Το DCM και το DMSO είναι δύσκολο να βρεθούν εκεί που βρίσκομαι. υπάρχουν βιώσιμες εναλλακτικές λύσεις για χρήση κατά την εκτέλεση αυτής της μεθόδου:
Μεθυλένωση πρωτοτοκατεχαλδεΰδης. Photo-essay.
Αυτό που ακολουθεί είναι μια μικρή παραλλαγή της διαδικασίας μεθυλενίωσης της κατεχολόλης, στην οποία γίνεται συχνά αναφορά και η οποία βρίσκεται εύκολα αντιγραμμένη και επικολλημένη σε όλο το διαδίκτυο. Αυτή η παραλλαγή θα παρήγαγε θεωρητικά ηλιοτροπίνη (που χρησιμοποιείται στην αρωματοποιία).
Δεν μπόρεσα να βρω πειραματικά δεδομένα για να επιβεβαιώσω αν αυτή η σύνθεση λειτουργεί πραγματικά ή όχι. Ας το μάθουμε λοιπόν.
Χημικές ουσίες που χρησιμοποιήθηκαν:
138g πρωτοκατεχαλδεΰδη
120 ml υδατικό διάλυμα 50% NaOH (91g NaOH, 91g dH2O)
500 ml διμεθυλοσουλφοξείδιο (DMSO)
120ml (160g) διχλωρομεθάνιο (DCM).
Χρησιμοποιούμενος εξοπλισμός:
1L RBF & συμπυκνωτής (για τη μεθυλίωση), αναδευτήρας πλάκα θερμότητας με λουτρό ελαίου
500 ml RBF (για μίγμα προσθήκης), μανδύας αναδευτήρα
Ποτήρι ανάμιξης 500 ml
3L RBF & θερμαντήρας για απόσταξη με ατμό
Κατάλληλο μεγάλο δοχείο για τη συλλογή του αποστάγματος (χρησιμοποίησα ποτήρι ζέσεως 2L)
Μετατροπή ατμομάγειρα & σωλήνας ενυδρείου για απόσταξη με ατμό (με κοντό γυάλινο σωλήνα & φελλό)
Χωνί/φελλός/γυάλινος σωλήνας για την προσθήκη αντιδρώντων (αν και όχι απαραίτητα)
Χωνί διαχωρισμού 1 L (για εκχυλίσεις διχλωρομεθανίου από το απόσταγμα ατμού)
Για το πείραμα αυτό δεν χρησιμοποιήθηκε αδρανής ατμόσφαιρα.
Προστίθενται 300 ml DMSO στο RBF 1L, στη συνέχεια προστίθενται 120 ml διχλωρομεθάνιο. Προστίθεται ψυκτήρας παλινδρόμησης με ροή νερού ψύξης, το λουτρό ελαίου θερμαίνεται στους 125-130 βαθμούς C.
Ενώ το λουτρό θερμαίνεται, παρασκευάζεται το μείγμα προσθήκης. 120 ml 50% NaOH, 138 g πρωτοκατεχαλδεΰδης και 200 ml DMSO συνδυάζονται σε ποτήρι ζέσεως των 500 ml (με ράβδο ανάδευσης), υπάρχει κάποια ανάπτυξη θερμότητας και το μείγμα αναδεύεται στην θερμή πλάκα για λίγα λεπτά ώστε να διαλυθεί πλήρως η πρωτοκατεχαλδεΰδη και τυχόν υπολείμματα NaOH. Μόλις διαλυθεί, το μείγμα χύνεται στο RBF των 500 ml (ξεπλένεται στο χωνί με λίγο επιπλέον DMSO) και στη συνέχεια μεταφέρεται στο μανδύα ανάδευσης των 500 ml για θέρμανση και ανάδευση. Το μείγμα διατηρήθηκε ζεστό αλλά χωρίς να βράσει. Δεν χρησιμοποιήθηκε μέτρηση της θερμοκρασίας για το μείγμα προσθήκης.
Αριστερά το διάλυμα μεθυλίωσης, δεξιά το μείγμα προσθήκης.
Αφού το μείγμα DMSO/DCM αναβλύζει όμορφα (ελαιόλουτρο σε θερμοκρασία 125 βαθμών C), αφέθηκαν άλλα 15 λεπτά για να αναδευτεί το μείγμα προσθήκης πριν αρχίσει η προσθήκη.
Το πορτοκαλί χωνί προσθήκης συνδέθηκε με ένα μικρό γυάλινο σωλήνα, αυτό καθιστά την προσθήκη πολύ πιο εύκολη, πολύ πιο εύκολη από την προσθήκη μέσω του συμπυκνωτή.
