Brezvodni AlCl3 (9,7 g, 0,0724 mol) smo suspendirali v raztopini 10 g (0,0658 mol) vanilina v 100 ml metilenklorida v aparatu, zaščitenem pred atmosfersko vlago. Med močnim mešanjem in ohlajanjem, da se temperatura ohrani na 30-35 °C, smo počasi dodali 22,9 g (0,290 mol) piridina. Reakcija je bila burna; nastalo bistro svetlo oranžno raztopino reakcijskega kompleksa smo segreli na povratni tok (45 °C) in jo pri tej temperaturi z mešanjem vzdrževali 24 ur. Raztopino, ki je med refluksom le rahlo potemnela, smo ohladili na 25 °C, produkt pa smo med mešanjem in vzdrževanjem temperature na 25-30 °C hidrolizirali z dodajanjem razredčene (15-20 %) HCl, dokler zmes ni postala kisla do kongo rdečega indikatorja. Od obeh faz, ki sta bili takrat prisotni, je spodnja plast metilen klorida vsebovala večino majhne količine nespremenjenega vanilina in v bistvu nobene protokatehuinske kisline, ki je bila raztopljena v vodni fazi. Z izhlapevanjem metilen klorida smo dobili 0,8 g vanilina. Po ekstrakciji vodne faze z etrom, ki ji je sledilo izparevanje etra, je nastalo 7,9 g (87 %) bledo rumenih kristalov protokatehualdehida, ki se topi pri 153-154 °C.
Uporabljene kemikalije:
138 g protokatehualdehida
120 ml 50% vodne raztopine NaOH (91 g NaOH, 91 g dH2O)
500 ml dimetilsulfoksida (DMSO)
120 ml (160 g) diklorometana (DCM).
Uporabljena oprema:
1L RBF in kondenzator (za metilenacijo), mešalna plošča z oljno kopeljo
500 ml RBF (za adicijsko mešanico), mešalni plašč
500 ml čaša za mešanje
3L RBF in grelec za destilacijo s paro
Primerna velika posoda za zbiranje destilata (uporabil sem 2L čašo)
Preoblikovan parni kuhalnik in akvarijske cevi za parno destilacijo (s kratko stekleno cevjo in zamaškom)
lij/korčnik/steklena cev za dodajanje reaktantov (ni nujno)
1 L ločilni lij (za ekstrakcijo diklorometana iz parnega destilata)
Pri tem poskusu ni bila uporabljena inertna atmosfera.
V 1-litrski lijak RBF se doda 300 ml DMSO, nato se doda 120 ml diklorometana. Doda se povratni hladilnik s tekočo hladilno vodo, oljna kopel se segreje na 125-130 stopinj C.
Medtem ko se kopel segreva, se pripravi adicijska mešanica. 120 ml 50 % NaOH, 138 g protokatehualdehida in 200 ml DMSO se združijo v 500 ml čaši (z mešalno palico), pri čemer se sprosti nekaj toplote in zmes se nekaj minut meša na vroči plošči, da se protokatehualdehid in preostali NaOH popolnoma raztopijo. Ko je zmes raztopljena, jo prelijemo v 500-mililitrski RBF (lij splaknemo z malo dodatnega DMSO), nato pa jo prenesemo v 500-mililitrski mešalni plašč za segrevanje in mešanje. Mešanica je bila vroča, vendar ni smela zavreti. Za mešanico z dodatkom ni bilo uporabljeno merjenje temperature.
Z gumijasto rokavico za zaščito pred vročino smo vročo 500 ml RBF dobesedno vlili v majhen dodajalni lijak. Med dodajanjem v lijak je bilo na voljo nekaj minut.
Ta čakalni čas je potreben, ker pri reakciji DCM močno vre, kar bi zlahka preglasilo kondenzator, če dodajanja ne bi bila v razmaku (po podatkih iz literature je za izboljšanje izkoristkov potrebno tudi redčenje reaktantov).
Za dokončanje dodajanja je bilo potrebnih približno 40 minut. Reakcija (ob močnem mešanju in dobrem refluksu) se je nadaljevala še 90 minut, preden se je izklopila toplota in pustila, da se ohladi (ob mešanju).
Ko se je zmes ohladila, smo jo prenesli v večjo posodo, primerno za parno destilacijo. Pri roki sem imel 3-litrsko posodo RBF, zato sem jo uporabil. Pred destilacijo s paro sem dodal približno pol litra vode.
3L RBF je bil pripravljen za destilacijo (z uporabo kondenzatorja z dvojno površino za dobro hitrost kondenzacije pare) in priveden na temperaturo vrelišča, zdaj pa se para dodaja skozi majhno stekleno cevko, ki je potopljena skoraj do dna RBF Parni destilat, ki se destilira nad precej bogatim reakcijskim produktom:
Približno 2 litra vode je bilo dano skozi reakcijsko zmes (z uporabo tlačnega lonca kot vira pare) in kondenzirano.
Ko se ohladi, se v vodi kristalizira velik del produkta, ki se zlahka odstrani s filtriranjem. Vodo s heliotropinom shranimo za kasnejšo ekstrakcijo s topilom. Še vedno vsebuje nekaj gramov na liter.
Skupni donos posušenih kristalov je bil približno 34 gramov.
Filtrirano vodo smo ekstrahirali s približno 30 ml DCM na liter.
Združene ekstrakte DCM smo združili in jih dodali v 500 ml RBF za destilacijo (z velikim kondenzatorjem z dvojno površino).
Ko je bil DCM večinoma destiliran, smo kondenzator zamenjali z majhnim Liebigovim kondenzatorjem in ga pripravili za vakuumsko destilacijo.
Pričakoval sem več frakcij, vendar se je temperatura na glavi destilatorja (v polnem vakuumu) hitro dvignila na 140 stopinj C in do konca destilacije počasi narasla na 143 stopinj. Tako sem na koncu zbral le eno frakcijo,
Z vakuumsko destilacijo sem dobil 26 gramov, kar je veliko več, kot sem pričakoval. V vodi, destilirani s paro, je bilo še vedno nekaj proizvoda, ko sem jo zavrgel (saj je imela še vedno močan vonj po vaniliji/piperonalu). Če bi vedel, da se v njej zadrži toliko proizvoda, bi izvedel vsaj 3 ekstrakcije DCM po 30 ml na liter.
Prav tako sem ustavil parno destilacijo, ko je destilat prenehal biti mlečen/turbulenten. Vendar je zadnji liter, čeprav ni bil mlečen, še vedno vseboval veliko kristalov, zato menim, da sem destilacijo s paro prekinil prezgodaj.
Skupni skupni izplen je bil 60 gramov izdelka, ki se zdi nerazpoznaven (glede barve, okusa, vonja, teksture in tališča) od drugega majhnega vzorca heliotropina, s katerim sem ga primerjal.
Ob predpostavki, da je ta izdelek čisti heliotropin/piperonal, to pomeni, da je skupni molarni izkoristek 40 %.
