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Escribí una descripción detallada de la preparación de nitrostireno sustituido para aquellos que están interesados en feniletilaminas de tipo 2C y tienen algunos problemas con este paso(@Rabidreject) o quieren aumentar el rendimiento y la pureza de este precursor.
** Esto es ~1,1 molar equivalente (~10% de exceso) de GAA en relación con la Etilendiamina, ya que necesitamos 2 moles por cada mol de amina para obtener la sal de diacetato in situ. Un poco de exceso es necesario para garantizar una neutralización completa de modo que no quede amina libre en la mezcla de reacción, ya que induciría la formación de subproductos.
- NM (1,137 g/ml) => 4,4g / 1,137 = 3,87ml; 11g / 1,137 = 9,67ml
- EDA (0,9 g/ml) => 1,4g / 0,9 = 1,56ml
- GAA (1,05 g/ml) => 3,2g / 1,05 = 3,05ml
2) Como ya habrás notado aquí se da un amplio rango de proporciones de nitrometano y aldehído, esto se hace intencionadamente para demostrar la fiabilidad de esta reacción, ya que se han conseguido excelentes rendimientos con tan solo 1.2 equivalente (20% de exceso molar) de NM y se mantiene estable dentro de todo ese rango, así que si tienes NM puro y seco y te es difícil conseguirlo, no tomes grandes excesos, esta reacción catalizada por EDDA te ahorrará mucho dinero y tiempo.
3) Si se obtienen grandes rendimientos con la calidad actual de los precursores, en las siguientes ejecuciones se puede reducir la carga de catalizador hasta 2 veces o incluso más, hasta que no afecte a los rendimientos, por ejemplo tomar 0,3/0,675 eq. o 0,2/0,45 eq. de EDA y GAA respectivamente.
4) En el caso del metanol como disolvente, la velocidad de reacción aumenta considerablemente, 5-10 minutos a 60°C es suficiente. Esto también puede atribuirse a la mayor concentración de reactivos, ya que el aldehído tiene mayor solubilidad en MeOH. Cuando se obtiene el color rojo oscuro, todo el aldehído se ha consumido en su mayor parte. Mantenerlo más tiempo a esa temperatura después de que todo el aldehído haya reaccionado disminuirá el rendimiento. No utilice más disolvente del necesario. Pero el condensador de reflujo con agua fluyendo en este caso es imprescindible.
Añadir 1,4 g (1,6 ml) de EDA fumante seco, luego lentamente 3,2 g (3,1 ml) de GAA (fumante), cuando todo se vuelva homogéneo añadir 4,4 g (3,9 ml) de NM y preferiblemente acoplar condensador de reflujo (podría ser sin flujo de agua) y agitar magnéticamente o agitar de vez en cuando a mano con calentamiento suave en baño de agua o placa caliente para que la temperatura interna permanezca cerca de 60°C* hasta 1 h (5-10 min para disolvente MeOH). Enfriar hasta RT, en la mayoría de los casos se producirá la cristalización, si no, intentar rayar las paredes internas con una varilla de vidrio y colocar en el frigorífico durante unas horas o toda la noche. Frenar los cristales en la masa de reacción aún fría con varilla o espátula o agitando/removiendo, filtrar al vacío el producto nitrostireno (2,5-DMNS), lavar con una pequeña cantidad de solución fría 1:1 v/v IPA:Agua (o 1:2 v/v MeOH:Agua) y secar al aire. El rendimiento es de hasta el 95% (12 g, 1,2 p/p). La P.M. tras la recristalización es de 118-120°C.**.
* Para mayor comodidad, puede controlar sólo la temperatura del baño exterior, normalmente debería ser 5-10°C más alta, así que manténgala entre 65-70°C.
** En la mayoría de los casos la recristalización no es necesaria, pero puede hacerse a partir de una cantidad mínima de IPA caliente o solución IPA-Agua.
Si se da tiempo suficiente para el crecimiento de los cristales, se obtendrá un material cristalino fino de color naranja a naranja rojizo, que a veces recuerda a la lana de vidrio, o simplemente como unas largas agujas.
