Hallo allemaal, ik hoop dat jullie een leuke dag hebben. Laten we zeggen dat je een synthese op schaal van 1 mol van het 2-fenylcyclohexanon wilt doen, omdat dit een redelijke hoeveelheid is om in één keer te doen. Als je meer wilt doen, investeer dan in een 2e set glaswerk en doe er gewoon 2 tegelijk, want je hebt een dean stark apparaat nodig om water te verwijderen. De eerste stap is het vormen van een enamine van cyclohexanon met behulp van cyclohexanon, watervrij para-tolusulfonzuur en pyrrolidine.
Eerst moet je glaswerk klaarzetten. Allereerst heb je een 500 ml rondbodemkolf met 3 halsmaten nodig en een verwarmingsmantel die kan roeren. In de ene hals moet je een gasleiding hebben om het reactievat te spoelen met N2 of Ar, in de middelste hals moet je een decaanstarkapparaat plaatsen met een tuit om water van de bodem van de val te verwijderen en in de derde hals moet je een trechter plaatsen om je reagentia toe te voegen en een rubberen septum bij de hand houden om de trechter te vervangen zodra ze zijn toegevoegd. Vul de dean stark val volledig met tolueen totdat het een beetje overloopt in het RBF. Je hebt ook een vacuümdestillatieopstelling nodig, inclusief een pomp voor het water en het opwekken van het vacuüm.
1) Voeg 350 ml tolueen toe aan de 500 ml rbf en zet de verwarming laag. Voeg 120 g pyyrolidine, 100 g cyclohexanon en 15 g p-TSA toe aan het reactievat en verwissel hierna de trechter voor een rubberen tussenschot en start de gasstroom in het reactievat. Nadat de argon- of stikstofstroom is aangezet, wordt de reactie op reflux gebracht en blijft men roeren. Terwijl de reactie plaatsvindt, zal het water uit de reactie worden gedreven en in het dean stark apparaat terechtkomen. Dit betekent dat je het water uit de dean stark moet verwijderen terwijl het wordt gegenereerd, wacht tot er een paar ml water is gegenereerd voordat je het verwijdert, want je wilt geen tolueen meenemen. Laat deze reactie 2 uur refluxen voordat je de gasleiding verwisselt voor een stop en laat de reactie dan nog 22 uur refluxen.
2) Je weet wanneer de reactie heeft plaatsgevonden als het reactiemengsel geen water meer produceert in het dean stark apparaat en als het reactiemengsel van heel lichtgeel naar donkeroranje is gegaan. Zet na 24 uur de verwarming uit en laat afkoelen tot kamertemperatuur. Probeer het contact van het reactiemengsel met de lucht te beperken, omdat de eneamine gemakkelijk zal oxideren door atmosferische omstandigheden, dit is waarom het rubberen tussenschot wordt gebruikt, dus neem je spuit en zuig al het reactiemengsel op en breng het over in een vacuümdestillatieopstelling. De eerste fractie die overkookt zal een mengsel zijn van tolueen en pyyrolodine, maar nadat dit is afgekookt zal je 1-pyrrolidino-1-cyclohexeen beginnen over te komen met een deel van het cyclohexaan. Dit cyclohexaan zal met geen enkele chemische stof reageren in de volgende stap, dus voorlopig is het scheiden van de 2 verbindingen niet nodig. Hoewel het lastig is, raad ik je aan om te destilleren tot er geen vloeistof meer over is in je eerste destillatiekolf, omdat dit de hoogste rendementen oplevert, bijna kwantitatief als al het water is verwijderd. Zodra de pyrrolindo is geïsoleerd en in een luchtdichte kolf is gedaan, kunnen we verder met de volgende stap.
