις μεθυλοκετονών μπορούν να ληφθούν με την προσθήκη αντιδραστηρίων Grignard σε αιθερικό διάλυμα οξικού ανυδρίτη σε θερμοκρασία περίπου -70 °C. Τα πρωτογενή, δευτερογενή, τριτογενή αλειφατικά και αρωματικά αντιδραστήρια Grignard δίνουν 70-79% αποδόσεις των αντίστοιχων μεθυλοκετονών, ενώ τα αντιδραστήρια αλλυλ και βενζυλ δίνουν 42 και 52% αντίστοιχα. Η επιτυχία αυτών των αντιδράσεων εξαρτάται σε χαμηλή θερμοκρασία από τη θερμική σταθερότητα του συμπλόκου που σχηματίζεται με την προσθήκη ενός μορίου αντιδραστηρίου Grignard σε μία από τις καρβονυλικές ομάδες του οξικού ανυδρίτη και από τη μειωμένη διαλυτότητά του. Και οι δύο αυτοί παράγοντες τείνουν να μειώνουν την περαιτέρω αντίδραση του συμπλόκου με περισσότερο αντιδραστήριο Grignard για το σχηματισμό της τριτοταγούς αλκοόλης. Στη χαµηλή θερµοκρασία που εµπλέκεται δεν υπάρχει πιθανώς διάσπαση αυτού του συµπλόκου για το σχηµατισµό κετόνης που θα µπορούσε να αντιδράσει περαιτέρω.
Μια άλλη µέθοδος µέσω ακετονιτριλίου έχει ορισµένα πλεονεκτήµατα. Το ενδιάμεσο άλας μαγνησίου ιμίνης φαινυλο-2-προπανόνης μπορεί επίσης να παρασκευαστεί από ιωδιούχο μεθυλομαγνήσιο και κυανιούχο βενζυλο. Και τα δύο υδρολύονται σε φαινυλ-2-προπανόνη με αραιό υδροχλωρικό οξύ. Το άλας ιμίνης μπορεί επίσης να αναχθεί απευθείας σε αμφεταμίνη με βορειοϋδρίτη νατρίου σε μεθανόλη σε υψηλή απόδοση. Η μέθοδος αυτή θα μπορούσε να έχει ενδιαφέρον για την παραγωγή P2P από ακετονιτρίλιο, καθώς απλοποιεί σημαντικά τη διαδικασία εξαλείφοντας κάθε ανάγκη για εκτεταμένη εκχύλιση της κετόνης.
Εξαιρετικές αποδόσεις μεθυλοκετονών μπορούν να ληφθούν με την προσθήκη αντιδραστηρίων Grignard σε αιθερικό διάλυμα οξικού ανυδρίτη σε θερμοκρασία περίπου -70 °C. Τα πρωτογενή, δευτερογενή, τριτογενή αλειφατικά και αρωματικά αντιδραστήρια Grignard δίνουν 70-79% αποδόσεις των αντίστοιχων μεθυλοκετονών, ενώ τα αντιδραστήρια αλλυλ και βενζυλ δίνουν 42 και 52% αντίστοιχα. Η επιτυχία αυτών των αντιδράσεων εξαρτάται σε χαμηλή θερμοκρασία από τη θερμική σταθερότητα του συμπλόκου που σχηματίζεται με την προσθήκη ενός μορίου αντιδραστηρίου Grignard σε μία από τις καρβονυλικές ομάδες του οξικού ανυδρίτη και από τη μειωμένη διαλυτότητά του. Και οι δύο αυτοί παράγοντες τείνουν να μειώνουν την περαιτέρω αντίδραση του συμπλόκου με περισσότερο αντιδραστήριο Grignard για το σχηματισμό της τριτοταγούς αλκοόλης. Στη χαµηλή θερµοκρασία που εµπλέκεται δεν υπάρχει πιθανώς διάσπαση αυτού του συµπλόκου για το σχηµατισµό κετόνης που θα µπορούσε να αντιδράσει περαιτέρω.
Μια άλλη µέθοδος µέσω ακετονιτριλίου έχει ορισµένα πλεονεκτήµατα. Το ενδιάμεσο άλας μαγνησίου ιμίνης φαινυλο-2-προπανόνης μπορεί επίσης να παρασκευαστεί από ιωδιούχο μεθυλομαγνήσιο και κυανιούχο βενζυλο. Και τα δύο υδρολύονται σε φαινυλ-2-προπανόνη με αραιό υδροχλωρικό οξύ. Το άλας ιμίνης μπορεί επίσης να αναχθεί απευθείας σε αμφεταμίνη με βορειοϋδρίτη νατρίου σε μεθανόλη σε υψηλή απόδοση. Η μέθοδος αυτή θα μπορούσε να έχει ενδιαφέρον για την παραγωγή P2P από ακετονιτρίλιο, καθώς απλοποιεί σημαντικά τη διαδικασία εξαλείφοντας κάθε ανάγκη για εκτεταμένη εκχύλιση της κετόνης.
