|
|
| Author |
Message |
Willie
|
| Joined: 14 Feb 2005 |
| Posts: 75 |
| Location: Moscow |
1107.76 Points
|
|
|
Теория восстановительного метиламинирования
Wed Apr 06, 2005 3:26 pm |
 |
|
Задумался я на эту тему, покопал литературу... и остался в состоянии полного противоречия.
Возьмем для примера незамещенный P2P. Задача: приделать на место кетогруппы (=О) метиламинную (-NH2-CH3). Способ: Al/Hg.
Что пишут доценты с кандидатами по поводу механизма реакции? Одни говорят, что происходит отрыв кислорода с одной связью, и на это место прилипает метиламин. Пишут, что водород не нужен, поскольку никакого восстановления по сути нет, а амальгама выполняет роль катализатора. И в этом отличие от схожей процедуры с нитропропеном, где как раз нужен водород. Что ж, вроде лочично. И понятно, почему у Александра Федоровича все реагенты засыпаются вместе. Да и почти во всех других прописях с Al/Hg тоже. Почти...
А другие теоретики утверждают, что реакция идет в два этапа. Сначала образуется имин и вода (причем имин в общем случае нестабилен, поэтому выделять его не следует), а затем водородом (!) восстанавливается двойная связь до одинарной. Еще более логично. В архивах примеров со ссылкой на эту теорию много, но реактивы-то засыпают все равно одновременно!
Общая беда и тех, и других - низкие выходы, да и за реакцией надо пристально следать, чтоб не перегрелось и метиламин не улетел бы.
Возникает вопрос: как же все-таки происходит реакция? От этого зависит, как ее правильнее ставить. Например, если верно первое объяснение, то ничего менять не надо, алюминия можно много не брать, все закидать - и все. Если идет по второму пути, то логичнее было бы смешать P2P и метиламин желательно в среде с минимумом воды, промешать так час-другой, и уже затем засыпать амальгамму.
Есть еще и разновидность, основанная на втором подходе. Мешают P2P с метиламином в ИПСе с отбором воды (вот для чего мне и хочется найти пресловутые molecular sieves!) примерно час; считают, что имин сформировался. Далее несколько часов восстанавливают с борогидридом натрия - он умеет коцать двойную связь до одинарной чуть ли не с количественным выходом. Все, наливай и пей  . Есть только одна непонятность: в прописи - явно щелочная среда (для получения метиламина-основания из гидрохлорида используется избыток щелочи, и для того, чтобы борогидрид раньше времени не разложился в воде, эту же щелочь оставляют) , а в одной умной книжке написано, что борогидридом лучше восстанавливать в слабо-кислой среде.
Вот эта методика мне что-то приглянулась. Есть подозрения, что если победить (убрать) воду, то выходы могут порадовать. Кстати, в англоязычном разделе эта тема обсуждается.
Кто что может сказать по поводу механизма реакции: как же все-таки она идет? Если по варианту номер два, то как вам вот такая методика:
1. Заготовить раствор NaOH в минимуме ИПСа из расчета 1.2 к метиламину.HCl.
2. В отдельной посуде растворить метиламин.HCl в ИПСе из расчета полуторного избытка над кетоном.
3. Наложить чего-нибудь водоотбирающего (чего именно?), закрыть холодильником подлиннее и не спеша прикапать раствор щелочи. Должно завонять.
4. Холодильник заткнуть сверху и промешать полчасика - чтобы метиламин-газ как следует растворился и вода от реакции HCl+NaOH успела уйти в абсорбент.
5. Тем временем растворить кетон в минимуме ИПСа и добавлять тонкой струйкой.
6. Как добавили, промешать часа два при комнатной температуре. Или подогреть градусов до 40 - главное, чтобы метиламин не улетел.
7. Абсорбент удалить, закинуть нового.
8. Растворить на холоде NaBH4 в трехкратном избытке в минимуме ИПСа, прикапать этот раствор к Rm.
9. Закрыть холодильник сверху алюминивым листом - или любым другим материалом, оставить мешаться не менее 6 часов при комнатной температуре.
10. Абсорбент убрать, залить все водой, убив тем самым борогидрид, защелощить. Ждать, когда наверх всплывет нечто желтое.
11. ИПС и заодно остатки метиламина выпарить, далее - по стандарту.
В чем логика такого процесса? Если имин образуется, и он нестабилен, то на этапе конденсации с метиламином часть его так и будет болтаться туда-сюда, то разлагаясь, то вновь образовываясь. Когда засыпали NaBH4, метиламин-то остался! Значит, имин уже не будет разлагаться, а только образовываться и восстанавливаться - амин ведь стабилен.