Η σταγόνα του υγρού προσθήκης που συγκρατείται στη θέση της με τριχοειδή δύναμη, εμποδίζει την έξοδο των ατμών DCM από το χωνί - αυτό λειτουργεί αρκετά καλά και μπορώ να ισχυριστώ ότι είναι πολύ πιο εύκολο από τη χρήση σταγονόμετρου (οι πιπέτες τείνουν να λιώνουν σε αυτή τη θερμοκρασία), το οποίο είναι πολύ μη πρακτικό σε αυτή την κλίμακα.
Αρχίζει η προσθήκη (με έντονη μαγνητική ανάδευση)
Φορώντας ένα λαστιχένιο γάντι για προστασία από τη θερμότητα, τα καυτά 500 ml RBF χύθηκαν κυριολεκτικά στο μικρό χωνί προσθήκης. Μεταξύ των προσθηκών στο χωνί μεσολαβούσαν λίγα λεπτά.
Αυτός ο χρόνος αναμονής είναι απαραίτητος επειδή η αντίδραση προκαλεί έντονο βρασμό του DCM, που θα μπορούσε εύκολα να κατακλύσει τον συμπυκνωτή εάν οι προσθήκες δεν απέχουν μεταξύ τους (επίσης, σύμφωνα με βιβλιογραφικές πηγές, η αραίωση του αντιδρώντος είναι απαραίτητη για τη βελτίωση των αποδόσεων).
Συνολικά απαιτήθηκαν περίπου 40 λεπτά για την ολοκλήρωση της προσθήκης. Η αντίδραση (με έντονη ανάδευση και καλή παλινδρόμηση) συνεχίστηκε για άλλα 90 λεπτά, πριν σβήσει η θερμότητα και αφεθεί να κρυώσει (με ανάδευση).
Αφού ψύχθηκε, το μείγμα μεταφέρθηκε σε μεγαλύτερο δοχείο κατάλληλο για απόσταξη με ατμό. Είχα στη διάθεσή μου ένα RBF των 3 λίτρων και το χρησιμοποίησα. Πριν από την απόσταξη με ατμό προστέθηκε περίπου μισό λίτρο νερό.
Το 3L RBF έχει ρυθμιστεί για απόσταξη (χρησιμοποιώντας συμπυκνωτή διπλής επιφάνειας για καλό ρυθμό συμπύκνωσης του ατμού), και έχει φθάσει σε θερμοκρασία βρασμού, και τώρα προστίθεται ατμός μέσω ενός μικρού γυάλινου σωλήνα που είναι βυθισμένος σχεδόν μέχρι τον πυθμένα του RBF (αν και είναι μόνο εν μέρει ορατός στην παρακάτω φωτογραφία).
Απόσταγμα ατμού, που αποστάζει αρκετά πλούσιο σε προϊόν αντίδρασης:
(χρησιμοποιώντας μια χύτρα ταχύτητας ως πηγή ατμού) και συμπυκνώθηκε.
Μετά την ψύξη, μεγάλο μέρος του προϊόντος κρυσταλλώνεται στο νερό και απομακρύνεται εύκολα με διήθηση. Το φορτωμένο με ηλιοτροπίνη νερό διατηρείται για εκχύλιση με διαλύτη αργότερα. Περιέχει ακόμη μερικά γραμμάρια ανά λίτρο.
Γυάλινο συμπυκνωμένο χωνί φίλτρου (μετά από διήθηση μικρής ποσότητας ψυχθέντος αποστάγματος ατμού).
Ποτήρι ζέσεως 2L
Φιλτράρισμα του προϊόντος
Η συνολική απόδοση των αποξηραμένων κρυστάλλων ήταν περίπου 34 γραμμάρια.
Το διηθημένο νερό εκχυλίστηκε με περίπου 30 ml DCM ανά λίτρο.
Τα συνδυασμένα εκχυλίσματα DCM συνδυάστηκαν και προστέθηκαν σε ένα RBF των 500 ml για απόσταξη (χρησιμοποιώντας τον μεγάλο συμπυκνωτή διπλής επιφάνειας).
Μόλις αποστάχθηκε το μεγαλύτερο μέρος της DCM, ο συμπυκνωτής αντικαταστάθηκε με ένα μικρό συμπυκνωτή liebig και ρυθμίστηκε για απόσταξη υπό κενό.
Περίμενα πολλαπλά κλάσματα, ωστόσο η κεφαλή του αποστακτήρα (υπό πλήρες κενό) ανέβηκε γρήγορα στους 140 βαθμούς Κελσίου και αυξήθηκε αργά στους 143 βαθμούς Κελσίου μέχρι το τέλος της απόσταξης. Έτσι κατέληξα να συλλέξω μόνο ένα κλάσμα,
Πίνακας συζητήσεων Sciencemadness - Μεθυλίωση πρωτοκατεχόμενης μεθυλενοχαλδεΰδης. Φωτογραφική εργασία.-Υποστηρίζεται από το XMB 1.9.11
Μεθυλένωση πρωτοτοκατεχαλδεΰδης. Photo-essay.
Αυτό που ακολουθεί είναι μια μικρή παραλλαγή της διαδικασίας μεθυλενίωσης της κατεχολόλης, στην οποία γίνεται συχνά αναφορά και η οποία βρίσκεται εύκολα αντιγραμμένη και επικολλημένη σε όλο το διαδίκτυο. Αυτή η παραλλαγή θα παρήγαγε θεωρητικά ηλιοτροπίνη (που χρησιμοποιείται στην αρωματοποιία).
Δεν μπόρεσα να βρω πειραματικά δεδομένα για να επιβεβαιώσω αν αυτή η σύνθεση λειτουργεί πραγματικά ή όχι. Ας το μάθουμε λοιπόν.
Χημικές ουσίες που χρησιμοποιήθηκαν:
138g πρωτοκατεχαλδεΰδη
120 ml υδατικό διάλυμα 50% NaOH (91g NaOH, 91g dH2O)
500 ml διμεθυλοσουλφοξείδιο (DMSO)
120ml (160g) διχλωρομεθάνιο (DCM).
Χρησιμοποιούμενος εξοπλισμός:
1L RBF & συμπυκνωτής (για τη μεθυλίωση), αναδευτήρας πλάκα θερμότητας με λουτρό ελαίου
500 ml RBF (για μίγμα προσθήκης), μανδύας αναδευτήρα
Ποτήρι ανάμιξης 500 ml
3L RBF & θερμαντήρας για απόσταξη με ατμό
Κατάλληλο μεγάλο δοχείο για τη συλλογή του αποστάγματος (χρησιμοποίησα ποτήρι ζέσεως 2L)
Μετατροπή ατμομάγειρα & σωλήνας ενυδρείου για απόσταξη με ατμό (με κοντό γυάλινο σωλήνα & φελλό)
Χωνί/φελλός/γυάλινος σωλήνας για την προσθήκη αντιδρώντων (αν και όχι απαραίτητα)
Χωνί διαχωρισμού 1 L (για εκχυλίσεις διχλωρομεθανίου από το απόσταγμα ατμού)
Για το πείραμα αυτό δεν χρησιμοποιήθηκε αδρανής ατμόσφαιρα.
Προστίθενται 300 ml DMSO στο RBF 1L, στη συνέχεια προστίθενται 120 ml διχλωρομεθάνιο. Προστίθεται ψυκτήρας παλινδρόμησης με ροή νερού ψύξης, το λουτρό ελαίου θερμαίνεται στους 125-130 βαθμούς C.
Ενώ το λουτρό θερμαίνεται, παρασκευάζεται το μείγμα προσθήκης. 120 ml 50% NaOH, 138 g πρωτοκατεχαλδεΰδης και 200 ml DMSO συνδυάζονται σε ποτήρι ζέσεως των 500 ml (με ράβδο ανάδευσης), υπάρχει κάποια ανάπτυξη θερμότητας και το μείγμα αναδεύεται στην θερμή πλάκα για λίγα λεπτά ώστε να διαλυθεί πλήρως η πρωτοκατεχαλδεΰδη και τυχόν υπολείμματα NaOH. Μόλις διαλυθεί, το μείγμα χύνεται στο RBF των 500 ml (ξεπλένεται στο χωνί με λίγο επιπλέον DMSO) και στη συνέχεια μεταφέρεται στο μανδύα ανάδευσης των 500 ml για θέρμανση και ανάδευση. Το μείγμα διατηρήθηκε ζεστό αλλά χωρίς να βράσει. Δεν χρησιμοποιήθηκε μέτρηση της θερμοκρασίας για το μείγμα προσθήκης.
Αριστερά το διάλυμα μεθυλίωσης, δεξιά το μείγμα προσθήκης.
Αφού το μείγμα DMSO/DCM αναβλύζει όμορφα (ελαιόλουτρο σε θερμοκρασία 125 βαθμών C), αφέθηκαν άλλα 15 λεπτά για να αναδευτεί το μείγμα προσθήκης πριν αρχίσει η προσθήκη.
Το πορτοκαλί χωνί προσθήκης συνδέθηκε με ένα μικρό γυάλινο σωλήνα, αυτό καθιστά την προσθήκη πολύ πιο εύκολη, πολύ πιο εύκολη από την προσθήκη μέσω του συμπυκνωτή.