3) Door de vorming van enamine met cyclohexaan zal de molecule een enamine-imine tautomerisme ondergaan, vergelijkbaar met een keto enol tautomerisme, waardoor de koolstof links of rechts van de carbonyl zeer nucleofiel wordt en er een elektrofiele aanval kan plaatsvinden met een molecule als jodobenzeen met jodium als het elektrofiel. Voeg nu al je vers gebrouwen 1-pyrrolidino-1-cyclohexeen toe aan een 1-l halskolf met 250 ml cyclohexaan en 204 gram joodbenzeen. Plaats de 1L rbf op een verwarmingsmantel en voeg een refluxcondensor toe met water dat erdoorheen pompt, breng deze reactie aan de kook en laat het nog 24 uur reageren.
4) Uiteindelijk zul je een wit poeder overhouden, als het poeder is ontstaan voordat de volle 24 uur voorbij zijn, zet dan gewoon de verwarming uit en begin opnieuw. Stop de verwarming en haal de refux condensor van de rbf, dus vervang hem door een stop. Zodra de erlenmeyer is afgekoeld, haal je de stop eraf en voeg je ongeveer 300 ml gedestilleerd water toe om eventueel achtergebleven enamine te vernietigen, zodat het weer wordt omgezet in cyclohexanon en pyyrolidine. Sluit de erlenmeyer weer en schud krachtig, je wilt dat al het poeder verdwenen is. Voeg een oplossing van 10% zwavelzuur toe om eventueel achtergebleven pyyrolidine te vernietigen. Giet het reactiemengsel in een scheitrechter van 1 liter en wacht tot beide lagen gescheiden zijn. Giet zowel de onderste waterige laag als de bovenste organische laag in verschillende bekers en bewaar deze terwijl je het waterige mengsel opnieuw overgiet in de trechter met 250 ml DCM. Ook dit mengsel moet weer goed worden geschud om eventueel laatste 2-fenylcyclohexanon naar de DCM-laag te extraheren. De waterige laag wordt weggegooid, terwijl beide organische lagen worden gecombineerd en gewassen met natriumthiosulfaat en gedroogd boven magnesiumsulfaat. Damp ten slotte al het organische oplosmiddel in zodat je ongeveer 140 gram ruw product overhoudt. Voer een recystalisatie uit met IPA om een wit poeder te krijgen met een ruwe opbrengst van 60-70%.
Ik zal een experimentele gids schrijven voor alkylering met trifenylaluminium, maar ik voer de reactie liever uit voordat ik een repliceerbaar artikel maak. Als iemand vragen heeft, wil ik graag helpen.
Eerst moet je glaswerk klaarzetten. Allereerst heb je een 500 ml rondbodemkolf met 3 halsmaten nodig en een verwarmingsmantel die kan roeren. In de ene hals moet je een gasleiding hebben om het reactievat te spoelen met N2 of Ar, in de middelste hals moet je een decaanstarkapparaat plaatsen met een tuit om water van de bodem van de val te verwijderen en in de derde hals moet je een trechter plaatsen om je reagentia toe te voegen en een rubberen septum bij de hand houden om de trechter te vervangen zodra ze zijn toegevoegd. Vul de dean stark val volledig met tolueen totdat het een beetje overloopt in het RBF. Je hebt ook een vacuümdestillatieopstelling nodig, inclusief een pomp voor het water en het opwekken van het vacuüm.
1) Voeg 350 ml tolueen toe aan de 500 ml rbf en zet de verwarming laag. Voeg 120 g pyyrolidine, 100 g cyclohexanon en 15 g p-TSA toe aan het reactievat en verwissel hierna de trechter voor een rubberen tussenschot en start de gasstroom in het reactievat. Nadat de argon- of stikstofstroom is aangezet, wordt de reactie op reflux gebracht en blijft men roeren. Terwijl de reactie plaatsvindt, zal het water uit de reactie worden gedreven en in het dean stark apparaat terechtkomen. Dit betekent dat je het water uit de dean stark moet verwijderen terwijl het wordt gegenereerd, wacht tot er een paar ml water is gegenereerd voordat je het verwijdert, want je wilt geen tolueen meenemen. Laat deze reactie 2 uur refluxen voordat je de gasleiding verwisselt voor een stop en laat de reactie dan nog 22 uur refluxen.
2) Je weet wanneer de reactie heeft plaatsgevonden als het reactiemengsel geen water meer produceert in het dean stark apparaat en als het reactiemengsel van heel lichtgeel naar donkeroranje is gegaan. Zet na 24 uur de verwarming uit en laat afkoelen tot kamertemperatuur. Probeer het contact van het reactiemengsel met de lucht te beperken, omdat de eneamine gemakkelijk zal oxideren door atmosferische omstandigheden, dit is waarom het rubberen tussenschot wordt gebruikt, dus neem je spuit en zuig al het reactiemengsel op en breng het over in een vacuümdestillatieopstelling. De eerste fractie die overkookt zal een mengsel zijn van tolueen en pyyrolodine, maar nadat dit is afgekookt zal je 1-pyrrolidino-1-cyclohexeen beginnen over te komen met een deel van het cyclohexaan. Dit cyclohexaan zal met geen enkele chemische stof reageren in de volgende stap, dus voorlopig is het scheiden van de 2 verbindingen niet nodig. Hoewel het lastig is, raad ik je aan om te destilleren tot er geen vloeistof meer over is in je eerste destillatiekolf, omdat dit de hoogste rendementen oplevert, bijna kwantitatief als al het water is verwijderd. Zodra de pyrrolindo is geïsoleerd en in een luchtdichte kolf is gedaan, kunnen we verder met de volgende stap.
3) Door de vorming van enamine met cyclohexaan zal de molecule een enamine-imine tautomerisme ondergaan, vergelijkbaar met een keto enol tautomerisme, waardoor de koolstof links of rechts van de carbonyl zeer nucleofiel wordt en er een elektrofiele aanval kan plaatsvinden met een molecule als jodobenzeen met jodium als het elektrofiel. Voeg nu al je vers gebrouwen 1-pyrrolidino-1-cyclohexeen toe aan een 1-l halskolf met 250 ml cyclohexaan en 204 gram joodbenzeen. Plaats de 1L rbf op een verwarmingsmantel en voeg een refluxcondensor toe met water dat erdoorheen pompt, breng deze reactie aan de kook en laat het nog 24 uur reageren.
4) Uiteindelijk zul je een wit poeder overhouden, als het poeder is ontstaan voordat de volle 24 uur voorbij zijn, zet dan gewoon de verwarming uit en begin opnieuw. Stop de verwarming en haal de refux condensor van de rbf, dus vervang hem door een stop. Zodra de erlenmeyer is afgekoeld, haal je de stop eraf en voeg je ongeveer 300 ml gedestilleerd water toe om eventueel achtergebleven enamine te vernietigen, zodat het weer wordt omgezet in cyclohexanon en pyyrolidine. Sluit de erlenmeyer weer en schud krachtig, je wilt dat al het poeder verdwenen is. Voeg een oplossing van 10% zwavelzuur toe om eventueel achtergebleven pyyrolidine te vernietigen. Giet het reactiemengsel in een scheitrechter van 1 liter en wacht tot beide lagen gescheiden zijn. Giet zowel de onderste waterige laag als de bovenste organische laag in verschillende bekers en bewaar deze terwijl je het waterige mengsel opnieuw overgiet in de trechter met 250 ml DCM. Ook dit mengsel moet weer goed worden geschud om eventueel laatste 2-fenylcyclohexanon naar de DCM-laag te extraheren. De waterige laag wordt weggegooid, terwijl beide organische lagen worden gecombineerd en gewassen met natriumthiosulfaat en gedroogd boven magnesiumsulfaat. Damp ten slotte al het organische oplosmiddel in zodat je ongeveer 140 gram ruw product overhoudt. Voer een recystalisatie uit met IPA om een wit poeder te krijgen met een ruwe opbrengst van 60-70%.
Ik zal een experimentele gids schrijven voor alkylering met trifenylaluminium, maar ik voer de reactie liever uit voordat ik een repliceerbaar artikel maak. Als iemand vragen heeft, wil ik graag helpen.
