Inleiding
Er zijn twee briljante methoden voor de synthese van fenylaceton (P2P) via Grignard-reagentia, die ik hieronder beschrijf.
Uitstekende opbrengsten van methylketonen kunnen worden verkregen door de toevoeging van Grignard-reagentia aan een etheroplossing van azijnzuuranhydride bij ongeveer -70 °C. Primaire, secundaire, tertiaire alifatische en aromatische Grignard-reagentia geven 70-79% opbrengst van de overeenkomstige methylketonen, terwijl de allyl- en benzylreagentia respectievelijk 42 en 52% opleveren. Het succes van deze reacties hangt bij lage temperatuur af van de thermische stabiliteit van het complex dat gevormd wordt door de toevoeging van één molecuul Grignardreagens aan één van de carbonylgroepen van azijnzuuranhydride, en van de verminderde oplosbaarheid. Deze factoren hebben beide de neiging om de verdere reactie van het complex met meer Grignard reagens om de tertiaire alcohol te vormen te verminderen. Bij de lage temperatuur is er waarschijnlijk geen splitsing van dit complex om keton te vormen dat verder zou kunnen reageren.
Een andere methode via acetonitril heeft enkele voordelen. Het tussenproduct fenyl-2-propanon imine magnesiumzout kan ook worden bereid uit methylmagnesiumjodide en benzylcyanide. Beide worden gehydrolyseerd tot fenyl-2-propanon met verdund zoutzuur. Het iminezout kan ook rechtstreeks worden gereduceerd tot amfetamine door natriumboorhydride in methanol met een hoge opbrengst. Deze methode zou interessant kunnen zijn voor de productie van P2P uit acetonitril, omdat het de procedure sterk vereenvoudigt doordat uitgebreide extractie van het keton niet nodig is.
Uitstekende opbrengsten van methylketonen kunnen worden verkregen door de toevoeging van Grignard-reagentia aan een etheroplossing van azijnzuuranhydride bij ongeveer -70 °C. Primaire, secundaire, tertiaire alifatische en aromatische Grignard-reagentia geven 70-79% opbrengst van de overeenkomstige methylketonen, terwijl de allyl- en benzylreagentia respectievelijk 42 en 52% opleveren. Het succes van deze reacties hangt bij lage temperatuur af van de thermische stabiliteit van het complex dat gevormd wordt door de toevoeging van één molecuul Grignardreagens aan één van de carbonylgroepen van azijnzuuranhydride, en van de verminderde oplosbaarheid. Deze factoren hebben beide de neiging om de verdere reactie van het complex met meer Grignard reagens om de tertiaire alcohol te vormen te verminderen. Bij de lage temperatuur is er waarschijnlijk geen splitsing van dit complex om keton te vormen dat verder zou kunnen reageren.
Een andere methode via acetonitril heeft enkele voordelen. Het tussenproduct fenyl-2-propanon imine magnesiumzout kan ook worden bereid uit methylmagnesiumjodide en benzylcyanide. Beide worden gehydrolyseerd tot fenyl-2-propanon met verdund zoutzuur. Het iminezout kan ook rechtstreeks worden gereduceerd tot amfetamine door natriumboorhydride in methanol met een hoge opbrengst. Deze methode zou interessant kunnen zijn voor de productie van P2P uit acetonitril, omdat het de procedure sterk vereenvoudigt doordat uitgebreide extractie van het keton niet nodig is.
Procedures vie azijnzuuranhydride
In een driehalskolf van 500 ml, die zich in een Dewar-kolf met droog ijs/aceton bevond, werd een oplossing van azijnzuuranhydride (40 g, 2,55 mol) in diethylether van 100 ml toegevoegd, en de kolf werd uitgerust met een magneetroerder, een thermometer en een toevoertrechter (aangepast zodat de toegevoegde vloeistof extern werd gekoeld door droog ijs/aceton).
Hieraan werd een etherische oplossing van benzylmagnesiumchloride toegevoegd, bereid uit benzylchloride (25,5 g, 0,2 mol) en magnesiumschilfers (4,9 g, 0,2 mol) om benzylmagnesiumbromide (Grignard-reagens) te maken, waarbij na de eerste portie een jodiumkristal werd toegevoegd om de Grignard-reactie op gang te brengen.
Nadat de toevoeging na een uur was beëindigd, liet men het reactiemengsel 2-3 uur roeren bij droogijstemperatuur (-78 °C), verwijderde men het koelbad en bluste men de reactie door voorzichtige toevoeging van verzadigd waterig ammoniumchloride (NH4Cl).
De waterige laag werd gescheiden in de scheitrechter, de organische fase werd gewassen met 10% natriumcarbonaat (NaCO3 aq) oplossing totdat de wasbeurten niet meer zuur waren voor universeel pH-papier, gevolgd door 50 ml pekel. De organische fase werd gedroogd boven MgSO4, gefiltreerd, de ether verdampt op een waterbad en het residu gefractioneerd gedestilleerd tot fenyl-2-propanon (14 g, 52 %), bp 214-215 °C/760 mm Hg (100-101 °C/13 mm Hg).
Apparatuur en glaswerk.
Rondbodemkolf van 500 ml met drie hals;Droogijs-/acetonbad (-78 °C) met Dewar-kolf;
Magneetroerder;
Destillatietoestel;
Retortstandaard en klem om toestel vast te zetten;
Laboratoriumthermometer (-100 °C tot 100 °C) met kolfadapter;
Laboratoriumweegschaal (0..1 - 200 g is geschikt); Laboratoriumweegschaal (0,5 - 0,5 g is geschikt).1 - 200 g is geschikt);
250 ml druppeltrechter;
500 ml scheitrechter;
Universeel pH-papier;
100 ml maatcilinder;
100 ml x2 en 200 ml x2 erlenmeyers met dop;
200 ml x2; 100 ml x2 bekerglazen.
Reagentia.
Azijnzuuranhydride (40 g, 2,55 mol);Diethylether (Et2O) 100 ml;
Benzylchloride (25,5 g, 0,2 mol);
Magnesiumschilfers (4,9 g, 0..2 mol);
Paar jodiumkristallen;
Ammoniumchloride (NH4Cl) 50 g;
Gedestilleerd water 2 L;
Natriumcarbonaat (NaCO3) 50 g;
Natriumchloride (NaCl) 50 g.
Procedures via acetonitril
127 g benzylchloride werd opgelost in 250 ml Et2O, hieraan werd in porties 27 g Mg-draaiingen toegevoegd, waarbij na de eerste portie een jodiumkristal werd toegevoegd om de Grignardreactie op gang te brengen. Er ontstond een dik wit neerslag dat een deel van het Mg verstopte, maar nadat alles was toegevoegd, was er een overschot aan niet-verstopt Mg dat niet wilde reageren. Onderdompeling van de kolf in koud H2O werd waar nodig gebruikt tijdens het toevoegen om overmatig koken van het Et2O te voorkomen. Nadat al het Mg was toegevoegd en er geen reactie meer optrad, werd het reactiemengsel afgekoeld in een bad met ijs en zout. Een oplossing van 62 g acetonitril in 100 ml Et2O werd langzaam toegevoegd onder roeren met een thermometer. De reactietemperatuur steeg tot 30 °C.
Na voltooiing van de toevoeging werd het mengsel zachtjes refluxed, grondig geroerd en vervolgens afgekoeld tot kamertemperatuur. 500 ml 10% HCl werd langzaam toegevoegd onder roeren. [OPMERKING: Hierdoor leek de Et2O-laag een roodachtige tint te krijgen. Ik denk dat de zuiverheid van het eindproduct hoger zou zijn als het reactiemengsel eerst op ijs werd gegoten en daarna werd aangezuurd].
Nadat alle bruisen was gestopt, werd de organische laag gescheiden. NaCl werd toegevoegd aan de waterige laag, die vervolgens werd geëxtraheerd met Et2O [OPMERKING: ik denk dat er veel producten achterbleven in deze waterige laag; het was nog steeds erg oranje, zelfs na het toevoegen van NaCl en het extraheren met Et2O (dat een lichtere kleur oranje was dan de waterige laag!)]. De gecombineerde Et2O lagen werden gewassen met H2O, gedroogd boven MgSO4. Et2O en een kleine hoeveelheid tolueen werden verdampt tot 42 g ruw fenyl-2-propanon als een heldere oranje olie. Vacuümdestillatie van deze olie leverde zuiver fenyl-2-propanon op (bp 91-96 °C bij 11 mm Hg).
Apparatuur en glaswerk.
1000 ml rondbodemkolf met drie hals;Water- en ijs-zoutbad (-10 °C);
Magneetroerder;
Destillatieapparaat;
Retortstandaard en klem om apparaat vast te zetten;
Laboratoriumthermometer (0 °C tot 100 °C) met kolfadapter;
Terugvloeikoeler;
Waterstraalafzuiging;
Druppeltrechter van 500 ml;
Erlenmeyers van 100 ml x2 en 200 ml x2 met dop;
Bekerglazen van 200 ml; 500 ml; 100 ml x2;
Scheitrechter van 1 liter.
Reagentia.
Benzylchloride 127 g;Diethylether (Et2O) 350 ml;
Magnesium (Mg) 27 g;
Acetonitril (CH3CN) 62 g;
HCl 500 ml 10% aq.;
Natriumchloride (NaCl) 50 g;
Watervrij magnesiumsulfaat (MgSO4) 50 g;
Paar jodiumkristallen.
Last edited by a moderator:
