ПРИГОТОВЛЕНИЯ РЕАКТИВА ГРИНЬЯРА (общая методика)
В реакционную колбу объемом 250 мл помещают 2,4 г (0,1 моль) измельченных магниевых стружек, кристаллик йода и нагревают. После охлаждения колбы через капельную воронку приливают в нее около 15 мл смеси, полученной растворением 0,1 моль алкил- или арилгалогенида примерно в 40 мл абсолютного диэтилового эфира (в некоторых синтезах готовят более разбавленные растворы реактива Гриньяра); чтобы вызвать реакцию, колбу осторожно нагревают до кипения эфира. После начала реакции (при этом наблюдается помутнение реакционной смеси и самопроизвольное кипение эфира) нагрев убирают и при перемешивании прикапывают остаток смеси галогенида и эфира с такой скоростью, чтобы все время поддерживалось спокойное кипение эфира. При сильном кипении добавление галоидного алкила приостанавливают, а колбу охлаждают холодной водой. После добавления всего галогенида смесь нагревают до кипения еще 20-30 минут. Об окончании образования магнийорганического соединения свидетельствует почти полное растворение металлического магния. Небольшая его часть, а также металлические примеси, содержащиеся в магниевой стружке, оседают на дне колбы.
СИНТЕЗА СПИРТОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ РЕАКТИВА ГРИНЬЯРА С КАРБОНИЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ
(общая методика)
Полученный раствор магнийорганического соединения охлаждают и добавляют к нему по каплям при перемешивании и внешнем охлаждении водой со льдом 0,08 моль альдегида или кетона (или 0,04 моль сложного эфира) в примерно равном объеме абсолютного диэтилового эфира. Реакция экзотермична, и эфир может закипать. К концу прибавления образуется густой сероватый осадок. Для того чтобы довести реакцию до конца, после окончания прибавления карбонильного соединения реакционную смесь нагревают до кипения эфира в течение примерно 30 минут.
Методики разложения полученного таким образом алкоголята магния и выделение продукта реакции приводятся ниже для каждого конкретного продукта.
1-фенилпропанол-1
(этилфенилкарбинол)
Рекомендуемое количество этилмагнийбромида – 0,1 моль.
Реакционную смесь, полученную по общей методике прибавлением бензальдегида к раствору этилмагнийбромида[**************], разлагают, добавляя по каплям при охлаждении в бане с ледяной водой и перемешивании (вначале очень осторожно – эфир может закипать) 30 мл разбавленной (1:1) соляной кислоты. При этом осадок должен полностью раствориться. Эфирный слой отделяют, водный экстрагируют эфиром (2 × 5 мл). Объединенные эфирные фракции промывают последовательно растворами гидросульфита натрия (можно приготовить из имеющегося в лаборатории пиросульфита), гидрокарбоната натрия и водой, затем сушат безводным сульфатом натрия. Эфир отгоняют, остаток перегоняют в вакууме. Выход 8,4 г. Т. кип. 103 °С при 14 мм рт. ст.; nD20 1,521.
2-МЕТИЛБУТАНОЛ-2
(трет-амиловый спирт)
Рекомендуемое количество этилмагнийбромида – 0,25 моль (объем реакционной колбы – 500 мл).
Реакционную смесь, полученную по общей методике прибавлением ацетона к раствору этилмагнийбромида[††††††††††††††], разлагают, добавляя по каплям при охлаждении и перемешивании раствор 26 г аммонийхлорида в 100 мл воды. При этом осадок должен полностью раствориться.
Водный слой отделяют и экстрагируют эфиром (2 × 20 мл). Эфирный раствор объединяют с эфирными вытяжками и сушат прокаленным поташом. Эфир отгоняют (до тех пор, пока температура отгоняющихся паров не достигнет 70 °С); остаток переносят в меньшую перегонную колбу с дефлегматором и фракционируют, собирая фракции:
1 фракция – 70-95 °С (отбрасывают),
2 фракция – 95-110 °С.
Для получения чистого продукта 2 фракцию повторно перегоняют. Выход 11 г. Т. кип. 102 °С.; nD20 1,4052.
1-фенилпентанол-1
(бутилфенилкарбинол)
Рекомендуемое количество бутилмагнийбромида – 0,1 моль.
