Aneks 3 – (Skrypty studenckie) do pracy Adama Formeli Opracowanie
doświadczeń laboratoryjnych na potrzeby pracowni studenckiej, Lublin 2008
11. Otrzymywanie (4R,5R) – 4, 5 – bis (difenylo-
hydroksymetylo) – 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
113
Aneks 3 – (Skrypty studenckie) do pracy Adama Formeli Opracowanie
doświadczeń laboratoryjnych na potrzeby pracowni studenckiej, Lublin 2008
O
H
O
H
O
OEt
O
OEt
+
O
O
TsOH, toluen
O
O
O
OR
O
OR
R = Et, Me
W kolbie 100mL umieszczono 4,81cm
3
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 Na
2
CO
3
, 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
+
Mg
Mg
Br
I
2
, THF
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.
114
Aneks 3 – (Skrypty studenckie) do pracy Adama Formeli Opracowanie
doświadczeń laboratoryjnych na potrzeby pracowni studenckiej, Lublin 2008
MgBr
+
R = Et, Me
O
O
O
OR
O
OR
1) toluen/THF, temp. wrz.
2) NH
4
Cl/H
2
O
O
O
OH
OH
O
H
O
H
OH
OH
+
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
115
Aneks 3 – (Skrypty studenckie) do pracy Adama Formeli Opracowanie
doświadczeń laboratoryjnych na potrzeby pracowni studenckiej, Lublin 2008
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
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?
116