Διαδικασίες με οξικό ανυδρίτη
Σε τρίλαιμη φιάλη των 500 ml, η οποία βρισκόταν μέσα σε ξηρό πάγο/ακετόνη σε φιάλη Dewar, προστέθηκε διάλυμα οξικού ανυδρίτη (40 g, 2,55 mol) σε διαιθυλαιθέρα 100 ml και η φιάλη εξοπλίστηκε με μαγνητικό αναδευτήρα, θερμόμετρο και χωνί προσθήκης (τροποποιημένο έτσι ώστε το προστιθέμενο υγρό να ψύχεται εξωτερικά με ξηρό πάγο/ακετόνη).
Σε αυτό προστέθηκε αιθερικό διάλυμα χλωριούχου βενζυλομαγνησίου, το οποίο παρασκευάστηκε από χλωριούχο βενζύλιο (25,5 g, 0,2 mol) και ρινίσματα μαγνησίου (4,9 g, 0,2 mol) για την παρασκευή βρωμιούχου βενζυλομαγνησίου (αντιδραστήριο Grignard), ενώμετά την πρώτη δόση προστέθηκε κρύσταλλος ιωδίου για την έναρξη της αντίδρασης Grignard.
Αφού ολοκληρώθηκε η προσθήκη μετά από μία ώρα, το μείγμα της αντίδρασης αφέθηκε να αναδεύεται σε θερμοκρασία ξηρού πάγου (-78 °C) επί 2-3 ώρες, το λουτρό ψύξης αφαιρέθηκε και η αντίδραση αποσβέστηκε με προσεκτική προσθήκη κορεσμένου υδατικού χλωριούχου αμμωνίου (NH4Cl).
Η υδατική στιβάδα διαχωρίστηκε στο διαχωριστικό χωνί, η οργανική φάση πλύθηκε με διάλυμα 10% ανθρακικού νατρίου (NaCO3 aq) μέχρις ότου οι πλύσεις να μην είναι πλέον όξινες στο χαρτί καθολικού pH, ακολουθούμενες από 50 ml άλμης. Η οργανική φάση ξηράνθηκε σε MgSO4, διηθήθηκε, ο αιθέρας εξατμίστηκε σε υδατόλουτρο και το υπόλειμμα αποστάχθηκε κλασματικά για να παραχθεί φαινυλο-2-προπανόνη (14 g, 52 %), bp 214-215 °C/760 mm Hg (100-101 °C/13 mm Hg).
Εξοπλισμός και γυάλινα σκεύη.
500 ml Φιάλη στρογγυλού πυθμένα με τρεις λαιμούς-Λουτρό ξηρού πάγου/ακετόνης (-78 °C) με φιάλη Dewar-
Μαγνητικός αναδευτήρας-
Συσκευή απόσταξης-
Βάση ρετόρτ και σφιγκτήρας για τη στερέωση της συσκευής-
Θερμόμετρο εργαστηριακής ποιότητας (-100 °C έως 100 °C) με προσαρμογέα φιάλης-
Εργαστηριακή ζυγαριά (0.1 - 200 g είναι κατάλληλη)-
χωνί σταγονομετρίας 250 ml-
χωνί διαχωρισμού 500 ml-
χαρτί pH γενικής χρήσης-
κύλινδρος μέτρησης 100 ml-
φιάλες Erlenmeyer 100 ml x2 και 200 ml x2 με καπάκι-
φιάλες Erlenmeyer 200 ml x2- ποτήρια ζέσεως 100 ml x2.
Αντιδραστήρια.
Acetic anhydride (40 g, 2.55 mol);Diethyl ether (Et2O) 100 ml;
Benzyl chloride (25.5 g, 0.2 mol);
Magnesium shavings (4.9 g, 0.2 mol)-
ζεύγος κρυστάλλων ιωδίου-
χλωριούχο αμμώνιο (NH4Cl) 50 g-
απεσταγμένο νερό 2 L-
ανθρακικό νάτριο (NaCO3) 50 g-
χλωριούχο νάτριο (NaCl) 50 g.