ADVERTENCIA: ¡irrita la piel! Usar guantes, gafas y evitar el polvo de este producto.
@Rabidreject, le deseo los mejores rendimientos y esperando sus comentarios.
trans-2,5-Dimetoxi-beta-nitrostireno (2,5-Dimetoxinitrostireno, 2,5-DMNS, CAS 40276-11-7)
Control de calidad preliminar.
Los mejores rendimientos de hasta el 95% en esta reacción son alcanzables si la pureza de los precursores, especialmente el aldehído y el NM, es suficientemente alta.- La p.m. del 2,5-dimetoxibenzaldehído (2,5-DMBA) debe ser de 50°C o cercana a esa temperatura. Si ha sido fabricado por usted mismo o por otro cocinero y el valor de p.m. está lejos de ese valor o no puede conseguir altos rendimientos, mejor purifíquelo por destilación al alto vacío o mediante aducto de bisulfito, o al menos recristalícelo una vez.
- El nitrometano (NM, MeNO2) debe tener una p.b. de 101°C a 760mmHg. Si no es de la botella original, redestile y recoja la fracción media con un intervalo lo más estrecho posible, preferiblemente dentro de 1°C, por ejemplo 101+-0,5°C, puede desviarse +-2C de los datos de la literatura, dependiendo de la presión atm. en su región.
- La etilendiamina (EDA) debe desprender humo al aire libre, si no se ve humo, entonces está muy contaminada con agua o no es lo que crees que es. Puedes secarla con NaOH/KOH, decantarla y extra secarla con metal sódico o tamices moleculares y luego destilarla o intentar preparar sal de diacetato (EDDA) en éter dietílico seco y frío. Es una sal muy higroscópica. El EDA puro tiene una p.b. de 117°C a 760mm.
- El ácido acético glacial (GAA) también debe estar lo más seco posible, colóquelo en el frigorífico a 2-5°C y espere a que cristalice, si no se produce en 1-2 días = demasiada agua. En ese caso, póngalo en el congelador. Si sólo se solidifica parcialmente, decante el líquido y guarde la masa cristalina, obtendrá GAA relativamente seco. Funciona sólo si el contenido de ácido acético es ya al menos 80%+.
- Los disolventes alcohólicos (metanol, isopropanol) en la mayoría de los casos son lo suficientemente secos para esta reacción directamente de los proveedores comerciales, pero en caso de duda, mejor comprar de otra fuente o destilarlo (sólo para metanol) a través de la columna Vigreux.
Se necesita
- 2,5-DMBA - [MW = 166,17 g/mol] - 1 eq.
- Nitrometano - [MW = 61,04 g/mol] - 1,2-3 eq. (0,44-1,1 p/p; 0,39-0,97 v/p)
- Etilendiamina - [MW = 60,10 g/mol] - 0,4 eq. (0,14 p/p; 0,16 v/p)*.
- GAA (ácido acético) - [MW = 60,05 g/mol] - 0,9 eq. (0,32 p/p; 0,31 v/p)**
- Disolvente - abs. iPrOH(IPA) (x7 v/w) o abs. MeOH(metanol) (x3 v/p)
- 2,5-DMNS (producto) - [MW = 209,2 g/mol].
** Esto es ~1,1 molar equivalente (~10% de exceso) de GAA en relación con la Etilendiamina, ya que necesitamos 2 moles por cada mol de amina para obtener la sal de diacetato in situ. Un poco de exceso es necesario para garantizar una neutralización completa de modo que no quede amina libre en la mezcla de reacción, ya que induciría la formación de subproductos.
Notas.
