DCM und DMSO sind dort, wo ich bin, schwer zu bekommen. Gibt es irgendwelche brauchbaren Alternativen für die Durchführung dieser Methode?
Prototokatechualdehyd-Methylenierung. Foto-Essay.
Was folgt, ist eine leichte Abwandlung des häufig zitierten Catechol-Methylenierungsverfahrens, das man überall im Internet kopiert und eingefügt findet. Mit dieser Variante könnte man theoretisch Heliotropin (das in der Parfümerie verwendet wird) herstellen.
Ich konnte keine experimentellen Daten finden, die bestätigen, ob diese Synthese tatsächlich funktioniert oder nicht. Finden wir es also heraus.
Verwendete Chemikalien:
138 g Protokatechualdehyd
120 ml 50%ige wässrige NaOH-Lösung (91 g NaOH, 91 g dH2O)
500 ml Dimethylsulfoxid (DMSO)
120 ml (160 g) Dichlormethan (DCM).
Verwendete Ausrüstung:
1L RBF & Kühler (für die Methylenierung), Rührer Heizplatte mit Ölbad
500 ml RBF (für die Additionsmischung), Rührer Mantel
500-ml-Mischbecher
3L RBF & Heizer für die Wasserdampfdestillation
Geeignetes großes Gefäß zum Auffangen des Destillats (ich habe ein 2-Liter-Becherglas verwendet)
Umgerüsteter Dampfkocher & Aquarienschlauch für die Wasserdampfdestillation (mit kurzem Glasrohr & Kork)
Trichter/Kork/Glasrohr für die Zugabe von Reagenzien (jedoch nicht unbedingt erforderlich)
1-Liter-Scheidetrichter (für Dichlormethan-Extraktionen des Dampfdestillats)
Für diesen Versuch wurde keine inerte Atmosphäre verwendet.
300 ml DMSO werden in den 1-Liter-RBF gegeben, dann werden 120 ml Dichlormethan hinzugefügt. Es wird ein Rückflusskühler mit fließendem Kühlwasser hinzugefügt und das Ölbad auf 125-130 °C erhitzt.
Während das Bad erhitzt wird, wird die Additionsmischung hergestellt. 120 ml 50%ige NaOH, 138 g Protokatechualdehyd und 200 ml DMSO werden in einem 500-ml-Becherglas (mit Rührstab) zusammengebracht, es kommt zu einer gewissen Wärmeentwicklung, und das Gemisch wird einige Minuten lang auf der Heizplatte gerührt, um das Protokatechualdehyd und etwaige NaOH-Reste vollständig aufzulösen. Nach dem Auflösen wird das Gemisch in den 500-ml-RBF-Trichter gegossen (der Trichter wird mit etwas zusätzlichem DMSO ausgespült) und dann zum Erhitzen und Rühren in den 500-ml-Rührmantel überführt. Das Gemisch wurde heiß gehalten, ohne jedoch zu sieden. Für das Additionsgemisch wurde keine Temperaturmessung vorgenommen.
Methylenierungslösung links, Additionsgemisch rechts.
Sobald das DMSO/DCM-Gemisch unter Rückfluss stand (Ölbad bei etwa 125 °C), wurde das Additionsgemisch noch 15 Minuten lang gerührt, bevor mit der Zugabe begonnen wurde.
Der orangefarbene Zugabetrichter wurde mit einem kleinen Glasröhrchen verbunden, was die Zugabe wesentlich einfacher macht als die Zugabe über den Kühler.
Der Tropfen der Zugabeflüssigkeit, der durch die Kapillarkraft in Position gehalten wird, verhindert, dass DCM-Dampf aus dem Trichter austritt - das funktioniert recht gut, und ich kann behaupten, dass dies viel einfacher ist als die Verwendung einer Pipette (Pipetten neigen dazu, bei dieser Temperatur zu schmelzen), die in diesem Maßstab sehr unpraktisch ist.
Die Zugabe begann (unter kräftigem Magnetrühren)
Mit einem Gummihandschuh als Hitzeschutz wurde das heiße 500 ml RBF buchstäblich in den kleinen Zugabetrichter gegossen. Zwischen den Zugaben in den Trichter wurden einige Minuten verstreichen gelassen.
Diese Wartezeit ist notwendig, da das DCM bei der Reaktion stark kocht und den Kühler leicht überhitzen könnte, wenn die Zugaben nicht in kurzen Abständen erfolgen (außerdem ist nach Literaturangaben eine Verdünnung der Reaktanten erforderlich, um die Ausbeute zu verbessern).
Insgesamt wurden etwa 40 Minuten benötigt, um die Zugabe abzuschließen. Die Reaktion wurde (unter kräftigem Rühren und gutem Rückfluss) für weitere 90 Minuten fortgesetzt, bevor man die Hitze abschaltete und das Gemisch abkühlen ließ (unter Rühren).