Преимущества - нет стремного Al/Hg процесса, легко масшабировать вверх, можно ожидать хорошего выхода и более чистого продукта. Недостаток: NaBH4 денег стоит, и непонятно, какой абсорбент использовать. |
|
| Back to top |
|
 |
tetraedr
|
| Joined: 16 Feb 2005 |
| Posts: 85 |
|
3343.45 Points
|
|
|
Некоторые мысли
Thu Apr 07, 2005 9:41 am |
|
|
| Willie wrote: |
Задумался я на эту тему, покопал литературу... и остался в состоянии полного противоречия.
|
Я тоже неоднократно задумывался об энтом процессе. Все хотелось поднять выход. Который, в случае простого БМК колеблется ввиду непонятных причин в районе 55-70%. Нестабильная ситуация.
| Quote: |
А другие теоретики утверждают, что реакция идет в два этапа.
|
Я склоняюсь к этой же теории, хотя сам нисколько не теоретик, а практик. Думаю, что сначла образуется нестабильный имин, который, если его быстро не восстновить, нахрен разлагается. Ну, то есть образуется равновесие имин - кетон, и чтобы его сдвинуть, приходится выводить имин из реакции, что-то с ним делая. Именно поэтому люди и мешают все сразу, а не по частям.
| Quote: |
Общая беда и тех, и других - низкие выходы, да и за реакцией надо пристально следать, чтоб не перегрелось и метиламин не улетел бы.
|
Я тут писал недалеко, что СВИМ имел проблемы со сходной реакцией даже в случае малолетучего этиламина. Что-то тут не так. Но что....
| Quote: |
Если идет по второму пути, то логичнее было бы смешать P2P и метиламин желательно в среде с минимумом воды, промешать так час-другой, и уже затем засыпать амальгамму.
|
Не все так просто - надо сдвигать равновесие. Иногда химическая логика может отличаться от общедоступной.
| Quote: |
Далее несколько часов восстанавливают с борогидридом натрия - он умеет коцать двойную связь до одинарной чуть ли не с количественным выходом.
|
Да, боргидрид - он умеет.
| Quote: |
а в одной умной книжке написано, что борогидридом лучше восстанавливать в слабо-кислой среде.
|
Если среда водная, то слабощелочная. А если безводная - то кислая.
| Quote: |
1. Заготовить раствор NaOH в минимуме ИПСа из расчета 1.2 к метиламину.HCl.
|
Правильно. Или метилат/этилат натрия.
| Quote: |
2. В отдельной посуде растворить метиламин.HCl в ИПСе из расчета полуторного избытка над кетоном.
|
Согласен. Или чуть меньше.
| Quote: |
3. Наложить чего-нибудь водоотбирающего (чего именно?), закрыть холодильником подлиннее и не спеша прикапать раствор щелочи. Должно завонять.
|
Вот тут самый сложный момент. Да. Есть метода с силикагелем. Возможно, прокатит с ситами... Но.. у меня есть еще одна идея, и я ее думаю.. Кстати, прбавлять можно и достаточно быстро.
| Quote: |
4. Холодильник заткнуть сверху и промешать полчасика - чтобы метиламин-газ как следует растворился и вода от реакции HCl+NaOH успела уйти в абсорбент.
|
А вот это не надо! Метиламин УЖЕ растворен! А за полчаса он частично испарится!
| Quote: |
5. Тем временем растворить кетон в минимуме ИПСа и добавлять тонкой струйкой.
|
Тут верно.
| Quote: |
6. Как добавили, промешать часа два при комнатной температуре. Или подогреть градусов до 40 - главное, чтобы метиламин не улетел.
|
Какая температура должна быть в этой реакции - совершенно непонятно. Но, скорее всего, в районе комнатной.
| Quote: |
7. Абсорбент удалить, закинуть нового.
|
Ну, допустим.
| Quote: |
8. Растворить на холоде NaBH4 в трехкратном избытке в минимуме ИПСа, прикапать этот раствор к Rm.
|
Тоже вариант.
| Quote: |
9. Закрыть холодильник сверху алюминивым листом - или любым другим материалом, оставить мешаться не менее 6 часов при комнатной температуре.
|
Лучше хлоркальциевой трубкой. Вопрос, сколько ждать - тоже непонятно.. Может за 1 час все будет готово....
| Quote: |
10. Абсорбент убрать, залить все водой, убив тем самым борогидрид, защелощить. Ждать, когда наверх всплывет нечто желтое.
