Hej alle sammen, jeg håber, I har en god dag. Lad os sige, at du vil lave en syntese af 2-phenylcyclohexanon i 1 mol-skala, da det er en rimelig mængde at lave ad gangen. Hvis du vil lave mere, skal du investere i et andet sæt glasvarer og bare lave 2 ad gangen, da du har brug for et dean stark aparatus til at fjerne vand. Det første trin er at danne en enamin af cyclohexanon ved hjælp af cyclohexanon, vandfri para-tolusulfonsyre og pyrrolidin.
Først skal du sætte glasvarer op. Først skal du bruge en 500 ml 3-halskolbe med rund bund og en varmekappe, der kan røre. I den ene hals skal du have en gasledning til at skylle reaktionsbeholderen med N2 eller Ar, i den midterste hals skal du placere et dean stark-apparat med en tud til at fjerne vand fra bunden af fælden, og i den tredje hals skal du placere en tragt til at tilsætte dine reagenser og have en gummiseptum ved hånden til at udskifte tragten, når de er blevet tilsat. Fyld dean stark-fælden helt op med toluen, indtil den flyder lidt over i RBF'en. Du skal også bruge et vaccumdestillationssetup med en pumpe til vand og generering af vaccum.
1) Tilsæt 350 ml toluen til 500 ml rbf, og tænd for lav varme. Tilsæt 120 g pyyrolidin, 100 g cyclohexanon og 15 g p-TSA i reaktionsbeholderen, og skift derefter tragten ud med en gummiseptum, og start gasstrømmen ind i reaktionsbeholderen. Efter at argon- eller nitrogenstrømmen er blevet tændt, bringes reaktionen til tilbagesvaling, og man lader den røre rundt. Når reaktionen finder sted, vil vandet blive drevet ud af reaktionen og ind i dean stark-apparaturet, så det betyder, at du skal fjerne vandet fra dean stark, når det genereres, vent til der er genereret et par ml vand, før du fjerner det, da du ikke ønsker at tage noget af toluenen med ud. Lad reaktionen refluksere i 2 timer, før du skifter gasledningen ud med en prop, og lad den derefter refluksere i yderligere 22 timer.
2) Du vil vide, hvornår reaktionen har fundet sted, da reaktionsblandingen vil holde op med at producere vand i dean stark-apparatet, og reaktionsblandingen vil være gået fra at være meget lysegul til at være mørk orange. Sluk for varmen efter 24 timer, og lad det køle ned til stuetemperatur. Prøv at begrænse reaktionsblandingens kontakt med luften, da eneaminet let oxideres af atmosfæriske forhold, og det er derfor, der bruges en gummiseptum, så tag din sprøjte og træk hele reaktionsblandingen ud, og overfør den til en vakuumdestillationsopsætning. Den første fraktion, der koger over, vil være en blanding af toluen og pyyrolodin, men når dette er kommet af, vil din 1-pyrrolidino-1-cyclohexen begynde at komme over sammen med noget af cyclohexanen. Denne cyclohexan vil ikke reagere med noget kemikalie i det næste trin, så indtil videre er det ikke nødvendigt at adskille de to forbindelser. Selv om det er besværligt, anbefaler jeg, at du destillerer, indtil der ikke er mere væske tilbage i den første destillationskolbe, da det giver den højeste gær, som næsten er kvantitativ, hvis alt vand fjernes. Når pyrrolindoen er blevet isoleret og flyttet til en lufttæt kolbe, kan vi gå videre til næste trin.
3) På grund af enamindannelsen med cyclohexan vil molekylet gennemgå en enamin-imin-tautomerisme svarende til en keto-enol-tautomerisme, der gør det muligt for kulstoffet et kulstof til venstre eller højre for carbonyl at blive meget nukleofilt, og derfor kan et elektrofilt angreb finde sted med et molekyle som jodbenzen med jod, der fungerer som elektrofilen. Tilsæt nu al din friskbryggede 1-pyrrolidino-1-cyclohexen til en 1-liters kolbe med hals, 250 ml cyclohexan og 204 gram jodbenzen. Anbring 1L-kolben på en varmekappe og tilføj en tilbagesvalingskondensator med vand, der pumpes igennem, bring denne reaktion i kog og lad den reagere i yderligere 24 timer.
4) Til sidst står du tilbage med et hvidt pulver. Hvis pulveret er blevet dannet, inden der er gået 24 timer, skal du bare slukke for varmen og starte arbejdet op. Stop varmen, og tag refux-kondensatoren af rbf'en, og erstat den med en prop. Når kolben er kølet af, tages proppen af, og der tilsættes ca. 300 ml destilleret vand for at ødelægge eventuel resterende enamin, hvilket vil omdanne det tilbage til cyclohexanon og pyyrolidin. Luk kolben igen, og ryst den kraftigt, så alt pulveret er væk. Tilsæt en opløsning af 10% sulpursyre for at ødelægge eventuelt resterende pyyrolidin. Hæld reaktionsblandingen i en 1L-separationstragt, og vent på, at begge lag adskilles. Både det nederste vandige lag og det øverste organiske lag skal hældes i forskellige bægerglas og gemmes, mens du hælder det vandige lag tilbage i sep-tragten med 250 ml DCM. Igen skal denne blanding rystes godt for at udtrække noget af den sidste 2-phenylcyclohexanon til DCM-laget. Det vandige lag kasseres, mens begge organiske lag kombineres og vaskes med natriumthiosulfat og tørres over magnesiumsulfat. Til sidst inddampes alt det organiske opløsningsmiddel, så der er ca. 140 gram råprodukt tilbage. Udfør en recystalisering med IPA for at få et hvidt pulver med et groft udbytte på 60-70%.
Jeg vil skrive en eksperimentel guide til alkylering ved hjælp af triphenylaluminium, men jeg vil hellere udføre reaktionen, før jeg opretter en replikerbar opskrivning. Hvis nogen har spørgsmål, er jeg mere end glad for at hjælpe.
Først skal du sætte glasvarer op. Først skal du bruge en 500 ml 3-halskolbe med rund bund og en varmekappe, der kan røre. I den ene hals skal du have en gasledning til at skylle reaktionsbeholderen med N2 eller Ar, i den midterste hals skal du placere et dean stark-apparat med en tud til at fjerne vand fra bunden af fælden, og i den tredje hals skal du placere en tragt til at tilsætte dine reagenser og have en gummiseptum ved hånden til at udskifte tragten, når de er blevet tilsat. Fyld dean stark-fælden helt op med toluen, indtil den flyder lidt over i RBF'en. Du skal også bruge et vaccumdestillationssetup med en pumpe til vand og generering af vaccum.
1) Tilsæt 350 ml toluen til 500 ml rbf, og tænd for lav varme. Tilsæt 120 g pyyrolidin, 100 g cyclohexanon og 15 g p-TSA i reaktionsbeholderen, og skift derefter tragten ud med en gummiseptum, og start gasstrømmen ind i reaktionsbeholderen. Efter at argon- eller nitrogenstrømmen er blevet tændt, bringes reaktionen til tilbagesvaling, og man lader den røre rundt. Når reaktionen finder sted, vil vandet blive drevet ud af reaktionen og ind i dean stark-apparaturet, så det betyder, at du skal fjerne vandet fra dean stark, når det genereres, vent til der er genereret et par ml vand, før du fjerner det, da du ikke ønsker at tage noget af toluenen med ud. Lad reaktionen refluksere i 2 timer, før du skifter gasledningen ud med en prop, og lad den derefter refluksere i yderligere 22 timer.
2) Du vil vide, hvornår reaktionen har fundet sted, da reaktionsblandingen vil holde op med at producere vand i dean stark-apparatet, og reaktionsblandingen vil være gået fra at være meget lysegul til at være mørk orange. Sluk for varmen efter 24 timer, og lad det køle ned til stuetemperatur. Prøv at begrænse reaktionsblandingens kontakt med luften, da eneaminet let oxideres af atmosfæriske forhold, og det er derfor, der bruges en gummiseptum, så tag din sprøjte og træk hele reaktionsblandingen ud, og overfør den til en vakuumdestillationsopsætning. Den første fraktion, der koger over, vil være en blanding af toluen og pyyrolodin, men når dette er kommet af, vil din 1-pyrrolidino-1-cyclohexen begynde at komme over sammen med noget af cyclohexanen. Denne cyclohexan vil ikke reagere med noget kemikalie i det næste trin, så indtil videre er det ikke nødvendigt at adskille de to forbindelser. Selv om det er besværligt, anbefaler jeg, at du destillerer, indtil der ikke er mere væske tilbage i den første destillationskolbe, da det giver den højeste gær, som næsten er kvantitativ, hvis alt vand fjernes. Når pyrrolindoen er blevet isoleret og flyttet til en lufttæt kolbe, kan vi gå videre til næste trin.
3) På grund af enamindannelsen med cyclohexan vil molekylet gennemgå en enamin-imin-tautomerisme svarende til en keto-enol-tautomerisme, der gør det muligt for kulstoffet et kulstof til venstre eller højre for carbonyl at blive meget nukleofilt, og derfor kan et elektrofilt angreb finde sted med et molekyle som jodbenzen med jod, der fungerer som elektrofilen. Tilsæt nu al din friskbryggede 1-pyrrolidino-1-cyclohexen til en 1-liters kolbe med hals, 250 ml cyclohexan og 204 gram jodbenzen. Anbring 1L-kolben på en varmekappe og tilføj en tilbagesvalingskondensator med vand, der pumpes igennem, bring denne reaktion i kog og lad den reagere i yderligere 24 timer.
4) Til sidst står du tilbage med et hvidt pulver. Hvis pulveret er blevet dannet, inden der er gået 24 timer, skal du bare slukke for varmen og starte arbejdet op. Stop varmen, og tag refux-kondensatoren af rbf'en, og erstat den med en prop. Når kolben er kølet af, tages proppen af, og der tilsættes ca. 300 ml destilleret vand for at ødelægge eventuel resterende enamin, hvilket vil omdanne det tilbage til cyclohexanon og pyyrolidin. Luk kolben igen, og ryst den kraftigt, så alt pulveret er væk. Tilsæt en opløsning af 10% sulpursyre for at ødelægge eventuelt resterende pyyrolidin. Hæld reaktionsblandingen i en 1L-separationstragt, og vent på, at begge lag adskilles. Både det nederste vandige lag og det øverste organiske lag skal hældes i forskellige bægerglas og gemmes, mens du hælder det vandige lag tilbage i sep-tragten med 250 ml DCM. Igen skal denne blanding rystes godt for at udtrække noget af den sidste 2-phenylcyclohexanon til DCM-laget. Det vandige lag kasseres, mens begge organiske lag kombineres og vaskes med natriumthiosulfat og tørres over magnesiumsulfat. Til sidst inddampes alt det organiske opløsningsmiddel, så der er ca. 140 gram råprodukt tilbage. Udfør en recystalisering med IPA for at få et hvidt pulver med et groft udbytte på 60-70%.
Jeg vil skrive en eksperimentel guide til alkylering ved hjælp af triphenylaluminium, men jeg vil hellere udføre reaktionen, før jeg opretter en replikerbar opskrivning. Hvis nogen har spørgsmål, er jeg mere end glad for at hjælpe.
