Introducción
Existen dos métodos brillantes de síntesis de fenilacetona (P2P ) mediante reactivos de Grignard, que describo a continuación.
Pueden obtenerse excelentes rendimientos de metilcetonas mediante la adición de reactivos de Grignard a una solución de éter de anhídrido acético a unos -70 °C. Los reactivos de Grignard primarios, secundarios, terciarios alifáticos y aromáticos dan rendimientos del 70-79% de las cetonas metílicas correspondientes, mientras que los reactivos alílico y bencílico dan 42 y 52%, respectivamente. El éxito de estas reacciones depende a baja temperatura de la estabilidad térmica del complejo formado por la adición de una molécula de reactivo de Grignard a uno de los grupos carbonilo del anhídrido acético, y de su menor solubilidad. Ambos factores tienden a reducir la reacción posterior del complejo con más reactivo de Grignard para formar el alcohol terciario. A la baja temperatura implicada probablemente no se produzca la escisión de este complejo para formar cetona que podría reaccionar posteriormente.
Otro método mediante acetonitrilo presenta algunas ventajas. La sal intermedia fenil-2-propanona imina magnesio también puede prepararse a partir de yoduro de metilmagnesio y cianuro de bencilo. Ambos se hidrolizan a fenil-2-propanona con ácido clorhídrico diluido. La sal de imina también puede reducirse directamente a anfetamina mediante borohidruro sódico en metanol en alto rendimiento. Este método podría ser interesante para producir P2P a partir de acetonitrilo, ya que simplifica enormemente el procedimiento al eliminar la necesidad de una extracción extensa de la cetona.
Pueden obtenerse excelentes rendimientos de metilcetonas mediante la adición de reactivos de Grignard a una solución de éter de anhídrido acético a unos -70 °C. Los reactivos de Grignard primarios, secundarios, terciarios alifáticos y aromáticos dan rendimientos del 70-79% de las cetonas metílicas correspondientes, mientras que los reactivos alílico y bencílico dan 42 y 52%, respectivamente. El éxito de estas reacciones depende a baja temperatura de la estabilidad térmica del complejo formado por la adición de una molécula de reactivo de Grignard a uno de los grupos carbonilo del anhídrido acético, y de su menor solubilidad. Ambos factores tienden a reducir la reacción posterior del complejo con más reactivo de Grignard para formar el alcohol terciario. A la baja temperatura implicada probablemente no se produzca la escisión de este complejo para formar cetona que podría reaccionar posteriormente.
Otro método mediante acetonitrilo presenta algunas ventajas. La sal intermedia fenil-2-propanona imina magnesio también puede prepararse a partir de yoduro de metilmagnesio y cianuro de bencilo. Ambos se hidrolizan a fenil-2-propanona con ácido clorhídrico diluido. La sal de imina también puede reducirse directamente a anfetamina mediante borohidruro sódico en metanol en alto rendimiento. Este método podría ser interesante para producir P2P a partir de acetonitrilo, ya que simplifica enormemente el procedimiento al eliminar la necesidad de una extracción extensa de la cetona.
Procedimientos vie anhídrido acético
Enun matraz de tres bocas de 500 ml, situado en un granizado de hielo seco/acetona en un matraz Dewar, se añadió una disolución de anhídrido acético (40 g, 2,55 mol) en éter dietílico 100 ml, y el matraz se equipó con un agitador magnético, un termómetro y un embudo de adición (modificado para que el líquido añadido se enfriara externamente con hielo seco/acetona).
A esto se añadió una solución etérea de cloruro de bencilo y magnesio, preparada a partir de cloruro de bencilo (25,5 g, 0,2 mol) y virutas de magnesio (4,9 g, 0,2 mol) para hacer bromuro de bencilo y magnesio (reactivo de Grignard), añadiéndose un cristal de yodo después de la primera porción para iniciar la reacción de Grignard.
Una vez finalizada la adición al cabo de una hora, se dejó agitar la mezcla de reacción a temperatura de hielo seco (-78 °C) durante 2-3 horas, se retiró el baño refrigerante y se apagó la reacción mediante la adición cuidadosa de cloruro amónico acuoso saturado (NH4Cl).
La capa acuosa se separó en el embudo de decantación, la fase orgánica se lavó con solución de carbonato sódico al 10% (NaCO3 aq) hasta que los lavados dejaron de ser ácidos al papel de pH universal, seguido de 50 ml de salmuera. La faseorgánica se secó sobre MgSO4, se filtró, el éter se evaporó en un baño de agua y el residuo se destiló fraccionadamente para producir fenil-2-propanona (14 g, 52 %), pb 214-215 °C/760 mm Hg (100-101 °C/13 mm Hg).
Equipo y cristalería
Matraz de fondo redondo de tres bocas de 500 ml;Baño de hielo seco/acetona (-78 °C) con matraz Dewar;
Agitador magnético;
Aparato de destilación;
Soporte de retorta y abrazadera para fijar el aparato;
Termómetro de laboratorio (de -100 °C a 100 °C) con adaptador de matraz;
Balanza de laboratorio (adecuada de 0.1 - 200 g);
Embudo de goteo de 250 ml;
Embudo de separación de 500 ml;
Papel universal de pH;
Cilindro graduado de 100 ml;
Matraces Erlenmeyer de 100 ml x2 y 200 ml x2 con tapón;
Vasos de precipitados de 200 ml x2; 100 ml x2.
Reactivos.
Anhídrido acético (40 g, 2,55 mol);Éter dietílico (Et2O) 100 ml;
Cloruro de bencilo (25,5 g, 0,2 mol);
Virutas de magnesio (4,9 g, 0.2 mol);
Pareja de cristales de yodo;
Cloruro amónico (NH4Cl) 50 g;
Agua destilada 2 L;
Carbonato sódico (NaCO3) 50 g;
Cloruro sódico (NaCl) 50 g.
Procedimientos mediante acetonitrilo
Se disolvieron 127 g de cloruro de bencilo en 250 ml de Et2O, a lo que se añadieron 27 g de torbellinos de Mg en porciones, añadiéndose un cristal de yodo después de la primera porción para iniciar la reacción de Grignard. Se formó un espeso precipitado blanco que obstruyó parte del Mg, pero una vez añadido todo, quedó un exceso de Mg no obstruido que no reaccionó. Se sumergió el matraz en H2O frío cuando fue necesario durante la adición para evitar una ebullición excesiva del Et2O. Una vez añadido todo el Mg, y sin que se produjera más reacción, la mezcla de reacción se enfrió en un baño de hielo y sal. Se añadió lentamente una solución de 62 g de acetonitrilo en 100 ml de Et2O mientras se agitaba con un termómetro. La temperatura de reacción se elevó a 30 °C.
Una vez completada la adición, la mezcla se dejó refluir suavemente, se agitó a fondo y se dejó enfriar a temperatura ambiente. Se añadieron lentamente 500 ml de HCl al 10% sin dejar de remover. [NOTA: Esto pareció hacer que la capa de Et2O adquiriera un tinte rojizo. Creo que la pureza del producto final sería mayor si la mezcla de reacción se vertiera primero en hielo y luego se acidificara].
Una vez que cesó la efervescencia, se separó la capa orgánica. Se añadió NaCl a la capa acuosa, que luego se extrajo con Et2O [NOTA: creo que quedaron muchos productos en esta capa acuosa; seguía siendo muy naranja incluso después de añadir NaCl y extraer con Et2O (¡que era de un tono naranja más claro que la capa acuosa!)]. Las capas combinadas de Et2O se lavaron con H2O, se secaron sobre MgSO4. Se evaporaron Et2O y una pequeña cantidad de tolueno para dar 42 g de fenil-2-propanona bruta como un aceite naranja claro. La destilación al vacío de este aceite dio fenil-2-propanona pura (pb 91-96 °C a 11 mm Hg).
Equipo y cristalería
Matraz de fondo redondo de tres bocas de 1000 ml;Baño de agua y hielo-sal (-10 °C);
Agitador magnético;
Aparato de destilación;
Soporte de retorta y abrazadera para fijar el aparato;
Termómetro de laboratorio (0 °C a 100 °C) con adaptador de matraz;
Condensador de reflujo;
Aspirador de chorro de agua;
Embudo de goteo de 500 ml;
Matraces Erlenmeyer de 100 ml x2 y 200 ml x2 con tapón;
Vasos de precipitados de 200 ml; 500 ml; 100 ml x2;
Embudo de decantación de 1 L.
Reactivos.
Cloruro de bencilo 127 g;Éter dietílico (Et2O) 350 ml;
Magnesio (Mg) 27 g;
Acetonitrilo (CH3CN) 62 g;
HCl 500 ml 10% acuoso;
Cloruro de sodio (NaCl) 50 g;
Sulfato de magnesio anhidro (MgSO4) 50 g;
Pareja de cristales de yodo.
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