Реакционную смесь, полученную по общей методике прибавлением бензальдегида к раствору бутилмагнийбромида[‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡], разлагают, добавляя по каплям при охлаждении в бане с ледяной водой и перемешивании (вначале очень осторожно – эфир может закипать) 30 мл разбавленной (1:1) соляной кислоты. При этом осадок должен полностью раствориться. Эфирный слой отделяют, водный экстрагируют эфиром (2 × 5 мл). Объединенные эфирные фракции промывают последовательно растворами гидросульфита натрия (можно приготовить из имеющегося в лаборатории пиросульфита), гидрокарбоната натрия и водой, затем сушат безводным сульфатом натрия. Эфир отгоняют, остаток перегоняют в вакууме. Выход 10 г. Т. кип. 137 ºС при 2 мм рт. ст.; d420 0,96; nD20 1,5080.
1,2-дифенилэтанол
(бензилфенилкарбинол)
Осторожно! Бензилхлорид слезоточив и сильно раздражает кожу.
Рекомендуемое количество бензилмагнийхлорида – 0,1 моль (в 50-60 мл диэтилового эфира).
Реакционную смесь, полученную по общей методике прибавлением бензальдегида к раствору бензилмагнийхлорида, разлагают, добавляя по каплям при охлаждении в бане с ледяной водой и перемешивании (вначале очень осторожно – эфир может закипать) 33 мл воды, смешанной с 4 мл ледяной уксусной кислоты. При этом осадок должен полностью раствориться. Эфирный слой отделяют от водного и промывают последовательно 10 % раствором хлорида натрия, 10 % раствором соды, насыщенным раствором хлорида натрия, затем сушат прокаленным поташом или безводным сульфатом натрия.
Для дальнейшего ТСХ-анализа (который проводят после завершения синтеза) следует перед отгонкой растворителя отобрать около 1 мл реакционной смеси и оставить в закрытой баночке.
Эфир отгоняют из колбы Фаворского, а остаток перегоняют в вакууме с воздушным холодильником, собирая фракцию с т. кип. 169-170 °С (15 мм), которая тут же закристаллизовывается. Выход около 12 г. Т. пл. 66-67 °С.
ТСХ-Анализ очищенного и неочищенного (реакционная смесь) продукта реакции:
1)Контроль чистоты полученного продукта (опыт 1 из раздела 2 Приложения 1):
Элюент – смесь петролейного эфира и этилацетата (в объемном соотношении 5:1).
Проявитель – раствор фосфорномолибденовой кислоты
Rf (продукта) ≈ 0,4.
2)Обнаружение и идентификация побочных продуктов в реакционной смеси бензилфенилкарбинола(опыт 2 из раздела 2 Приложения 1):
а) Обнаружение1,2-дифенилэтана:
Вещество-«свидетель» – 1,2-дифенилэтан
Элюент – петролейный эфир.
Проявитель – раствор фосфорномолибденовой кислоты
Rf (свидетеля) ≈ 0,5
б) Обнаружение бензилового спирта:
Вещество-«свидетель» – бензиловый спирт
Элюент – смесь петролейного эфира и этилацетата в объемном соотношении 5:1.
Проявитель – раствор фосфорномолибденовой кислоты
Rf (свидетеля) ≈ 0,3.
дифенилМЕТАНОЛ
(бензгидрол)
Рекомендуемое количество фенилмагнийбромида – 0,05 моль.
Реакционную смесь, полученную по общей методике прибавлением бензальдегида к раствору фенилмагнийбромида, охлаждают и разлагают образовавшийся алкоголят, добавляя по каплям (вначале очень осторожно) 24 мл 10 % соляной кислоты. По окончании разложения в колбе должны находиться два гомогенных слоя. Эфирный слой отделяют, а водный экстрагируют 8 мл эфира (не абсолютного!). Соединенные эфирные фракции длительно и энергично встряхивают в делительной воронке с 3 мл 40 % раствора гидросульфита натрия (можно приготовить из имеющегося в лаборатории пиросульфита) для удаления небольших количеств непрореагировавшего бензальдегида. Раствор гидросульфита сливают, а эфирный слой для удаления растворенного сернистого газа промывают небольшим количеством раствора карбоната натрия, затем сушат над хлоридом кальция.
