AlCl3 anhidru (9,7 g, 0,0724 mol) a fost suspendat într-o soluție de 10 g (0,0658 mol) de vanilină în 100 ml de clorură de metilen într-un aparat protejat de umiditatea atmosferică. În timp ce se agită energic și se răcește pentru a menține temperatura la 30-35°C, s-au adăugat încet 22,9 g (0,290 mol) de piridină. Reacția a fost viguroasă; soluția portocalie deschisă rezultată a complexului de reacție a fost încălzită la reflux (45°C) și menținută la această temperatură prin agitare timp de 24 de ore. Soluția, care nu s-a înnegrit decât ușor în timpul perioadei de reflux, a fost răcită la 25°C și produsul a fost hidrolizat, în timp ce se agita și se menținea temperatura la 25-30°C, prin adăugarea de HCl diluat (15-20%) până când amestecul a devenit definitiv acid pentru indicatorul roșu congo. Dintre cele două faze prezente în acest moment, stratul inferior de clorură de metilen conținea cea mai mare parte din cantitatea mică de vanilină neschimbată și practic deloc acid protocatechuic, acesta din urmă fiind dizolvat în faza apoasă. Evaporarea clorurii de metilen a produs 0,8 g de vanilină. Extracția fazei apoase cu eter urmată de evaporarea eterului a lăsat 7,9 g (87%) de cristale galben pal de protocatechualdehidă care se topesc la 153-154°C.
Produse chimice utilizate:
138 g protocatechualdehidă
120 ml soluție apoasă de NaOH 50% (91 g NaOH, 91 g dH2O)
500 ml dimetilsulfoxid (DMSO)
120 ml (160 g) diclormetan (DCM).
Echipament utilizat:
1L RBF și condensator (pentru metilenare), agitator placă fierbinte cu baie de ulei
500 ml RBF (pentru amestecul de adiție), manta cu agitator
pahar de amestecare de 500 ml
3L RBF și încălzitor pentru distilarea cu abur
recipient mare adecvat pentru colectarea distilatului (am folosit un pahar de laborator de 2L)
Cuptor cu aburi transformat și tub de acvariu pentru distilarea cu aburi (cu tub scurt de sticlă și dop de plută)
pâlnie/bușon/tub de sticlă pentru adăugarea reactivilor (deși nu este esențial)
pâlnie de separare de 1 L (pentru extracțiile cu diclormetan ale distilatului cu abur)
Nu s-a utilizat atmosferă inertă pentru acest experiment.
Se adaugă 300 ml de DMSO în RBF de 1 L, apoi se adaugă 120 ml de diclormetan. Se adaugă un condensator de reflux cu apă de răcire care curge, baia de ulei se încălzește la 125-130 grade C.
În timp ce baia se încălzește, se prepară amestecul de adiție. Se combină 120 ml NaOH 50%, 138 g protocatechualdehidă și 200 ml DMSO într-un pahar de 500 ml (cu bară de agitare), se produce o evoluție a căldurii și amestecul se agită pe placa încălzitoare timp de câteva minute pentru a dizolva complet protocatechualdehida și orice reziduuri de NaOH. Odată dizolvat, amestecul este turnat în RBF de 500 ml (clătit pe pâlnie cu puțin DMSO suplimentar) și apoi transferat în mantaua agitatorului de 500 ml pentru încălzire și agitare. Amestecul a fost menținut fierbinte, dar fără să fiarbă. Nu s-a utilizat măsurarea temperaturii pentru amestecul de adiție.
Purtând o mănușă de cauciuc pentru protecție termică, cei 500 ml RBF fierbinte au fost literalmente turnați în pâlnia mică de adiție. Au fost lăsate câteva minute între adițiile din pâlnie.
Acest timp de așteptare este necesar deoarece reacția face ca DCM să fiarbă viguros, putând copleși cu ușurință condensatorul dacă adițiile nu sunt distanțate (de asemenea, conform surselor bibliografice, diluarea reactivului este necesară pentru îmbunătățirea randamentelor).
În total, au fost necesare aproximativ 40 de minute pentru a finaliza adiția. Reacția (cu agitare puternică și reflux bun) a continuat timp de încă 90 de minute, înainte de a opri căldura și de a lăsa să se răcească (cu agitare).
Odată răcit, amestecul a fost transferat într-un recipient mai mare adecvat pentru distilarea cu abur. Aveam la îndemână un RBF de 3 l, așa că l-am folosit. Aproximativ o jumătate de litru de apă a fost adăugată înainte de distilarea cu abur.
RBF de 3L a fost configurat pentru distilare (folosind condensator cu suprafață dublă pentru o rată bună de condensare a aburului) și adus la temperatura de fierbere, iar acum aburul este adăugat printr-un tub mic de sticlă care este scufundat aproape până la fundul RBF Distilatul de abur, distilat destul de bogat în produs de reacție:
Aproximativ 2 galoane de apă au fost introduse în amestecul de reacție (folosind o oală sub presiune ca sursă de abur) și condensate.
Odată răcit, o mare parte din produs cristalizează în apă și este ușor de îndepărtat prin filtrare. Apa încărcată cu heliotropină este păstrată pentru extracția ulterioară cu solvent. Aceasta conține încă câteva grame pe litru.
Producția totală de cristale uscate a fost de aproximativ 34 de grame.
Apa filtrată a fost extrasă cu aproximativ 30 ml DCM pe litru.
Extractele DCM combinate au fost combinate și adăugate într-un RBF de 500 ml pentru distilare (utilizând condensatorul mare cu suprafață dublă).
După ce DCM a fost distilat în cea mai mare parte, condensatorul a fost înlocuit cu un condensator Liebig mic și pregătit pentru distilarea în vid.
Mă așteptam la mai multe fracții, însă capul distilatorului (în vid complet) a crescut rapid la 140 de grade C și a crescut încet la 143 până la sfârșitul distilării. Astfel, am ajuns să colectez doar o singură fracție,
Distilarea în vid a produs 26 de grame, mult mai mult decât mă așteptam. Apa distilată cu abur conținea încă ceva produs atunci când a fost aruncată (deoarece avea încă un miros puternic de vanilie/piperonal). Dacă aș fi știut că a reținut atât de mult produs, aș fi efectuat cel puțin 3 extracții DCM de 30 ml pe litru.
De asemenea, am oprit distilarea cu aburi atunci când distilatul a încetat să mai aibă un aspect lăptos/turbid. Cu toate acestea, ultimul litru, deși nu mai avea un aspect lăptos, a produs totuși o mulțime de cristale, așa că am impresia că am oprit prea devreme distilarea cu abur.
Producția totală combinată a fost de 60 de grame, dintr-un produs care nu se deosebește (în ceea ce privește culoarea, gustul, mirosul, textura și punctul de topire) de un alt mic eșantion de heliotropină cu care l-am comparat.
Presupunând că acest produs este heliotropină/piperonal pur, atunci acest lucru echivalează cu un randament molar global de 40 %
