Introduction
Il existe deux méthodes brillantes de synthèse de la phénylacétone (P2P) via les réactifs de Grignard, que je décris ci-dessous.
D'excellents rendements de méthylcétones peuvent être obtenus par l'addition de réactifs de Grignard à une solution d'éther d'anhydride acétique à environ -70 °C. Les réactifs de Grignard primaires, secondaires, tertiaires aliphatiques et aromatiques donnent des rendements de 70 à 79 % des méthylcétones correspondantes, tandis que les réactifs allyliques et benzyliques donnent respectivement 42 et 52 %. Le succès de ces réactions dépend, à basse température, de la stabilité thermique du complexe formé par l'addition d'une molécule de réactif de Grignard à l'un des groupes carbonyles de l'anhydride acétique, et de la diminution de sa solubilité. Ces facteurs tendent tous deux à réduire la réaction ultérieure du complexe avec davantage de réactif de Grignard pour former l'alcool tertiaire. A basse température, il n'y a probablement pas de clivage de ce complexe pour former une cétone qui pourrait réagir ultérieurement.
Une autre méthode utilisant l'acétonitrile présente certains avantages. Le sel de magnésium intermédiaire de l'imine de phényl-2-propanone peut également être préparé à partir de l'iodure de méthylmagnésium et du cyanure de benzyle. Tous deux sont hydrolysés en phényl-2-propanone avec de l'acide chlorhydrique dilué. Le sel d'imine peut également être réduit directement en amphétamine par le borohydrure de sodium dans le méthanol avec un rendement élevé. Cette méthode pourrait être intéressante pour produire du P2P à partir d'acétonitrile, car elle simplifie grandement la procédure en éliminant tout besoin d'extraction poussée de la cétone.
D'excellents rendements de méthylcétones peuvent être obtenus par l'addition de réactifs de Grignard à une solution d'éther d'anhydride acétique à environ -70 °C. Les réactifs de Grignard primaires, secondaires, tertiaires aliphatiques et aromatiques donnent des rendements de 70 à 79 % des méthylcétones correspondantes, tandis que les réactifs allyliques et benzyliques donnent respectivement 42 et 52 %. Le succès de ces réactions dépend, à basse température, de la stabilité thermique du complexe formé par l'addition d'une molécule de réactif de Grignard à l'un des groupes carbonyles de l'anhydride acétique, et de la diminution de sa solubilité. Ces facteurs tendent tous deux à réduire la réaction ultérieure du complexe avec davantage de réactif de Grignard pour former l'alcool tertiaire. A basse température, il n'y a probablement pas de clivage de ce complexe pour former une cétone qui pourrait réagir ultérieurement.
Une autre méthode utilisant l'acétonitrile présente certains avantages. Le sel de magnésium intermédiaire de l'imine de phényl-2-propanone peut également être préparé à partir de l'iodure de méthylmagnésium et du cyanure de benzyle. Tous deux sont hydrolysés en phényl-2-propanone avec de l'acide chlorhydrique dilué. Le sel d'imine peut également être réduit directement en amphétamine par le borohydrure de sodium dans le méthanol avec un rendement élevé. Cette méthode pourrait être intéressante pour produire du P2P à partir d'acétonitrile, car elle simplifie grandement la procédure en éliminant tout besoin d'extraction poussée de la cétone.
Procédures à partir de l'anhydride acétique
Dansun ballon à trois cols de 500 ml, placé dans une barbotine de glace sèche/acétone dans un ballon Dewar, on a ajouté une solution d'anhydride acétique (40 g, 2,55 mol) dans 100 ml d'éther diéthylique, et le ballon a été équipé d'un agitateur magnétique, d'un thermomètre et d'un entonnoir d'addition (modifié de manière à ce que le liquide ajouté soit refroidi à l'extérieur par de la glace sèche/acétone).
On y ajoute une solution éthérée de chlorure de benzylmagnésium, préparée à partir de chlorure de benzyle (25,5 g, 0,2 mol) et de copeaux de magnésium (4,9 g, 0,2 mol) pour obtenir du bromure de benzylmagnésium (réactif de Grignard), un cristal d'iode étant ajouté après la première portion pour initier la réaction de Grignard.
Une fois l'addition terminée après une heure, le mélange réactionnel a été laissé à la température de la glace sèche (-78 °C) pendant 2 à 3 heures, le bain de refroidissement a été retiré et la réaction a été arrêtée par l'ajout prudent de chlorure d'ammonium aqueux saturé (NH4Cl).
La couche aqueuse a été séparée dans l'ampoule à décanter, la phase organique a été lavée avec une solution de carbonate de sodium à 10 % (NaCO3 aq) jusqu'à ce que les lavages ne soient plus acides au papier pH universel, suivi de 50 ml de saumure. Laphase organique a été séchée sur MgSO4, filtrée, l'éther évaporé au bain-marie et le résidu distillé de manière fractionnée pour donner la phényl-2-propanone (14 g, 52 %), bp 214-215 °C/760 mm Hg (100-101 °C/13 mm Hg).
Matériel et verrerie.
Fiole à fond rond de 500 ml à trois cols ;Bain de glace sèche/acétone (-78 °C) avec fiole Dewar ;
Agitateur magnétique;
Appareil de distillation;
Support de cornue et pince pour fixer l'appareil;
Thermomètre de laboratoire (-100 °C à 100 °C) avec adaptateur pour fiole ;
Balance de laboratoire (0.1 - 200 g) ;
Entonnoir de 250 ml ;
Entonnoir de séparation de 500 ml ;
Papier pH universel ;
Eprouvette graduée de 100 ml ;
Fioles Erlenmeyer de 100 ml x2 et 200 ml x2 avec bouchon ;
Fioles Erlenmeyer de 200 ml x2 ; Fioles Erlenmeyer de 100 ml x2.
Réactifs.
Anhydride acétique (40 g, 2,55 mol) ;Éther diéthylique (Et2O) 100 ml ;
Chlorure de benzyle (25,5 g, 0,2 mol) ;
Copeaux de magnésium (4,9 g, 0.2 mol) ;
Couple de cristaux d'iode ;
Chlorure d'ammonium (NH4Cl) 50 g ;
Eau distillée 2 L ;
Carbonate de sodium (NaCO3) 50 g ;
Chlorure de sodium (NaCl) 50 g.
Procédures via l'acétonitrile
127 g de chlorure de benzyle ont été dissous dans 250 ml d'Et2O, auxquels ont été ajoutés 27 g de tournures de Mg par portions, un cristal d'iode étant ajouté après la première portion pour initier la réaction de Grignard. Un précipité blanc épais s'est formé et a obstrué une partie du Mg, mais une fois que tout a été ajouté, il y avait un excès de Mg non obstrué qui ne réagissait pas. L'immersion du ballon dans du H2O froid a été utilisée si nécessaire pendant l'addition pour éviter une ébullition excessive de l'Et2O. Lorsque tout le Mg a été ajouté et qu'il n'y a plus eu de réaction, le mélange réactionnel a été refroidi dans un bain de glace et de sel. Une solution de 62 g d'acétonitrile dans 100 ml d'Et2O a été ajoutée lentement sous agitation à l'aide d'un thermomètre. La température de réaction a augmenté jusqu'à 30 °C.
Une fois l'addition terminée, le mélange a été porté à reflux doucement, agité soigneusement, puis laissé à refroidir à température ambiante. 500 ml de HCl à 10 % ont été ajoutés lentement sous agitation. [NOTE : La couche d'Et2O semble prendre une teinte rougeâtre. Je pense que la pureté du produit final serait plus élevée si le mélange réactionnel était d'abord versé sur de la glace, puis acidifié].
Lorsque l'effervescence a cessé, la couche organique a été séparée. NaCl a été ajouté à la couche aqueuse, qui a ensuite été extraite avec Et2O [NOTE : je pense que beaucoup de produits ont été laissés dans cette couche aqueuse ; elle était encore très orange même après l'ajout de NaCl et l'extraction avec Et2O (qui était d'une nuance d'orange plus claire que la couche aq. !)]. Les couches combinées d'Et2O ont été lavées avec H2O, séchées sur MgSO4. Et2O et une petite quantité de toluène ont été évaporés pour donner 42 g de phényl-2-propanone brute sous forme d'huile orange claire. La distillation sous vide de cette huile a permis d'obtenir de la phényl-2-propanone pure (bp 91-96 °C à 11 mm Hg).
Matériel et verrerie.
Ballon à fond rond de 1000 ml à trois cols ;Bain d'eau et de sel glacé (-10 °C) ;
Agitateur magnétique;
Appareil de distillation;
Support de cornue et pince pour fixer l'appareil;
Thermomètre de laboratoire (0 °C à 100 °C) avec adaptateur pour ballon ;
Condenseur à reflux ;
Aspirateur à jet d'eau ;
Entonnoir à gouttes de 500 ml ;
Fioles Erlenmeyer de 100 ml x2 et 200 ml x2 avec bouchon ;
Béchers de 200 ml ; 500 ml ; 100 ml x2 ;
Entonnoir de séparation de 1 L.
Réactifs.
Chlorure de benzyle 127 g ;Éther diéthylique (Et2O) 350 ml ;
Magnésium (Mg) 27 g ;
Acétonitrile (CH3CN) 62 g ;
HCl 500 ml 10% aq. ;
Chlorure de sodium (NaCl) 50 g ;
Sulfate de magnésium anhydre (MgSO4) 50 g ;
Couple de cristaux d'iode.
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