11. ИПС и заодно остатки метиламина выпарить, далее - по стандарту.
|
Тут уже ежу понятно.
| Quote: |
Преимущества - нет стремного Al/Hg процесса, легко масшабировать вверх, можно ожидать хорошего выхода и более чистого продукта. Недостаток: NaBH4 денег стоит, и непонятно, какой абсорбент использовать.
|
Ну что можно сказать.. Эта методика (с силикагелем), оптимизированная под большую загрузку есть на Родиуме. СВИМ почесал-почесал репу, и решил от нее отказаться в пользу алюминия, хотя силикагель и боргидрид у СВИМа есть. Почему? Да гимор... К тому же у СВИМа есть альтернативная мысля. Вот ктобы из уважаемых теоретиков форума бы покопался...
Итак. Есть такая фигня - триацетоксиборгидрид натрия. Его мешаешь с безводным метиламином, растворителем, чуть-чуть уксуса и БМК. И все. Мешаешь ночь при комнатной, утром разделываешь как обычно. Выход - 95%. Проверено.
Вопрос, где взять этот сам триацетокси. Он достаточно дорогой - около 100 баков за 100 г. СДЕЛАТЬ! КАК? Вот тут нужно копаться в литературе. А я вот думаю, может, просто намешать уксус с боргидридом и упарить? Или не упаривать, а просто добавить побольше уксуса, а потом боргидрид?
Да, и еще инфа на закуску.
ЭТА РЕАКЦИЯ ИДЕТ ДАЖЕ В ВОДНЫХ УСОВИЯХ!!
БМК, ИПС, водный метиламин, щелочь, помешать, потом туда раствор боргидрида в слабощелочной воде. Мешать 2 часа. Далее как обычно. Выход конечного кристаллического продукта - 11%. Зато никакого алюминия! |
|
| Back to top |
|
|
Willie
|
| Joined: 14 Feb 2005 |
| Posts: 75 |
| Location: Moscow |
1107.76 Points
|
|
|
Thu Apr 07, 2005 6:06 pm |
|
|
Tetraedr, огромное спасибо за комментарии! Блин, злость берет: так хочется поделать, а возможности нет... ничего, весна вроде, Балконный Химик почти дождался своего часа!
А про силикагель - он что, только воду впитывает? Не будет ли он метиламин-газ в себя забирать?
Ты знаешь, что я совершенно случайно узнал? Познакомился в корыстных целях с одной химичкой - она реакции не придумывает, просто их по прописям делает. Ну и закинул этот вопрос, про кетоны в общем виде. Она ответила (цитирую) "... Такие реакции мы обычно проводим в хлористом метилене в присутствии Na[HB(OAc)3], кетон и амин берутся в соотношении 1:1, триацетоксиборгидрид (1.3 экв) добавляют порциями, охлаждение водяной баней со льдом. Перемешивают при комнатной т-ре обычно в течение суток (по ТСХ контролируют исчезновение исходного кетона). Реакционную смесь
промывают насыщенным раствором поташа, органический слой отделяют, сушат над сульфатом Na, упаривают. Может потребоваться дополнительная очистка на колонке с силикагелем. Амины мы используем чаще в свободном виде, но проводили эту реакцию и с хлоргидратами тоже. У нас готовые вещества анализируются ЯМР и хроматографическими методами, но, к сожалению, здесь я
Вам ничем помочь не смогу."
Может, кто умеет договариваться с людьми? Вот там бы этот триацетоксиборгидрид и взять, а? Эта химичка на самом деле существует, это не отмазка. И цитата подлинная. |
|
| Back to top |
|
|
zaratystra
|
| Joined: 16 Feb 2005 |
| Posts: 36 |
|
1656.40 Points
|
|
|
Thu Apr 07, 2005 6:13 pm |
|
|
Тетр все верно сказал и про имин и про равновесие.
Именно так я думаю дело и обстоит ... |
|
| Back to top |
|
|
tetraedr
|
| Joined: 16 Feb 2005 |
| Posts: 85 |
|
3343.45 Points
|
|
|
Триацетоксиборгидрид (СТАБ)
Thu Apr 07, 2005 9:28 pm |
|
|
Эта тема обсуждалась еще прошлым летом на старом улье.
Методика, как делать со СТАБОМ - ОТРАБОТАНА!
Что с чем и как смешивать - я писал. Ищите в архивах. Могу даже повторить здесть - при условии, что кто-то возьмет на себя посик литературы про то, как делаеться СТАБ, желательно в домашних условиях.
Вопрос, где его достать. На Родиуме лежал обзор по СТАБУ - но там ничего тогком про то, как его делать, не написано. Есть ссылки на какие-то журналы.. у меня под боком их нет, так тема и затухла.
Да, еще вспомнил, вместо силикаглея наверное можно применять прокаленный безводный сульфат натрия. Или магния. Дерзайте! |
|
| Back to top |
|
|
Demon
|
| Joined: 25 Mar 2005 |
| Posts: 8 |
|
165.06 Points
|
|
|
Востановление боргидридом
Fri Apr 08, 2005 11:34 am |
|
|
Один знакомый делал фенамин и первитин с боргидридом, выход ~80-90% + 5-10%P2Pol. подробности не уточнял.
Я бы делал следующим образом:
Растворил бы Р2Р в изопропаноле 20г/50-100мл, добавил цеолит 15-30г, при перемешивании пропустил метиламин, получающийся прикапыванием либо насыщенного р-ра CH3NH2*HCl к твёрдму NaOH, либо р-ра метиламина к NaOH. Избыток 2х кратный от теории, или более(!). Проблема в том, что цеолит NaA одинаково хорошо поглощает и воду, и метиламин. Это же относится к силикагелю, а с MgSO4 вообще должна идти обменная реакция. Na2SO4 как осушитель недостаточно эффективен.
При таком проведении реакции, метиламин расходуется по мере растворения, а вода поглощается по мере образования. Поэтому можно обойтись минимальным количеством растворителя, а в конце пропускания образуется почти насыщенный раствор метиламина, что тоже плюс.
После окончания пропускания, перемешиваем несколько часов, сливаем жидкость с цеолита, и промываем 2 раза по 20-30 мл изопропанола.
Восстановление - присыпание 2х кратного количества NaBH4 (в расчёте на P2P), т.е. 3г при получении первитина, или 3х кратного (4,5г) при получении фенамина (всё-таки первичный амин), и выдержка 1-2 суток
Затем прилить половину от объёма воды и выдержать сутки, пока не перестанет выделяться водород.
Рм подкислить конц HCl до pH 1-2, отогнать изопропанол, извлечь любым растворителем примеси, щедро подщелочить NaOH , вытащить дихлорметаном основание и отогнать растворитель.
Собственно всё.
>Ю8. Растворить на холоде NaBH4 в трехкратном избытке в минимуме ИПСа, прикапать этот раствор к Rm.
Интересно посмотреть, как это у тебя получится NaBH4 растворим около 4г/100мл изопропанола, притом растворяется с большим трудом.
Конечно, во многих случаях удобно пользоваться готовым раствором NaBH4 в изопропаноле, но в данноом синтезе это излишне.
Кстати, насколько я знаю, скорость востановления кетонов выше скорости востановления иминов. Так что необходимо полностью удалять воду из рм, для сдвига равновесия в нужную сторону, иначе выход порежется. |
|
| Back to top |
|
|
Willie
|
| Joined: 14 Feb 2005 |
| Posts: 75 |
| Location: Moscow |
1107.76 Points
|
|
|
Fri Apr 08, 2005 3:03 pm |
|
|
По поводу растворимости: или у меня в баночка с надписью NaBH4 лежит что-то другое, или в бутылочке с надписью ... В общем, я пробовал. Растворяется в ИПСе нормально, без признаков выделения газа и нагрева.
Короче, надо пробовать. Пока буду смотреть умные книжки, что там пишут про кетоны-имины. |
|
| Back to top |
|
|
Demon
|
| Joined: 25 Mar 2005 |
| Posts: 8 |
|
165.06 Points
|
|
|
Fri Apr 08, 2005 4:04 pm |
|
|
>По поводу растворимости: или у меня в баночка с надписью NaBH4 лежит что-то другое, или в бутылочке с надписью ... В общем, я пробовал. Растворяется в ИПСе нормально, без признаков выделения газа и нагрева.
У меня боргидрид старый, вероятно частично разложился, а изопропанол абсолютированный - наверное, поэтому так и получается. Только вчера ебся часа два, растворял. |
|
| Back to top |
|
|
Glome
|
| Joined: 11 Mar 2005 |
| Posts: 29 |
| Location: Russland Uber Alles |
728.14 Points
|
|
|
Fri Apr 08, 2005 5:18 pm |
|
|
| Demon wrote: |
|
У меня боргидрид старый, вероятно частично разложился, а изопропанол абсолютированный - наверное, поэтому так и получается. Только вчера ебся часа два, растворял.
|
так все правильно, и у меня боргидрид в ИПСе плохо растворяется, приходится с суспензией работать. да в литературе (взять, например, "Комплексные гидриды в органическом синтезе") то же самое написано - в ИПСе растворимость где-то на уровне грамма на 100 г. растворителя...