Nach dem Abkühlen wurde die Mischung in einen größeren Behälter umgefüllt, der für die Wasserdampfdestillation geeignet war. Ich hatte ein 3-Liter-RBF zur Hand und benutzte dieses. Vor der Wasserdampfdestillation wurde etwa ein halber Liter Wasser hinzugefügt.
Das 3-Liter-RBF wurde für die Destillation vorbereitet (unter Verwendung eines Doppelflächenkondensators für eine gute Dampfkondensationsrate) und auf Siedetemperatur gebracht, und nun wird Dampf über ein kleines Glasrohr zugeführt, das fast bis zum Boden des RBFs eingetaucht ist (obwohl es auf dem Foto unten nur teilweise sichtbar ist).
Wasserdampfdestillat, das ziemlich reich an Reaktionsprodukten destilliert:
Etwa 2 Gallonen Wasser wurden durch das Reaktionsgemisch geleitet (mit einem Schnellkochtopf als Dampfquelle) und kondensiert.
Nach dem Abkühlen kristallisiert ein Großteil des Produkts im Wasser aus und lässt sich durch Filtration leicht entfernen. Das mit Heliotropin beladene Wasser wird für eine spätere Lösungsmittelextraktion aufbewahrt. Es enthält noch einige Gramm pro Liter.
Sinterfiltertrichter aus Glas (nach der Filtration einer kleinen Menge des gekühlten Dampfdestillats).
2L Becherglas
Filtern des Produkts
Die Gesamtausbeute an getrockneten Kristallen betrug etwa 34 g.
Das filtrierte Wasser wurde mit etwa 30 ml DCM pro Liter extrahiert.
Die kombinierten DCM-Extrakte wurden zusammengeführt und zur Destillation in ein 500-ml-RBF gegeben (unter Verwendung des großen Doppelflächenkondensators).
Sobald das DCM größtenteils abdestilliert war, wurde der Kühler gegen einen kleinen Liebig-Kühler ausgetauscht und für die Vakuumdestillation eingerichtet.
Ich erwartete mehrere Fraktionen, aber der Destillierkopf stieg (unter vollem Vakuum) schnell auf 140 °C und stieg bis zum Ende der Destillation langsam auf 143 °C an. So konnte ich am Ende nur eine einzige Fraktion auffangen,
Sciencemadness Discussion Board - Prototocatechualdehyd-Methylenierung. Foto-Essay.-Unterstützt von XMB 1.9.11
Prototokatechualdehyd-Methylenierung. Foto-Essay.
Was folgt, ist eine leichte Abwandlung des häufig zitierten Catechol-Methylenierungsverfahrens, das man überall im Internet kopiert und eingefügt findet. Mit dieser Variante könnte man theoretisch Heliotropin (das in der Parfümerie verwendet wird) herstellen.
Ich konnte keine experimentellen Daten finden, die bestätigen, ob diese Synthese tatsächlich funktioniert oder nicht. Finden wir es also heraus.
Verwendete Chemikalien:
138 g Protokatechualdehyd
120 ml 50%ige wässrige NaOH-Lösung (91 g NaOH, 91 g dH2O)
500 ml Dimethylsulfoxid (DMSO)
120 ml (160 g) Dichlormethan (DCM).
Verwendete Ausrüstung:
1L RBF & Kühler (für die Methylenierung), Rührer Heizplatte mit Ölbad
500 ml RBF (für die Additionsmischung), Rührer Mantel
500-ml-Mischbecher
3L RBF & Heizer für die Wasserdampfdestillation
Geeignetes großes Gefäß zum Auffangen des Destillats (ich habe ein 2-Liter-Becherglas verwendet)
Umgerüsteter Dampfkocher & Aquarienschlauch für die Wasserdampfdestillation (mit kurzem Glasrohr & Kork)
Trichter/Kork/Glasrohr für die Zugabe von Reagenzien (jedoch nicht unbedingt erforderlich)
1-Liter-Scheidetrichter (für Dichlormethan-Extraktionen des Dampfdestillats)
Für diesen Versuch wurde keine inerte Atmosphäre verwendet.
300 ml DMSO werden in den 1-Liter-RBF gegeben, dann werden 120 ml Dichlormethan hinzugefügt. Es wird ein Rückflusskühler mit fließendem Kühlwasser hinzugefügt und das Ölbad auf 125-130 °C erhitzt.
Während das Bad erhitzt wird, wird die Additionsmischung hergestellt. 120 ml 50%ige NaOH, 138 g Protokatechualdehyd und 200 ml DMSO werden in einem 500-ml-Becherglas (mit Rührstab) zusammengebracht, es kommt zu einer gewissen Wärmeentwicklung, und das Gemisch wird einige Minuten lang auf der Heizplatte gerührt, um das Protokatechualdehyd und etwaige NaOH-Reste vollständig aufzulösen. Nach dem Auflösen wird das Gemisch in den 500-ml-RBF-Trichter gegossen (der Trichter wird mit etwas zusätzlichem DMSO ausgespült) und dann zum Erhitzen und Rühren in den 500-ml-Rührmantel überführt. Das Gemisch wurde heiß gehalten, ohne jedoch zu sieden. Für das Additionsgemisch wurde keine Temperaturmessung vorgenommen.
Methylenierungslösung links, Additionsgemisch rechts.
Sobald das DMSO/DCM-Gemisch unter Rückfluss stand (Ölbad bei etwa 125 °C), wurde das Additionsgemisch noch 15 Minuten lang gerührt, bevor mit der Zugabe begonnen wurde.
Der orangefarbene Zugabetrichter wurde mit einem kleinen Glasröhrchen verbunden, was die Zugabe wesentlich einfacher macht als die Zugabe über den Kühler.
Der Tropfen der Zugabeflüssigkeit, der durch die Kapillarkraft in Position gehalten wird, verhindert, dass DCM-Dampf aus dem Trichter austritt - das funktioniert recht gut, und ich kann behaupten, dass dies viel einfacher ist als die Verwendung einer Pipette (Pipetten neigen dazu, bei dieser Temperatur zu schmelzen), die in diesem Maßstab sehr unpraktisch ist.
Die Zugabe begann (unter kräftigem Magnetrühren)
Mit einem Gummihandschuh als Hitzeschutz wurde das heiße 500 ml RBF buchstäblich in den kleinen Zugabetrichter gegossen. Zwischen den Zugaben in den Trichter wurden einige Minuten verstreichen gelassen.
Diese Wartezeit ist notwendig, da das DCM bei der Reaktion stark kocht und den Kühler leicht überhitzen könnte, wenn die Zugaben nicht in kurzen Abständen erfolgen (außerdem ist nach Literaturangaben eine Verdünnung der Reaktanten erforderlich, um die Ausbeute zu verbessern).
Insgesamt wurden etwa 40 Minuten benötigt, um die Zugabe abzuschließen. Die Reaktion wurde (unter kräftigem Rühren und gutem Rückfluss) für weitere 90 Minuten fortgesetzt, bevor man die Hitze abschaltete und das Gemisch abkühlen ließ (unter Rühren).
Nach dem Abkühlen wurde die Mischung in einen größeren Behälter umgefüllt, der für die Wasserdampfdestillation geeignet war. Ich hatte ein 3-Liter-RBF zur Hand und benutzte dieses. Vor der Wasserdampfdestillation wurde etwa ein halber Liter Wasser hinzugefügt.
Das 3-Liter-RBF wurde für die Destillation vorbereitet (unter Verwendung eines Doppelflächenkondensators für eine gute Dampfkondensationsrate) und auf Siedetemperatur gebracht, und nun wird Dampf über ein kleines Glasrohr zugeführt, das fast bis zum Boden des RBFs eingetaucht ist (obwohl es auf dem Foto unten nur teilweise sichtbar ist).
Wasserdampfdestillat, das ziemlich reich an Reaktionsprodukten destilliert:
Etwa 2 Gallonen Wasser wurden durch das Reaktionsgemisch geleitet (mit einem Schnellkochtopf als Dampfquelle) und kondensiert.
Nach dem Abkühlen kristallisiert ein Großteil des Produkts im Wasser aus und lässt sich durch Filtration leicht entfernen. Das mit Heliotropin beladene Wasser wird für eine spätere Lösungsmittelextraktion aufbewahrt. Es enthält noch einige Gramm pro Liter.
Sinterfiltertrichter aus Glas (nach der Filtration einer kleinen Menge des gekühlten Dampfdestillats).
2L Becherglas
Filtern des Produkts
Die Gesamtausbeute an getrockneten Kristallen betrug etwa 34 g.
Das filtrierte Wasser wurde mit etwa 30 ml DCM pro Liter extrahiert.
Die kombinierten DCM-Extrakte wurden zusammengeführt und zur Destillation in ein 500-ml-RBF gegeben (unter Verwendung des großen Doppelflächenkondensators).
Sobald das DCM größtenteils abdestilliert war, wurde der Kühler gegen einen kleinen Liebig-Kühler ausgetauscht und für die Vakuumdestillation eingerichtet.
Ich erwartete mehrere Fraktionen, aber der Destillierkopf stieg (unter vollem Vakuum) schnell auf 140 °C und stieg bis zum Ende der Destillation langsam auf 143 °C an. So konnte ich am Ende nur eine einzige Fraktion auffangen,