1) Las proporciones se dan por peso (p/p = peso a peso) en relación con el aldehído, excepto para el disolvente, así que por ejemplo si empiezas con 10g de 2,5-DMBA, entonces necesitas 4,4-11g de NM, 1,4g de EDA, 3,2g de GAA y 70ml de IPA o 30ml de MeOH. Si quieres medir NM, EDA y GAA por volúmenes, que es una técnica menos precisa pero más rápida con pipeta/jeringa, entonces divide sus valores de peso por sus densidades relativas para compuestos puros a 20°C:- NM (1,137 g/ml) => 4,4g / 1,137 = 3,87ml; 11g / 1,137 = 9,67ml
- EDA (0,9 g/ml) => 1,4g / 0,9 = 1,56ml
- GAA (1,05 g/ml) => 3,2g / 1,05 = 3,05ml
2) Como ya habrás notado aquí se da un amplio rango de proporciones de nitrometano y aldehído, esto se hace intencionadamente para demostrar la fiabilidad de esta reacción, ya que se han conseguido excelentes rendimientos con tan solo 1.2 equivalente (20% de exceso molar) de NM y se mantiene estable dentro de todo ese rango, así que si tienes NM puro y seco y te es difícil conseguirlo, no tomes grandes excesos, esta reacción catalizada por EDDA te ahorrará mucho dinero y tiempo.
3) Si se obtienen grandes rendimientos con la calidad actual de los precursores, en las siguientes ejecuciones se puede reducir la carga de catalizador hasta 2 veces o incluso más, hasta que no afecte a los rendimientos, por ejemplo tomar 0,3/0,675 eq. o 0,2/0,45 eq. de EDA y GAA respectivamente.
4) En el caso del metanol como disolvente, la velocidad de reacción aumenta considerablemente, 5-10 minutos a 60°C es suficiente. Esto también puede atribuirse a la mayor concentración de reactivos, ya que el aldehído tiene mayor solubilidad en MeOH. Cuando se obtiene el color rojo oscuro, todo el aldehído se ha consumido en su mayor parte. Mantenerlo más tiempo a esa temperatura después de que todo el aldehído haya reaccionado disminuirá el rendimiento. No utilice más disolvente del necesario. Pero el condensador de reflujo con agua fluyendo en este caso es imprescindible.
Procedimiento para 10 g de aldehído.
En un matraz de 250 ml disuelva 10 g de 2,5-DMBA en 70 ml de abs. IPA (o 30 ml de abs. MeOH en un matraz de 100-250 ml) calentando y agitando/agitando un poco.Añadir 1,4 g (1,6 ml) de EDA fumante seco, luego lentamente 3,2 g (3,1 ml) de GAA (fumante), cuando todo se vuelva homogéneo añadir 4,4 g (3,9 ml) de NM y preferiblemente acoplar condensador de reflujo (podría ser sin flujo de agua) y agitar magnéticamente o agitar de vez en cuando a mano con calentamiento suave en baño de agua o placa caliente para que la temperatura interna permanezca cerca de 60°C* hasta 1 h (5-10 min para disolvente MeOH). Enfriar hasta RT, en la mayoría de los casos se producirá la cristalización, si no, intentar rayar las paredes internas con una varilla de vidrio y colocar en el frigorífico durante unas horas o toda la noche. Frenar los cristales en la masa de reacción aún fría con varilla o espátula o agitando/removiendo, filtrar al vacío el producto nitrostireno (2,5-DMNS), lavar con una pequeña cantidad de solución fría 1:1 v/v IPA:Agua (o 1:2 v/v MeOH:Agua) y secar al aire. El rendimiento es de hasta el 95% (12 g, 1,2 p/p). La P.M. tras la recristalización es de 118-120°C.**.
* Para mayor comodidad, puede controlar sólo la temperatura del baño exterior, normalmente debería ser 5-10°C más alta, así que manténgala entre 65-70°C.
** En la mayoría de los casos la recristalización no es necesaria, pero puede hacerse a partir de una cantidad mínima de IPA caliente o solución IPA-Agua.
Si se da tiempo suficiente para el crecimiento de los cristales, se obtendrá un material cristalino fino de color naranja a naranja rojizo, que a veces recuerda a la lana de vidrio, o simplemente como unas largas agujas.
ADVERTENCIA: ¡irrita la piel! Usar guantes, gafas y evitar el polvo de este producto.
@Rabidreject, le deseo los mejores rendimientos y esperando sus comentarios.