Для дальнейшего ТСХ-анализа (который проводят после завершения синтеза) следует перед отгонкой растворителя отобрать около 1 мл реакционной смеси и оставить в закрытой баночке.
После отгонки эфира получают бензгидрол в виде маслообразного остатка, застывающего при охлаждении. Его перекристаллизовывают из лигроина или высококипящего петролейного эфира. Выход около 4 г. Полученный продукт плавится при 65-67 °С. Т. пл. чистого бензгидрола 68-69 °С.
Контроль чистоты полученного продукта методом ТСХ (опыт 1 из раздела 2 Приложения 1):
Элюент – смесь петролейного эфира и этилацетата в объемном соотношении 5:1.
Проявитель – раствор фосфорномолибденовой кислоты.
Rf (продукта) ≈ 0,6
1,1-дифенилэтанол-1
(метилдифенилкарбинол)
Метод 1 (из ацетофенона)
Рекомендуемое количество фенилмагнийбромида – 0,05 моль.
Реакционную смесь, полученную по общей методике прибавлением ацетофенона к раствору фенилмагнийбромида, охлаждают и разлагают полученный алкоголят, прикапывая при перемешивании рассчитанное количество 5 % соляной кислоты (внимание – в кислой среде третичные спирты легко дегидратируются). По окончании разложения в колбе должны находиться два гомогенных слоя. Эфирный слой отделяют, а водный экстрагируют (не абсолютным!) эфиром (2 × 5 мл). Объединенные эфирные фракции промывают раствором соды.
Для дальнейшего ТСХ-анализа (который проводят после завершения синтеза) следует перед отгонкой растворителя отобрать около 1 мл реакционной смеси и оставить в закрытой баночке.
Эфир отгоняют. Остаток обрабатывают водяным паром для удаления непрореагировавшего ацетофенона, бромбензола и дифенила (продукта побочной реакции). Очищенный таким образом метилдифенилкарбинол, застывший после охлаждения раствора, отфильтровывают с помощью водоструйного насоса, высушивают на воздухе и перекристаллизовывают из лигроина или из этилового спирта. Выход около 4,7 г.
Метод 2 (из этилацетата)
Рекомендуемое количество фенилмагнийбромида – 0,05 моль.
Реакционную смесь, полученную по общей методике прибавлением этилацетата[§§§§§§§§§§§§§§] к раствору фенилмагнийбромида, охлаждают и разлагают полученный алкоголят, прикапывая при перемешивании рассчитанное количество 5 % соляной кислоты. По окончании разложения в колбе должны находиться два гомогенных слоя. Эфирный слой отделяют, а водный экстрагируют (не абсолютным!) эфиром (2 × 5 мл). Объединенные эфирные фракции промывают раствором соды и сушат сульфатом натрия.
Для дальнейшего (после завершения синтеза) ТСХ-анализа следует перед отгонкой растворителя отобрать около 1 мл реакционной смеси и оставить в закрытой баночке.
Эфир отгоняют. Оставшийся в колбе метилдифенилкарбинол перекристаллизовывают из лигроина (или из этилового спирта). Выход – 2,4 г.
Т. пл. 78 °С.
ТСХ-Анализ очищенного и неочищенного (реакционная смесь) продукта реакции:
1) Контроль чистоты полученного продукта (опыт 1 из раздела 2 Приложения 1):
Элюент – смесь толуола и диэтилового эфира в объемном соотношении 10:1.
Проявитель – раствор фосфорномолибденовой кислоты
Rf (продукта) ≈ 0,8
2) Обнаружение и идентификация побочного продукта (фенола) в реакционной смеси метилдифенилкарбинола(опыт 2 из раздела 2 Приложения 1):
Для лучшего разделения используйте более длинную, чем обычно, пластину ТСХ (3 × 10 см).
Вещество-«свидетель» – фенол
Элюент – смесь толуола и диэтилового эфира в объемном отношении 10:1.
Проявитель – раствор фосфорномолибденовой кислоты
Rf (свидетеля) ≈ 0,7
Дата добавления: 2015-04-03; просмотров: 5400;