Skrypt 11 - Hektor

Aneks 3 – (Skrypty studenckie) do pracy Adama Formeli Opracowanie doświadczeń
laboratoryjnych na potrzeby pracowni studenckiej, Lublin 2008
11. Otrzymywanie (4R,5R) – 4, 5 – bis (difenylohydroksymetylo) – 2,2 –dimetylodioksolanu (TADDOLu)
Szkło laboratoryjne: kolba 100mL, kolba 250mL, rozdzielacz 250mL, rurka ze szlifem
wypełniona siarczanem magnezu, wkraplacz 100mL, zlewka 750mL.
Aparatura: płaszcz grzejny elektryczny, łaźnia piaskowa, kolumna chromatograficzna.
Odczynniki:
Aceton (R11, R36, R66, R67, S9, S16, S26) – 200mL
Heksan (R11, R38, R48/20, R51/53, R62, R65, R67, R69, S9, S16, S29, S33, S36/37, S61,
S62) – 600mL
Chlorek amonu (R22, R36, S22) – 50g
Magnez (R11, R15, S7/8, S43) – 2,44g
Jod (R20/21, R50, S23, S25, S61) – 1,08g
Tetrahydrofuran (R11, R19, R36/37, S16, S29, S33) – 50mL
Winian dietylu (S24/25, S28A, S37, S45) – 4,81mL
Dimetoksypropan (R10, R36/37/38, S9, S16, S26, S33, S37/39) – 5mL
Kwas paratoluenosulfonowy (R36/37/38, S26, S37) – 50mg
Toluen (R11, R20, S16, S25, S29, S33) – 11mL
Węglan sodu (R36, S22, S26) – 20mL stężonego roztworu
Bromobenzen (R10, R38, R51/53, S16, S33, S9, S61) – 8,83mL
Aneks 3 – (Skrypty studenckie) do pracy Adama Formeli Opracowanie doświadczeń
laboratoryjnych na potrzeby pracowni studenckiej, Lublin 2008
O
O
HO
OEt
O
+
OEt
O
OR
O
OR
TsOH, toluen
HO
O
R = Et, Me
O
O
W kolbie 100mL umieszczono 4,81cm3 winianu dietylu, 5mL 2,2-dimetoksypropanu,
50mg kwasu para-toluenosulfonowego. Rozpuszczono w 11mL toluenu. Podgrzano do
łagodnego wrzenia i utrzymywano temperaturę łagodnego wrzenia przez trzy godziny.
Wyłączono ogrzewanie. Po ostudzeniu mieszaninę reakcyjna przelano do rozdzielacza i przemyto
20mL wodnego roztworu Na2CO3, by usunąć nadmiar kwasu para-toluenosulfonowego. Dodano
odrobinę rozpuszczalnika. Suszono siarczanem magnezu. Odsączono. Odparowano. Uzyskano
5,10g produktu o [α]=-45,75° (c1, MeOH).
Br
I2, THF
+
Br
Mg
Mg
W kolbie 250mL zaopatrzonej w rurkę wypełnioną chlorkiem wapnia znajdującą się na
wkraplaczu zamocowanym nad chłodnicą zwrotną (należy koniecznie sprawdzić szczelność
połączeń) umieszczono 2,44g magnezu i 1,08g jodu. Dodano 10mL THF, tak by przykrył magnez
w kolbie. Przez chłodnicę wodną za pomocą wkraplacza powoli wkroplono uprzednio
przygotowany roztwór 8,83mL bromobenzenu w 50mL THF. Ogrzewano w temperaturze
wrzenia przez jedną godzinę, uważając by nie wywołać cyrkulacji powietrza w kolbie reakcyjnej,
przy pomocy łaźni piaskowej. Proces prowadzono tak, by temperatura nie przekroczyła 80°C –
przy tej temperaturze obserwowane jest delikatne wrzenie mieszaniny reakcyjnej. Produkt użyto
bez wydzielania do następnego etapu syntezy.
Aneks 3 – (Skrypty studenckie) do pracy Adama Formeli Opracowanie doświadczeń
laboratoryjnych na potrzeby pracowni studenckiej, Lublin 2008
O
Mg Br
OR
O
OR
+
1) toluen/THF, temp. wrz.
2) NH4Cl/H2O
O
OH
O
O
O
+
HO
OH
HO
OH
OH
R = Et, Me
TADDOL
Roztwór mieszaniny diestrów otrzymanej w opisanej wcześniej reakcji winianu dietylu
z dimetoksypropanem bardzo powoli wkroplono do odczynnika Grignarda znajdującego się
w kolbie 250mL, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną i rurkę z węglanem wapnia zapobiegającą
cyrkulacji powietrza. Co kroplę mieszano. Po dodaniu ogrzewano delikatnie przez 1h za pomocą
łaźni piaskowej w temperaturze łagodnego wrzenia. Pozostawiono na noc. Na drugi dzień
„zgaszono” reakcję – zneutralizowano odczynnik Grignarda w następujący sposób: mieszaninę
reakcyjną wylano do zlewki zawierającej duży nadmiar chlorku amonu – około 200mL 30%
roztworu w zlewce 750mL ciągle mieszając. Ze względu na egzotermiczność tego procesu
w zlewce dodatkowo umieszczono drobno pokruszony lód, tak by razem z chlorkiem amonu
zajmował około połowy jej wysokości. Po rozpuszczeniu lodu oddzielono warstwy organiczną
i wodną. Warstwę wodną ekstrahowano trzykrotnie po około 60mL octanu etylu, a następnie
połączono warstwy organiczne. Warstwę wodną odrzucono, natomiast połączone warstwy
organiczne przemyto węglanem sodu, by odmyć część fenolu, a następnie wodą do uzyskania
obojętnego pH. Suszono siarczanem magnezu. Uzyskano 6,16g surowego produktu.
Sporządzono kolumnę chromatograficzną. Ilość zastosowanego żelu krzemionkowego
powinna wynosić około 25-krotność ilości nanoszonej na kolumnę substancji. Zastosowany układ
chromatograficzny to tzw. HA31, czyli mieszanina rozpuszczalników heksanu i acetonu
w stosunku 3 do 1. Zbierano frakcje zawierające produkt (TADDOL). Po wysuszeniu uzyskano
3,16g produktu.
W celu dalszego oczyszczenia rekrystalizowano produkt. Rozpuszczono we wrzącym
toluenie (8mL) stosując łaźnię piaskową, następnie dodawano porcjami (ostrożnie ze względu na
znacząco wyższą temperaturę wrzenia toluenu) 32mL heksanu, tak by roztwór znajdował się
Aneks 3 – (Skrypty studenckie) do pracy Adama Formeli Opracowanie doświadczeń
laboratoryjnych na potrzeby pracowni studenckiej, Lublin 2008
w stanie łagodnego wrzenia. Po ochłodzeniu z rekrystalizacji o trzymano 1,86g TADDOLu,
podczas gdy powtórna krystalizacja, prowadzona w -25°C dała 0,79g produktu. [α]=-61,90° (c1,
MeOH).
J. Org. Chem. 1968, Vol. 33, No. 5, 2172.
Zheng S., Sogah D. Y., Tetrahedron, 1997, Vol. 53, No. 45, 15649.
Goldberg I., Stein Z., J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2, 1990, 953.
Pytanie kontrolne:
Podaj mechanizmy kolejnych etapów reakcji prowadzące do produktu.
Skąd bierze się fenol w mieszaninie reakcyjnej?