кстати, в присутствии аминов или воды растворимость боргидрида резко
увеличивается...
ЗЫ. наверное, уже все знают, что восстановительное аминирование высшими аминами и амальгамой люминия работает очень херово. тем не менее, если кто заинтересован в N-этил, пропил или трет-бутил производгных, выход есть.
нужно отдельно приготовить имин и отдельно - суспензию мелкорастертого боргидрида в безводном ИПСе. имин готовят так: беруг немного ТГФа или че-нить похожего, добавляют туда кетон, чуть больше 1 мольного эквивалента амина (если он газообразный, пропускают газ в раствор кетона), добавляют мелкорастертый КОН, перемешивают несколько часов. чем менее основной амин - тем дольше идет эта реакция, так что лучше не торопиться.
ну и затем сливают с расплывшегося КОНа раствор имина в ТГФе, и прикапывают его на холоду при перемешивании к суспензии боргидрида в абсолютном ИПСе. получают близкий к количественному выход. |
|
| Back to top |
|
|
Glome
|
| Joined: 11 Mar 2005 |
| Posts: 29 |
| Location: Russland Uber Alles |
728.14 Points
|
|
|
Fri Apr 08, 2005 6:19 pm |
|
|
а вот метода товарища Бариума со старого улья по приготовлению триацетокси, вдруг кому поможет:
-------------------------------------------------------------
I use this method to make my own sodium triacetoxyborohydride:
To a suspension of 100 mmol sodium borohydride in 50 ml dry toluene is added 300 mmol GAA dropwise during good stirring. The temperature is kept below 30°C with cooling. When the gas evolution ceases, about 20 minutes, the suspended sodium triacetoxyborohydride is isolated by filtration1 and washed once with freshly distilled EtOAc. The filtercake is dried to constant weight under vaccum. The yield is almost quantitative if dry ingredients are used.
1. If one is accurate in measuring out the reagent (no excess HOAc) the toluene suspension can be freed from toluene by distillation under reduced pressure (bp. about 40°C @ 80 mbar). The result is a good quality sodium triacetoxyborohydride.
Commercial manufacturers use THF instead of toluene but I don't see any reason why since the product is as good if toluene is chosen.
------------------------------------------------------------- |
|
| Back to top |
|
|
Willie
|
| Joined: 14 Feb 2005 |
| Posts: 75 |
| Location: Moscow |
1107.76 Points
|
|
|
Fri Apr 08, 2005 6:24 pm |
|
|
А с обычным метиламином так что, не работает?
КОН используется как осушитель? А если взять метиламин.HCl (ну нет у меня газа!), разболтать его в ТГФ с кетоном и засыпасть мелкого KOH - по идее должно сработать, да? |
|
| Back to top |
|
|
Willie
|
| Joined: 14 Feb 2005 |
| Posts: 75 |
| Location: Moscow |
1107.76 Points
|
|
|
Mon Apr 11, 2005 8:58 pm |
|
|
| Вроде нашел цеолит, можно будет попробовать. На всякий случай подскажите, пожалуйста, растворимость метиламина в ИПСе и в ТГФ, а то и Сети не нашел ничего. Как я понимаю, при низких температурах растворимость выше, так? |
|
| Back to top |
|
|
Willie
|
| Joined: 14 Feb 2005 |
| Posts: 75 |
| Location: Moscow |
1107.76 Points
|
|
|
Mon Apr 11, 2005 9:11 pm |
|
|
| Интересно, а так можно делать: растворить P2P и метиламин.HCl в ИПСе, охладить, затем прикапывать раствор KOH в ИПСе? Смысл в том, чтобы образующийся метиламин-газ не уходил попусту, а сразу шел в дело. Единственное сомнение - как поведет себя фенилацетон и метиламин гидрохлорид вместе, не начнут ли реагировать непредсказуемым образом? |
|
| Back to top |
|
|
|
|
|
Powered by phpBB 2.0.11 © 2001, 2002 phpBB Group
Igloo Theme Version 1.0 :: Created By: Andrew Charron
|
Forums
Rhodium
The Hive
Shop
Profile
Log in
Register
Log in to check your private messages
2909