Восстановление нитропропенов в кетоны

Alex

Местный
Регистрация
9 Ноя 2016
Сообщения
284
Реакции
492
1. Железом в кислой среде.

Эта процедура - классика. Её использовал ещё Шульгин, и с тех пор она была неоднократно проверена на самых различных фенилнитропропенах. Условия реакции отличаются в зависимости от того, замещённый ли используется нитропропен или нет.

Восстановление ведётся в кислой среде (обыкновенно используется ледянка, но иногда возможно использовать солянку) мелкодисперсным порошком железа - оный может быть получен восстановлением железного купороса алюминием или цинком.

В реакции сначала получается имин, который в кислой среде гидролизуется в кетон.

Получение аминов и метиламинов из синтезированного кетона есть процедура тривиальная и хорошо изученная. Эта реакция работает и на 2,4,5-триМеО-ФНП, известного своей чувствительностью.

1) 4-метокси-фенил-2-пропанон

4-метокси-фенил-2-нитропропен (10г., 51ммоль) растворяют в 75мл. ледяной уксусной кислоты и этот раствор добавляют к нагреваемой смеси порошка железа (32г., 0,57моль) в 140мл. ледяной уксусной кислоты. Смесь сначала коричневая, затем становится белой и пенистой. Нагревание продолжают еще 1,5 часа. Затем смесь добавляют к 2л. воды и продукт экстрагируют 3х100 дихлорометаном. Объединенные экстракты промывают 2х150 водой и сушат с сульфатом магния. Растворитель отгоняют при нормальном давлении и остаток перегоняют в вакууме, получая 6,1г. (37ммоль, 72%) оранжево-розового масла с Ткип = 110С.

2) 3,4-метилендиоксифенилацетон

Суспензию 32г. восстановленного железа в 140мл. ледяной уксусной кислоты медленно нагревают на водяной бане. Когда смесь нагрета почти до кипения, прибавляют раствор 10г. 1-(3,4-метилендиоксифенил)-2-нитропропена в 75мл. ледяной уксусной кислоты. Происходит бурная реакция с чрезмерным вспениванием. Оранжевый цвет реакционной смеси меняется на красный, при этом образуются белые соли и черная корка. После всего добавления, смесь нагревают еще 1,5 часа. На протяжении этого времени цвет смеси становится светлым, почти белым, и видно появление продукта в виде темного масла по стенкам стакана. Смесь добавляют к 2л. воды, экстрагируют 3х100мл. дихлорметаном, объединенные экстракты промывают насыщенным раствором гидроксида натрия. После отгонки растворителя остаток перегоняют под вакуумом, получая 8г 3,4-метилендиоксифенилацетона в виде желтого масла.


3) о-метоксифенилацетон (из Organic Synthesis, CV 4, 573)

В 3-х литровую трехгорлую колбу, оснащенную мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой вносят 170-205г (прим. 1) о-метоксифенил-2-нитро-1-пропена, растворенного в 200мл толуола, 500мл. воды, 200г. порошка железа и 4г. хлорида железа III. Смесь нагревают до 75С и прикапывают 360мл. концентрированной соляной кислоты в течении 2 часов. После того, как вся кислота залита, смесь перемешивают при нагревании еще 30 минут.
Смесь перемещают в 5 литровую трехгорлую круглодонную колбу и продукт перегоняют с паром, собирая 7-10 литров дистиллята. Органический слой отделяют, а водный экстрагируют 1л. свежим толуолом. Объединенные экстракты встряхивают 30 минут с раствором 26г. бисульфита натрия в 500мл. воды (прим. 2). Затем толуоловые экстракты еще раз промывают водой и толуол отгоняют. В результате получено 107-120г. (65-73%) оранжевого масла, перегонка которого дает 102-117г (63-71%) продукта.
Примечания:
1. Указана приблизительная масса вещества, т.к. в оригинале брался раствор только что синтезированного нитростирена, выход которого не подсчитывался.
2. Эта процедура позволяет убрать примеси всех альдегидов, которые присутствуют в продукте и практически не снижает вход кетона. Однако другие замещённые ФА реагируют с бисульфитом, поэтому в иных случаях её применять не стОит.

5) Фенилацетон

Смесь 0,6 моль (32г.) порошка железа и 140мл. технической 96% уксусной кислоты нагрели до 40С. Как только в смеси начали появляться первые пузырьки, при перемешивании был добавлен раствор 0,1моль (8г.) P2NP в 150мл. 96% уксусной кислоты. Цвет смеси меняется с оранжевого до характерно-красного. Температуру не поднимали выше 60С!!! На дне колбы образовывался налет белой соли, а сверху был замечен нужный весьма красный цвет масла :). Перемешивание продолжали 3 часа, затем смесь поместили в 1л. воды, отфильтровали непрореагировавшее железо и продукт экстрагировали 200мл. диэтилового эфира. После удаления растворителя было получено 8,5мл. красного масла. Полученный кетон очищали бисульфитным методом.

6) Азаронкетон (2,4,5-триметокси-фенилацетон)

Смесь Ледяной Уксусной Кислоты (30ml) и железа 20 кусочков (14g, 0.24 моль) в 250 мл трехгорлой колбе оборудованный холодильником, плиткой и механической мешалкой, энергично размешивали и нагревали до кипения, пока смесь не стала серовато-белой (приблизительно 30 минут). Раствор 2,4,5-trimethoxyphenyl-2-nitropropene (6g, 24 ммоль) в ледяной уксусной кислоте был добавлен капля по капле, после чего интенсивно размешивали. Далее смесь кипятили еще 3 часа. Получившуюся серовато-темно-зеленую смесь фильтровали всасыванием и затем промыли с горячей уксусной кислотой. Фильтрат был растворен с 100 ml вода и экстрагирован 3x50мл ДХМ. Объединенные органические экстракты были промыты 5 % водным растворомNaHCO3, высушены MgSO4 и выпарены, чтобы дать коричневое масло.
Пергонка при 115-120C дало 4g (75 %).
 
  • Like
Реакции: Delf
2. Хлористым оловом

А вот и другая, совершенно замечательная процедура, использующая хлористое олово в этилацетате. Она имеет прямое сходство с восстановлением нитропропенов в оксимы, только в этом случае полученный оксим прямиком гидролизуют в кетон.



1. В этилацетате.

18,1g (100 ммоль) 1 (-2-фторофенил)-2-нитропропена было добавлено сухими порциями к 49,5g (220ммольl) SnCl2x2H2O взвешенному в 75ml EtOAc, в то время как температура реакции сохранялась между 20-40 C холодной водяной баней. Когда весь нитропропен был добавлен, и цвет изменился на белый (5 минут) раствор был перемещен в круглодонную колбу, содержащую 250ml воды и 50 мл 38% соляной кислоты. EtOAc был удален отгонкой под уменьшенным давлением, и водная суспензия оксима и солей олова перемешивалась при 80 C в течение 1 часа. Водная фаза была дистиллирована с паром, чтобы удалить кетон. Когда масляные капли больше не появляются в дистилляте, оный экстрагируют ДХМ. Экстракты сушат MgSO4 и ДХМ удаляют отгонкой, оставляя весьма чистый кетон как бесцветное масло.

Выход: 13,5g (89%) 2-фторо-фенилацетона.

Чистота: 98 %



2. В толуоле.

Это - общая процедура, и это пока работало со всеми нитропропенами которые были опробованы. Выходы в районе 85-92 %. Более низкие выходы результат нетерпения. Если увеличить время гидролиза выход будет больше.


100 ммоль фенилнитропропен
220 ммоль Олово (II) хлорид дигидрат
200 ммоль HCl (в виде расчитаного количества конц. водного HCl)
50 мл толуол
200 мл вода
NaCl (твердый)

Процедура:
Растворите хлорид олова (II) в воде, [то есть сперва поместите олово в колбу потом добавьте некоторую часть воду и немного HCl, до полного растворения хлорида олова], смешанной предварительно с HCl. Добавьте нитропропен в РМ, емкость из под него ополосните толуолом и тоже вылейте в РМ. Теперь добавьте остатки воды и HCl. При хорошем перемешивании кипятим массу 2 часа (рефлюкс). Охлаждаем колбу до комнатной температуры и начинаем сыпать туда соль до момента разделения слоев, после разделения органический (верхний) слой отдлеляем и выливаем в литровую колбу содержащую 500 мл воды. Перегоняем с паром пока поступают капли. Это означает что должно было быть собрано от 500ml до 1,5L дистиллята. После перегонки с паром образовалось 2 слоя верхний толуол с водой нижний кетон. Отделите слои в делительной воронке и экстрагируйте водную часть с 2x100ml толуола. Объедините экстракты толуола, сушите с MgSO4, и удалите толуол в роторном испарителе. В остатке кетон желтого цвета
 
  • Like
Реакции: Delf
Мдя каждый из перечисленных нитропропенов почти экзотика для обывателя)
 
Мдя каждый из перечисленных нитропропенов почти экзотика для обывателя)
Да ладно, полстраны варят из пропенов по методикам незабвенного мпаба, ибо просто, быстро и грязно )
 
Да ладно, полстраны варят из пропенов по методикам незабвенного мпаба, ибо просто, быстро и грязно )
Из подслушанного в электричке разговора: При синтезе 3,4 кетона на железе, вместо чистой ЛУК лучше использовать 80% раствор или эссенцию, а железо лучше карбонильное. Очистку кетона лучше делать вакуумной перегонкой, так как бисульфитная очистка кетона дает большие потери.
 
Из подслушанного в электричке разговора: При синтезе 3,4 кетона на железе, вместо чистой ЛУК лучше использовать 80% раствор или эссенцию, а железо лучше карбонильное. Очистку кетона лучше делать вакуумной перегонкой, так как бисульфитная очистка кетона дает большие потери.
Естественно, что может быть лучше дистилляции в приличном вакууме...
 
  • Like
Реакции: Ilon
Назад
Сверху