Διαδικασίες μέσω ακετονιτριλίου
127 g χλωριούχου βενζυλίου διαλύθηκαν σε 250 ml Et2O, σε αυτό προστέθηκαν 27 g στροφές Mg σε δόσεις, ενώ μετά την πρώτη δόση προστέθηκε κρύσταλλος ιωδίου για την έναρξη της αντίδρασης Grignard. Δημιουργήθηκε ένα παχύ λευκό ίζημα που μπλόκαρε κάποια Mg, αλλά αφού προστέθηκαν όλα, υπήρχε περίσσεια μη μπλοκαρισμένου Mg που δεν αντιδρούσε. Κατά τη διάρκεια της προσθήκης χρησιμοποιήθηκε η βύθιση της φιάλης σε κρύο H2O κατά περίπτωση για να αποφευχθεί ο υπερβολικός βρασμός του Et2O. Αφού προστέθηκε όλος ο Mg και δεν σημειώθηκε περαιτέρω αντίδραση, το μείγμα της αντίδρασης ψύχθηκε σε λουτρό πάγου-αλατιού. Προστέθηκε σιγά-σιγά διάλυμα 62 g ακετονιτριλίου σε 100 ml Et2O υπό ανάδευση με θερμόμετρο. Η θερμοκρασία της αντίδρασης αυξήθηκε στους 30 °C.
Μετά την ολοκλήρωση της προσθήκης, το μείγμα επαναρροφήθηκε απαλά, αναδεύτηκε καλά και στη συνέχεια αφέθηκε να κρυώσει σε θερμοκρασία δωματίου. Προστέθηκαν αργά υπό ανάδευση 500 ml HCl 10%. [ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Αυτό φάνηκε να προκαλεί την ερυθρή απόχρωση του στρώματος Et2O. Νομίζω ότι η καθαρότητα του τελικού προϊόντος θα ήταν υψηλότερη εάν το μείγμα της αντίδρασης χυνόταν πρώτα σε πάγο και στη συνέχεια οξυνόταν].
Αφού σταμάτησε ο αναβρασμός, το οργανικό στρώμα διαχωρίστηκε. Προστέθηκε NaCl στο υδατικό στρώμα, το οποίο στη συνέχεια εκχυλίστηκε με Et2O [ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Νομίζω ότι σε αυτό το υδατικό στρώμα παρέμειναν πολλά προϊόντα- εξακολουθούσε να είναι πολύ πορτοκαλί ακόμη και μετά την προσθήκη NaCl και την εκχύλιση με Et2O (το οποίο ήταν πιο ανοιχτόχρωμο πορτοκαλί από το υδατικό στρώμα!)]. Τα συνδυασμένα στρώματα Et2O πλύθηκαν με H2O, ξηράνθηκαν με MgSO4. Το Et2O και μια μικρή ποσότητα τολουολίου εξατμίστηκαν για να δώσουν 42 g ακατέργαστης φαινυλο-2-προπανόνης ως διαυγές πορτοκαλί έλαιο. Από την απόσταξη υπό κενό αυτού του ελαίου προέκυψε καθαρή φαινυλο-2-προπανόνη (bp 91-96 °C σε 11 mm Hg).
Εξοπλισμός και γυάλινα σκεύη.
1000 ml Φιάλη στρογγυλού πυθμένα με τρία λαιμόκορφα-Λουτρό νερού και πάγου-αλατιού (-10 °C)-
Μαγνητικός αναδευτήρας-
Συσκευή απόσταξης-
Βάση ρετόρτ και σφιγκτήρας για τη στερέωση της συσκευής-
Θερμόμετρο εργαστηριακής ποιότητας (0 °C έως 100 °C) με προσαρμογέα φιάλης,
Συμπυκνωτής παλινδρόμησης-
Αναρροφητήρας νερού-
Χωνί σταγόνων 500 ml-
Φιάλες Erlenmeyer 100 ml x2 και 200 ml x2 με καπάκι-
200 ml- 500 ml- 100 ml x2 Ποτήρια ζέσεως-
Χωνί διαχωρισμού 1 L.
Αντιδραστήρια.
Χλωριούχο βενζύλιο 127 g-Διαιθυλαιθέρας (Et2O) 350 ml-
Μαγνήσιο (Mg) 27 g-
Ακετονιτρίλιο (CH3CN) 62 g-
HCl 500 ml 10% aq.-
Χλωριούχο νάτριο (NaCl) 50 g-
Άνυδρο θειικό μαγνήσιο (MgSO4) 50 g-
Ζεύγος κρυστάλλων ιωδίου.
Last edited by a moderator:
