Γεια σε όλους, ελπίζω να έχετε μια καλή μέρα. Ας υποθέσουμε ότι θέλετε να κάνετε μια σύνθεση σε κλίμακα 1 mol της 2-φαινυλοκυκλοεξανόνης, καθώς αυτή είναι μια λογική ποσότητα που μπορείτε να κάνετε κάθε φορά. Αν θέλετε να κάνετε περισσότερα τότε επενδύστε σε ένα 2ο σετ γυάλινων σκευών και κάντε μόνο 2 τη φορά καθώς θα χρειαστείτε μια συσκευή Dean Stark για την απομάκρυνση του νερού. Το πρώτο βήμα θα είναι ο σχηματισμός μιας εναμίνης της κυκλοεξανόνης χρησιμοποιώντας κυκλοεξανόνη, άνυδρο παρα-τολοσουλφονικό οξύ και πυρρολιδίνη.
Πρώτα θα πρέπει να ρυθμίσετε τα γυάλινα σκεύη. Πρώτον, θα χρειαστείτε μια φιάλη στρογγυλού πυθμένα 3 λαιμών των 500ml και ένα θερμαντικό μανδύα που μπορεί να αναδεύει. Στον ένα λαιμό, να έχετε μια γραμμή αερίου για την έκπλυση του δοχείου αντίδρασης με N2 ή Ar, στον μεσαίο λαιμό τοποθετήστε μια συσκευή Dean Stark με στόμιο για την απομάκρυνση του νερού από τον πυθμένα της παγίδας, και στον τρίτο λαιμό τοποθετήστε ένα χωνί για να προσθέσετε τα αντιδραστήρια σας και να έχετε πρόχειρο ένα ελαστικό διάφραγμα για να αντικαταστήσετε το χωνί μόλις προστεθούν. Γεμίστε πλήρως την παγίδα Dean Stark με τολουόλιο έως ότου υπερχειλίσει ελαφρώς στο RBF. Θα χρειαστείτε επίσης μια διάταξη απόσταξης με εμβολισμό, συμπεριλαμβανομένης μιας αντλίας για το νερό και τη δημιουργία του εμβολισμού.
1) Προσθέστε 350 ml τολουολίου στο rbf των 500 ml και ενεργοποιήστε τη χαμηλή θέρμανση. Προσθέστε 120 γραμμάρια πυρρολιδίνης, 100 γραμμάρια κυκλοεξανόνης και 15 γραμμάρια p-TSA στο δοχείο αντίδρασης και μετά από αυτό, ανταλλάξτε το χωνί με ένα ελαστικό διάφραγμα και ξεκινήστε τη ροή αερίου στο δοχείο αντίδρασης. Αφού ενεργοποιηθεί η ροή αργού ή αζώτου, η αντίδραση οδηγείται σε επαναρροή και αφήνεται να αναδεύεται. Καθώς λαμβάνει χώρα η αντίδραση, το νερό θα οδηγηθεί έξω από την αντίδραση και μέσα στην συσκευή dean stark, οπότε αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει να αφαιρέσετε το νερό από το dean stark καθώς δημιουργείται, περιμένετε μέχρι να δημιουργηθούν μερικά ml νερού πριν το αφαιρέσετε, καθώς δεν θέλετε να πάρετε μαζί του και το τολουόλιο. Αφήστε αυτή την αντίδραση να επαναρροφήσει για 2 ώρες πριν αντικαταστήσετε τη γραμμή αερίου με ένα πώμα και στη συνέχεια αφήνετε να επαναρροφήσει για άλλες 22 ώρες.
