Witam wszystkich i życzę miłego dnia. Powiedzmy, że chcesz przeprowadzić syntezę 2-fenylocykloheksanonu w skali 1 mola, ponieważ jest to rozsądna ilość do zrobienia na raz. Jeśli chcesz zrobić więcej, zainwestuj w drugi zestaw szklanych naczyń i po prostu zrób 2 na raz, ponieważ będziesz potrzebować aparatu Deana Starka do usuwania wody. Pierwszym krokiem będzie utworzenie enaminy cykloheksanonu przy użyciu cykloheksanonu, bezwodnego kwasu para-tolusulfonowego i pirolidyny.
Najpierw należy przygotować naczynia szklane. Po pierwsze, potrzebna będzie kolba okrągłodenna o pojemności 500 ml z 3 szyjkami i płaszczem grzewczym, w którym można mieszać. W jednej szyjce umieść przewód gazowy do przepłukiwania naczynia reakcyjnego N2 lub Ar, na środkowej szyjce umieść aparat Deana Starka z dziobkiem do usuwania wody z dna pułapki, a na trzeciej szyjce umieść lejek do dodawania odczynników i miej pod ręką gumową przegrodę, aby wymienić lejek po ich dodaniu. Napełnij pułapkę deana Starka całkowicie toluenem, aż nieznacznie przeleje się do RBF. Będziesz także potrzebował zestawu do destylacji próżniowej, w tym pompy do wody i generowania próżni.
1) Dodaj 350 ml toluenu do 500 ml rbf i włącz niskie ogrzewanie. Dodaj 120 g pirolidyny, 100 g cykloheksanonu i 15 g p-TSA do naczynia reakcyjnego, a następnie zamień lejek na gumową przegrodę i rozpocznij przepływ gazu do naczynia reakcyjnego. Po włączeniu przepływu argonu lub azotu reakcję doprowadza się do wrzenia i pozostawia do wymieszania. W miarę zachodzenia reakcji woda będzie wypychana z reakcji do aparatury dean stark, co oznacza, że konieczne będzie usuwanie wody z aparatury dean stark w miarę jej powstawania, należy poczekać, aż powstanie kilka ml wody przed jej usunięciem, ponieważ nie chcemy usunąć z nią toluenu. Pozostaw tę reakcję do refluksu na 2 godziny przed zamianą przewodu gazowego na korek, a następnie pozostaw do refluksu na kolejne 22 godziny.
2) Reakcję będzie można rozpoznać po tym, że mieszanina reakcyjna przestanie wydzielać wodę w aparacie Dean Stark, a jej kolor zmieni się z jasnożółtego na ciemnopomarańczowy. Po upływie 24 godzin wyłącz ogrzewanie i pozostaw do ostygnięcia do temperatury pokojowej. Staraj się ograniczyć kontakt mieszaniny reakcyjnej z powietrzem, ponieważ eneamina będzie łatwo utleniana w warunkach atmosferycznych, dlatego stosuje się gumową przegrodę, więc weź strzykawkę i wyciągnij całą mieszaninę reakcyjną i przenieś do układu destylacji próżniowej. Pierwszą frakcją, która się zagotuje, będzie mieszanina toluenu i pirolodyny, jednak po jej wytrąceniu 1-pirolidyno-1-cykloheksen zacznie się wydzielać wraz z częścią cykloheksanu. Ten cykloheksan nie będzie reagował z żadną substancją chemiczną w następnym kroku, więc na razie oddzielenie tych dwóch związków nie jest konieczne. Chociaż jest to uciążliwe, zalecam destylację do momentu, gdy w pierwszej kolbie destylacyjnej nie pozostanie żadna ciecz, ponieważ da to najwyższe drożdże, które są prawie ilościowe, jeśli cała woda zostanie usunięta. Gdy pirolindo zostanie wyizolowane i przeniesione do szczelnej kolby, możemy przejść do następnego kroku.
3) Ze względu na tworzenie enaminy z cykloheksanem, cząsteczka ulegnie tautomerii enaminowo-iminowej podobnej do tautomerii keto enolowej, pozwalając na to, aby węgiel po lewej lub prawej stronie karbonylu stał się bardzo nukleofilowy, dzięki czemu może nastąpić atak elektrofilowy z cząsteczką taką jak jodobenzen z jodem działającym jako elektrofil. Teraz dodaj cały świeżo zaparzony 1-pirolidyno-1-cykloheksen do kolby o pojemności 1 l z szyjką i 250 ml cykloheksanu i 204 gramami jodobenzenu. Umieścić 1-litrową kolbę na płaszczu grzewczym i dodać chłodnicę zwrotną z przepompowywaną wodą, doprowadzić reakcję do wrzenia i pozostawić na kolejne 24 godziny.
4) Na koniec pozostanie biały proszek, jeśli proszek wytworzył się przed upływem pełnych 24 godzin, po prostu wyłącz ogrzewanie i rozpocznij pracę. Zatrzymaj ogrzewanie i zdejmij chłodnicę zwrotną z rbf, zastępując ją korkiem. Gdy kolba ostygnie, zdejmij korek i dodaj około 300 ml wody destylowanej, aby zniszczyć pozostałą enaminę, co przekształci ją z powrotem w cykloheksanon i pirolidynę. Zamknąć kolbę i energicznie wstrząsnąć, aby usunąć cały proszek. Dodaj roztwór 10% kwasu sulpurynowego, aby zniszczyć pozostałą pirolidynę. Wlej mieszaninę reakcyjną do lejka separacyjnego o pojemności 1 l i poczekaj, aż obie warstwy się rozdzielą. Zarówno dolna warstwa wodna, jak i górna warstwa organiczna powinny zostać przelane do różnych zlewek i zachowane podczas ponownego wlewania warstwy wodnej do lejka separacyjnego z 250 ml DCM. Ponownie należy dobrze wstrząsnąć tą mieszaniną, aby wyekstrahować końcowy 2-fenylocykloheksanon do warstwy DCM. Warstwa wodna jest odrzucana, podczas gdy obie warstwy organiczne są łączone i przemywane tiosiarczanem sodu i suszone nad siarczanem magnezu. Na koniec należy odparować cały rozpuszczalnik organiczny, aby uzyskać około 140 gramów surowego produktu. Przeprowadzić rekrystalizację przy użyciu IPA, aby otrzymać biały proszek o przybliżonej wydajności 60-70%.
Zamierzam napisać eksperymentalny przewodnik po alkilowaniu przy użyciu trifenyloaluminium, jednak wolę przeprowadzić reakcję przed stworzeniem replikowalnego opisu. Jeśli ktoś ma pytania, chętnie pomogę.
Najpierw należy przygotować naczynia szklane. Po pierwsze, potrzebna będzie kolba okrągłodenna o pojemności 500 ml z 3 szyjkami i płaszczem grzewczym, w którym można mieszać. W jednej szyjce umieść przewód gazowy do przepłukiwania naczynia reakcyjnego N2 lub Ar, na środkowej szyjce umieść aparat Deana Starka z dziobkiem do usuwania wody z dna pułapki, a na trzeciej szyjce umieść lejek do dodawania odczynników i miej pod ręką gumową przegrodę, aby wymienić lejek po ich dodaniu. Napełnij pułapkę deana Starka całkowicie toluenem, aż nieznacznie przeleje się do RBF. Będziesz także potrzebował zestawu do destylacji próżniowej, w tym pompy do wody i generowania próżni.
1) Dodaj 350 ml toluenu do 500 ml rbf i włącz niskie ogrzewanie. Dodaj 120 g pirolidyny, 100 g cykloheksanonu i 15 g p-TSA do naczynia reakcyjnego, a następnie zamień lejek na gumową przegrodę i rozpocznij przepływ gazu do naczynia reakcyjnego. Po włączeniu przepływu argonu lub azotu reakcję doprowadza się do wrzenia i pozostawia do wymieszania. W miarę zachodzenia reakcji woda będzie wypychana z reakcji do aparatury dean stark, co oznacza, że konieczne będzie usuwanie wody z aparatury dean stark w miarę jej powstawania, należy poczekać, aż powstanie kilka ml wody przed jej usunięciem, ponieważ nie chcemy usunąć z nią toluenu. Pozostaw tę reakcję do refluksu na 2 godziny przed zamianą przewodu gazowego na korek, a następnie pozostaw do refluksu na kolejne 22 godziny.
2) Reakcję będzie można rozpoznać po tym, że mieszanina reakcyjna przestanie wydzielać wodę w aparacie Dean Stark, a jej kolor zmieni się z jasnożółtego na ciemnopomarańczowy. Po upływie 24 godzin wyłącz ogrzewanie i pozostaw do ostygnięcia do temperatury pokojowej. Staraj się ograniczyć kontakt mieszaniny reakcyjnej z powietrzem, ponieważ eneamina będzie łatwo utleniana w warunkach atmosferycznych, dlatego stosuje się gumową przegrodę, więc weź strzykawkę i wyciągnij całą mieszaninę reakcyjną i przenieś do układu destylacji próżniowej. Pierwszą frakcją, która się zagotuje, będzie mieszanina toluenu i pirolodyny, jednak po jej wytrąceniu 1-pirolidyno-1-cykloheksen zacznie się wydzielać wraz z częścią cykloheksanu. Ten cykloheksan nie będzie reagował z żadną substancją chemiczną w następnym kroku, więc na razie oddzielenie tych dwóch związków nie jest konieczne. Chociaż jest to uciążliwe, zalecam destylację do momentu, gdy w pierwszej kolbie destylacyjnej nie pozostanie żadna ciecz, ponieważ da to najwyższe drożdże, które są prawie ilościowe, jeśli cała woda zostanie usunięta. Gdy pirolindo zostanie wyizolowane i przeniesione do szczelnej kolby, możemy przejść do następnego kroku.
3) Ze względu na tworzenie enaminy z cykloheksanem, cząsteczka ulegnie tautomerii enaminowo-iminowej podobnej do tautomerii keto enolowej, pozwalając na to, aby węgiel po lewej lub prawej stronie karbonylu stał się bardzo nukleofilowy, dzięki czemu może nastąpić atak elektrofilowy z cząsteczką taką jak jodobenzen z jodem działającym jako elektrofil. Teraz dodaj cały świeżo zaparzony 1-pirolidyno-1-cykloheksen do kolby o pojemności 1 l z szyjką i 250 ml cykloheksanu i 204 gramami jodobenzenu. Umieścić 1-litrową kolbę na płaszczu grzewczym i dodać chłodnicę zwrotną z przepompowywaną wodą, doprowadzić reakcję do wrzenia i pozostawić na kolejne 24 godziny.
4) Na koniec pozostanie biały proszek, jeśli proszek wytworzył się przed upływem pełnych 24 godzin, po prostu wyłącz ogrzewanie i rozpocznij pracę. Zatrzymaj ogrzewanie i zdejmij chłodnicę zwrotną z rbf, zastępując ją korkiem. Gdy kolba ostygnie, zdejmij korek i dodaj około 300 ml wody destylowanej, aby zniszczyć pozostałą enaminę, co przekształci ją z powrotem w cykloheksanon i pirolidynę. Zamknąć kolbę i energicznie wstrząsnąć, aby usunąć cały proszek. Dodaj roztwór 10% kwasu sulpurynowego, aby zniszczyć pozostałą pirolidynę. Wlej mieszaninę reakcyjną do lejka separacyjnego o pojemności 1 l i poczekaj, aż obie warstwy się rozdzielą. Zarówno dolna warstwa wodna, jak i górna warstwa organiczna powinny zostać przelane do różnych zlewek i zachowane podczas ponownego wlewania warstwy wodnej do lejka separacyjnego z 250 ml DCM. Ponownie należy dobrze wstrząsnąć tą mieszaniną, aby wyekstrahować końcowy 2-fenylocykloheksanon do warstwy DCM. Warstwa wodna jest odrzucana, podczas gdy obie warstwy organiczne są łączone i przemywane tiosiarczanem sodu i suszone nad siarczanem magnezu. Na koniec należy odparować cały rozpuszczalnik organiczny, aby uzyskać około 140 gramów surowego produktu. Przeprowadzić rekrystalizację przy użyciu IPA, aby otrzymać biały proszek o przybliżonej wydajności 60-70%.
Zamierzam napisać eksperymentalny przewodnik po alkilowaniu przy użyciu trifenyloaluminium, jednak wolę przeprowadzić reakcję przed stworzeniem replikowalnego opisu. Jeśli ktoś ma pytania, chętnie pomogę.