Η σταγόνα του υγρού προσθήκης που συγκρατείται στη θέση της με τριχοειδή δύναμη, εμποδίζει την έξοδο των ατμών DCM από το χωνί - αυτό λειτουργεί αρκετά καλά και μπορώ να ισχυριστώ ότι είναι πολύ πιο εύκολο από τη χρήση σταγονόμετρου (οι πιπέτες τείνουν να λιώνουν σε αυτή τη θερμοκρασία), το οποίο είναι πολύ μη πρακτικό σε αυτή την κλίμακα.
Αρχίζει η προσθήκη (με έντονη μαγνητική ανάδευση)
Φορώντας ένα λαστιχένιο γάντι για προστασία από τη θερμότητα, τα καυτά 500 ml RBF χύθηκαν κυριολεκτικά στο μικρό χωνί προσθήκης. Μεταξύ των προσθηκών στο χωνί μεσολαβούσαν λίγα λεπτά.
Αυτός ο χρόνος αναμονής είναι απαραίτητος επειδή η αντίδραση προκαλεί έντονο βρασμό του DCM, που θα μπορούσε εύκολα να κατακλύσει τον συμπυκνωτή εάν οι προσθήκες δεν απέχουν μεταξύ τους (επίσης, σύμφωνα με βιβλιογραφικές πηγές, η αραίωση του αντιδρώντος είναι απαραίτητη για τη βελτίωση των αποδόσεων).
Συνολικά απαιτήθηκαν περίπου 40 λεπτά για την ολοκλήρωση της προσθήκης. Η αντίδραση (με έντονη ανάδευση και καλή παλινδρόμηση) συνεχίστηκε για άλλα 90 λεπτά, πριν σβήσει η θερμότητα και αφεθεί να κρυώσει (με ανάδευση).
Αφού ψύχθηκε, το μείγμα μεταφέρθηκε σε μεγαλύτερο δοχείο κατάλληλο για απόσταξη με ατμό. Είχα στη διάθεσή μου ένα RBF των 3 λίτρων και το χρησιμοποίησα. Πριν από την απόσταξη με ατμό προστέθηκε περίπου μισό λίτρο νερό.
Το 3L RBF έχει ρυθμιστεί για απόσταξη (χρησιμοποιώντας συμπυκνωτή διπλής επιφάνειας για καλό ρυθμό συμπύκνωσης του ατμού), και έχει φθάσει σε θερμοκρασία βρασμού, και τώρα προστίθεται ατμός μέσω ενός μικρού γυάλινου σωλήνα που είναι βυθισμένος σχεδόν μέχρι τον πυθμένα του RBF (αν και είναι μόνο εν μέρει ορατός στην παρακάτω φωτογραφία).
Απόσταγμα ατμού, που αποστάζει αρκετά πλούσιο σε προϊόν αντίδρασης:
(χρησιμοποιώντας μια χύτρα ταχύτητας ως πηγή ατμού) και συμπυκνώθηκε.
Μετά την ψύξη, μεγάλο μέρος του προϊόντος κρυσταλλώνεται στο νερό και απομακρύνεται εύκολα με διήθηση. Το φορτωμένο με ηλιοτροπίνη νερό διατηρείται για εκχύλιση με διαλύτη αργότερα. Περιέχει ακόμη μερικά γραμμάρια ανά λίτρο.
Γυάλινο συμπυκνωμένο χωνί φίλτρου (μετά από διήθηση μικρής ποσότητας ψυχθέντος αποστάγματος ατμού).
Ποτήρι ζέσεως 2L
Φιλτράρισμα του προϊόντος
Η συνολική απόδοση των αποξηραμένων κρυστάλλων ήταν περίπου 34 γραμμάρια.
Το διηθημένο νερό εκχυλίστηκε με περίπου 30 ml DCM ανά λίτρο.
Τα συνδυασμένα εκχυλίσματα DCM συνδυάστηκαν και προστέθηκαν σε ένα RBF των 500 ml για απόσταξη (χρησιμοποιώντας τον μεγάλο συμπυκνωτή διπλής επιφάνειας).
Μόλις αποστάχθηκε το μεγαλύτερο μέρος της DCM, ο συμπυκνωτής αντικαταστάθηκε με ένα μικρό συμπυκνωτή liebig και ρυθμίστηκε για απόσταξη υπό κενό.
Περίμενα πολλαπλά κλάσματα, ωστόσο η κεφαλή του αποστακτήρα (υπό πλήρες κενό) ανέβηκε γρήγορα στους 140 βαθμούς Κελσίου και αυξήθηκε αργά στους 143 βαθμούς Κελσίου μέχρι το τέλος της απόσταξης. Έτσι κατέληξα να συλλέξω μόνο ένα κλάσμα,