2) Θα ξέρετε πότε έχει πραγματοποιηθεί η αντίδραση καθώς το μίγμα αντίδρασης θα σταματήσει να παράγει νερό στην συσκευή Dean Stark καθώς και το μίγμα αντίδρασης θα έχει γίνει από πολύ ανοιχτό κίτρινο σε σκούρο πορτοκαλί. Μετά το πέρας των 24 ωρών, απενεργοποιήστε τη θέρμανση και αφήστε το να κρυώσει σε θερμοκρασία δωματίου. Προσπαθήστε να περιορίσετε την επαφή του μείγματος αντίδρασης με τον αέρα, καθώς η ενεαμίνη θα οξειδωθεί εύκολα από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες, γι' αυτό χρησιμοποιείται το ελαστικό διάφραγμα, οπότε πάρτε τη σύριγγα σας και τραβήξτε όλο το μείγμα αντίδρασης και μεταφέρετε το σε μια διάταξη απόσταξης υπό κενό αέρος. Το πρώτο κλάσμα που θα βράσει θα είναι ένα μείγμα τολουολίου και πυρολοδίνης, ωστόσο, αφού αυτό απομακρυνθεί, το 1-πυρρολιδινο-1-κυκλοεξένιο σας θα αρχίσει να μεταφέρεται μαζί με κάποιο από το κυκλοεξάνιο. Αυτό το κυκλοεξάνιο δεν θα αντιδράσει με καμία χημική ουσία στο επόμενο βήμα, οπότε προς το παρόν, ο διαχωρισμός των 2 ενώσεων δεν είναι απαραίτητος. Αν και είναι επίπονο, συνιστώ να αποστάξετε μέχρι να μην απομείνει καθόλου υγρό στην πρώτη φιάλη απόσταξης, καθώς αυτό θα δώσει τις υψηλότερες ζύμες, καθώς είναι σχεδόν ποσοτική αν αφαιρεθεί όλο το νερό. Μόλις απομονωθεί το πυρρολίντο και μεταφερθεί σε αεροστεγή φιάλη, μπορούμε να προχωρήσουμε στο επόμενο βήμα.
3) Λόγω του σχηματισμού της ενναμίνης με το κυκλοεξάνιο, το μόριο θα υποστεί ταυτομερισμό ενναμίνης-ιμίνης παρόμοιο με ταυτομερισμό κετοενόλης που επιτρέπει στον άνθρακα ένα άνθρακα αριστερά ή δεξιά του καρβονυλίου να γίνει πολύ πυρηνόφιλος, επομένως μπορεί να λάβει χώρα μια ηλεκτρόφιλη επίθεση με ένα μόριο όπως το ιωδοβενζόλιο με το ιώδιο να δρα ως ηλεκτρόφιλο. Τώρα, προσθέστε όλο το φρεσκοφτιαγμένο σας 1-πυρρολιδινο-1-κυκλοεξένιο σε μια φιάλη 1 λαιμού 1L με 250ml κυκλοεξάνιο και 204 γραμμάρια ιωδοβενζόλιο. Τοποθετήστε τη φιάλη 1L rbf πάνω σε ένα μανδύα θέρμανσης και προσθέστε έναν συμπυκνωτή παλινδρόμησης με άντληση νερού, φέρτε την αντίδραση αυτή σε βρασμό και αφήστε την να αντιδράσει για άλλες 24 ώρες.
4) Τελικά, θα μείνει μια λευκή σκόνη, εάν η σκόνη έχει δημιουργηθεί πριν περάσουν οι 24 ώρες, τότε απλά απενεργοποιήστε τη θέρμανση και ξεκινήστε την εργασία από την αρχή. Σταματήστε τη θέρμανση και αφαιρέστε τον συμπυκνωτή refux από το rbf, ώστε να τον αντικαταστήσετε με ένα πώμα. Μόλις η φιάλη κρυώσει, αφαιρέστε το πώμα και προσθέστε περίπου 300ml απεσταγμένου νερού για να καταστρέψετε οποιαδήποτε εναπομείνασα εναμίνη, αυτό θα την μετατρέψει πίσω στην κυκλοεξανόνη και την πυρρολιδίνη της. Επαναλάβετε τη φιάλη και ανακινήστε την έντονα, θέλετε να εξαφανιστεί όλη η σκόνη. Προσθέστε ένα διάλυμα 10% σουλπουρικού οξέος για να καταστρέψετε τυχόν εναπομείνασα πυρρολιδίνη. Αδειάστε το μείγμα της αντίδρασης σε διαχωριστικό χωνί 1L και περιμένετε να διαχωριστούν τα δύο στρώματα. Τόσο το κάτω υδατικό στρώμα όσο και το πάνω οργανικό στρώμα θα πρέπει να χυθούν σε διαφορετικά ποτήρια ζέσεως και να φυλαχθούν ενώ ξαναχύνετε το υδατικό στο διαχωριστικό χωνί με 250ml DCM. Για άλλη μια φορά, το μείγμα αυτό πρέπει να ανακινείται καλά για να εκχυλιστεί η τελική 2-φαινυλοκυκλοεξανόνη στο στρώμα DCM. Το υδατικό στρώμα απορρίπτεται, ενώ τα δύο οργανικά στρώματα συνδυάζονται και πλένονται με θειοθειικό νάτριο και ξηραίνονται πάνω σε θειικό μαγνήσιο. Τέλος, εξατμίζεται όλος ο οργανικός διαλύτης για να παραμείνουν περίπου 140 γραμμάρια ακατέργαστου προϊόντος. Πραγματοποιήστε ανακρυστάλλωση με χρήση IPA για να λάβετε μια λευκή σκόνη με πρόχειρη απόδοση 60-70%.
Θα γράψω έναν πειραματικό οδηγό για την αλκυλίωση με χρήση τριφαινυλαλουμινίου, ωστόσο προτιμώ να εκτελέσω την αντίδραση πριν δημιουργήσω ένα επαναλήψιμο κείμενο. Αν κάποιος έχει ερωτήσεις, θα χαρώ πολύ να βοηθήσω.
Πρώτα θα πρέπει να ρυθμίσετε τα γυάλινα σκεύη. Πρώτον, θα χρειαστείτε μια φιάλη στρογγυλού πυθμένα 3 λαιμών των 500ml και ένα θερμαντικό μανδύα που μπορεί να αναδεύει. Στον ένα λαιμό, να έχετε μια γραμμή αερίου για την έκπλυση του δοχείου αντίδρασης με N2 ή Ar, στον μεσαίο λαιμό τοποθετήστε μια συσκευή Dean Stark με στόμιο για την απομάκρυνση του νερού από τον πυθμένα της παγίδας, και στον τρίτο λαιμό τοποθετήστε ένα χωνί για να προσθέσετε τα αντιδραστήρια σας και να έχετε πρόχειρο ένα ελαστικό διάφραγμα για να αντικαταστήσετε το χωνί μόλις προστεθούν. Γεμίστε πλήρως την παγίδα Dean Stark με τολουόλιο έως ότου υπερχειλίσει ελαφρώς στο RBF. Θα χρειαστείτε επίσης μια διάταξη απόσταξης με εμβολισμό, συμπεριλαμβανομένης μιας αντλίας για το νερό και τη δημιουργία του εμβολισμού.
1) Προσθέστε 350 ml τολουολίου στο rbf των 500 ml και ενεργοποιήστε τη χαμηλή θέρμανση. Προσθέστε 120 γραμμάρια πυρρολιδίνης, 100 γραμμάρια κυκλοεξανόνης και 15 γραμμάρια p-TSA στο δοχείο αντίδρασης και μετά από αυτό, ανταλλάξτε το χωνί με ένα ελαστικό διάφραγμα και ξεκινήστε τη ροή αερίου στο δοχείο αντίδρασης. Αφού ενεργοποιηθεί η ροή αργού ή αζώτου, η αντίδραση οδηγείται σε επαναρροή και αφήνεται να αναδεύεται. Καθώς λαμβάνει χώρα η αντίδραση, το νερό θα οδηγηθεί έξω από την αντίδραση και μέσα στην συσκευή dean stark, οπότε αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει να αφαιρέσετε το νερό από το dean stark καθώς δημιουργείται, περιμένετε μέχρι να δημιουργηθούν μερικά ml νερού πριν το αφαιρέσετε, καθώς δεν θέλετε να πάρετε μαζί του και το τολουόλιο. Αφήστε αυτή την αντίδραση να επαναρροφήσει για 2 ώρες πριν αντικαταστήσετε τη γραμμή αερίου με ένα πώμα και στη συνέχεια αφήνετε να επαναρροφήσει για άλλες 22 ώρες.
2) Θα ξέρετε πότε έχει πραγματοποιηθεί η αντίδραση καθώς το μίγμα αντίδρασης θα σταματήσει να παράγει νερό στην συσκευή Dean Stark καθώς και το μίγμα αντίδρασης θα έχει γίνει από πολύ ανοιχτό κίτρινο σε σκούρο πορτοκαλί. Μετά το πέρας των 24 ωρών, απενεργοποιήστε τη θέρμανση και αφήστε το να κρυώσει σε θερμοκρασία δωματίου. Προσπαθήστε να περιορίσετε την επαφή του μείγματος αντίδρασης με τον αέρα, καθώς η ενεαμίνη θα οξειδωθεί εύκολα από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες, γι' αυτό χρησιμοποιείται το ελαστικό διάφραγμα, οπότε πάρτε τη σύριγγα σας και τραβήξτε όλο το μείγμα αντίδρασης και μεταφέρετε το σε μια διάταξη απόσταξης υπό κενό αέρος. Το πρώτο κλάσμα που θα βράσει θα είναι ένα μείγμα τολουολίου και πυρολοδίνης, ωστόσο, αφού αυτό απομακρυνθεί, το 1-πυρρολιδινο-1-κυκλοεξένιο σας θα αρχίσει να μεταφέρεται μαζί με κάποιο από το κυκλοεξάνιο. Αυτό το κυκλοεξάνιο δεν θα αντιδράσει με καμία χημική ουσία στο επόμενο βήμα, οπότε προς το παρόν, ο διαχωρισμός των 2 ενώσεων δεν είναι απαραίτητος. Αν και είναι επίπονο, συνιστώ να αποστάξετε μέχρι να μην απομείνει καθόλου υγρό στην πρώτη φιάλη απόσταξης, καθώς αυτό θα δώσει τις υψηλότερες ζύμες, καθώς είναι σχεδόν ποσοτική αν αφαιρεθεί όλο το νερό. Μόλις απομονωθεί το πυρρολίντο και μεταφερθεί σε αεροστεγή φιάλη, μπορούμε να προχωρήσουμε στο επόμενο βήμα.
3) Λόγω του σχηματισμού της ενναμίνης με το κυκλοεξάνιο, το μόριο θα υποστεί ταυτομερισμό ενναμίνης-ιμίνης παρόμοιο με ταυτομερισμό κετοενόλης που επιτρέπει στον άνθρακα ένα άνθρακα αριστερά ή δεξιά του καρβονυλίου να γίνει πολύ πυρηνόφιλος, επομένως μπορεί να λάβει χώρα μια ηλεκτρόφιλη επίθεση με ένα μόριο όπως το ιωδοβενζόλιο με το ιώδιο να δρα ως ηλεκτρόφιλο. Τώρα, προσθέστε όλο το φρεσκοφτιαγμένο σας 1-πυρρολιδινο-1-κυκλοεξένιο σε μια φιάλη 1 λαιμού 1L με 250ml κυκλοεξάνιο και 204 γραμμάρια ιωδοβενζόλιο. Τοποθετήστε τη φιάλη 1L rbf πάνω σε ένα μανδύα θέρμανσης και προσθέστε έναν συμπυκνωτή παλινδρόμησης με άντληση νερού, φέρτε την αντίδραση αυτή σε βρασμό και αφήστε την να αντιδράσει για άλλες 24 ώρες.
4) Τελικά, θα μείνει μια λευκή σκόνη, εάν η σκόνη έχει δημιουργηθεί πριν περάσουν οι 24 ώρες, τότε απλά απενεργοποιήστε τη θέρμανση και ξεκινήστε την εργασία από την αρχή. Σταματήστε τη θέρμανση και αφαιρέστε τον συμπυκνωτή refux από το rbf, ώστε να τον αντικαταστήσετε με ένα πώμα. Μόλις η φιάλη κρυώσει, αφαιρέστε το πώμα και προσθέστε περίπου 300ml απεσταγμένου νερού για να καταστρέψετε οποιαδήποτε εναπομείνασα εναμίνη, αυτό θα την μετατρέψει πίσω στην κυκλοεξανόνη και την πυρρολιδίνη της. Επαναλάβετε τη φιάλη και ανακινήστε την έντονα, θέλετε να εξαφανιστεί όλη η σκόνη. Προσθέστε ένα διάλυμα 10% σουλπουρικού οξέος για να καταστρέψετε τυχόν εναπομείνασα πυρρολιδίνη. Αδειάστε το μείγμα της αντίδρασης σε διαχωριστικό χωνί 1L και περιμένετε να διαχωριστούν τα δύο στρώματα. Τόσο το κάτω υδατικό στρώμα όσο και το πάνω οργανικό στρώμα θα πρέπει να χυθούν σε διαφορετικά ποτήρια ζέσεως και να φυλαχθούν ενώ ξαναχύνετε το υδατικό στο διαχωριστικό χωνί με 250ml DCM. Για άλλη μια φορά, το μείγμα αυτό πρέπει να ανακινείται καλά για να εκχυλιστεί η τελική 2-φαινυλοκυκλοεξανόνη στο στρώμα DCM. Το υδατικό στρώμα απορρίπτεται, ενώ τα δύο οργανικά στρώματα συνδυάζονται και πλένονται με θειοθειικό νάτριο και ξηραίνονται πάνω σε θειικό μαγνήσιο. Τέλος, εξατμίζεται όλος ο οργανικός διαλύτης για να παραμείνουν περίπου 140 γραμμάρια ακατέργαστου προϊόντος. Πραγματοποιήστε ανακρυστάλλωση με χρήση IPA για να λάβετε μια λευκή σκόνη με πρόχειρη απόδοση 60-70%.
Θα γράψω έναν πειραματικό οδηγό για την αλκυλίωση με χρήση τριφαινυλαλουμινίου, ωστόσο προτιμώ να εκτελέσω την αντίδραση πριν δημιουργήσω ένα επαναλήψιμο κείμενο. Αν κάποιος έχει ερωτήσεις, θα χαρώ πολύ να βοηθήσω.
