Präparate-Liste Organisch-Chemisches Grundpraktikum...2020/01/11 · Präparate-Liste Organisch-Chemisches Grundpraktikum D:\eigene\Texte\Praktikum\Vorschriften\Chickens_Script \script_2020.01.11.docx

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Präparate-Liste Organisch-Chemisches Grundpraktikum

D:\eigene\Texte\Praktikum\Vorschriften\Chickens_Script\script_2020.01.11.docx Letzte Bearbeitung: 11.01.2020

Dies ist kein Praktikumsscript – vielmehr eine Sammlung erprobter Vorschriften!

Diese ist bei weitem NICHT vollständig, enthält nur sporadisch Hinweise auf die Gefährlichkeit der eingesetzten Stoffe, enthält sicherlich Fehler und soll daher keinesfalls das Nachdenken sowie Rückfragen an die beteiligten Assistenten verhindern.

Da es sich um ein typisches "work in Progress" Projekt handelt, würde ich mich über jeden Kommentar – positiv, wie negativ – ausgesprochen freuen.

2020, T. Huhn



1 RADIKALISCHE SUBSTITUTIONEN ........................................................................................................ 5 1.1 BENZYLCHLORID AUS TOLUOL UND SULFURYLCHLORID ................................................................................................. 5 1.2 BENZYLBROMID AUS TOLUOL UND N-BROMSUCCINIMID ................................................................................................. 5 1.3 BROMIERUNG VON HALOGENTOLUOLEN MIT NBS .......................................................................................................... 5 1.4 4-(BROMOMETHYL)BENZOESÄURE AUS 4-METHYLBENZOESÄURE UND NBS ................................................................... 6 1.5 3-BROMCYCLOHEXEN AUS CYCLOHEXEN DURCH ALLYLISCHE SUBSTITUTION MIT NBS................................................... 6

2 NUCLEOPHILE SUBSTITUTIONEN ......................................................................................................... 7 2.1 1-OCTYLCHLORID AUS OCTAN-1-OL UND THIONYLCHLORID ........................................................................................... 7 2.2 ALKYL- UND ALKYLENHALOGENIDE AUS ALKOHOLEN UND HALOGEN-WASSERSTOFF-SÄURE ......................................... 7 2.2.1 1-Octylbromid aus Octan-1-ol und Bromwasserstoffsäure 7 2.2.2 1-Brombutan 7 2.2.3 Allylbromid 7 2.2.4 2-Brompropan 8 2.2.5 tert.-Butylchlorid aus tert.-Butanol und konz. Salzsäure 8 2.3 ISOPROPYLIODID AUS ISOPROPANOL UND IOD/ROTER PHOSPHOR ................................................................................... 8 2.4 ESSIGSÄUREOCTYLESTER AUS CHLOR- BZW. BROMOCTAN UND NATRIUMACETAT .......................................................... 8 2.5 DIMETHYL ACETYLENEDICARBOXYLATE ........................................................................................................................ 9 2.6 ALKYLPHENYLETHER AUS PHENOLAT UND BROMALKAN UNTER PHASENTRANSFERKATALYSE ......................................... 9 2.7 ALKYLNAPHTYLETHER UND ALKYLPHENYLETHER DURCH UMSETZUNG MIT TOSYLATEN................................................... 9 2.8 ETHERSPALTUNG DURCH IN SITU GENERIERTE IOD-WASSERSTOFF-SÄURE ................................................................... 10 2.9 KOLBE NITRILSYNTHESE IN DMSO ............................................................................................................................. 10 2.10 GLYCIN DURCH DELEPINE-REAKTION VON CHLORESSIGSÄURE .................................................................................... 10 2.11 (4-CARBOXYBENZYL)-TRIPHENYLPHOSPHONIUMBROMID AUS 4-(BROMOMETHYL)- BENZOESÄURE UND PPH3 ................. 11

3 ELIMINIERUNGEN .................................................................................................................................. 12 3.1 1,3-CYCLOHEXADIEN AUS 3-BROMCYCLOHEXEN DURCH ELIMINIERUNG MIT CHINOLIN .................................................. 12 3.2 PHENYLACETYLEN DURCH DOPPELTE ELIMINIERUNG VON 1,2-DIBROM-1-PHENYLETHAN ............................................... 12 3.3 2-METHYLPENT-2-EN-4-ON (MESITYLOXID) ................................................................................................................. 12 3.4 ACETYLENDICARBONSÄURE........................................................................................................................................ 12

4 ADDITIONEN AN DOPPELBINDUNGEN ................................................................................................ 14 4.1 1,2-DIBROMPHENYLETHAN DURCH ADDITION VON BROM AN STYROL ........................................................................... 14 4.2 TRANS-CYCLOHEXAN-1,2-DIOL DURCH HYDROXYLIERUNG MIT AMEISENSÄURE/H2O2 .................................................... 14 4.3 CIS-CYCLOHEXAN-1,2-DIOL DURCH HYDROXYLIERUNG MIT KMNO4 .............................................................................. 14 4.4 IODCYCLOHEXAN DURCH IODWASSERSTOFF-ADDITION AN CYCLOHEXEN ...................................................................... 15 4.5 α,β-DIBROMOSUCCINIC ACID....................................................................................................................................... 15 4.6 BROMACETALDEHYD-DIMETHYLACETAL ...................................................................................................................... 16 4.7 BROMOACETALDEHYD DIMETHYL (OR DIETHYL) ACETAL (KOMPLIZIERT) ........................................................................ 16 4.8 4-CYCLOHEXEN-1,2-DICARBONSÄUREANHYDRID DURCH DIELS-ALDER REAKTION VON IN SITU ERZEUGTEM 1,3-BUTADIEN

MIT MALEINÄUREANHYDRID ........................................................................................................................................ 17 4.9 TROPOLON [2-HYDROXY-2,4,6-CYCLOHEPTATRIEN-1-ONE] ......................................................................................... 17 4.9.1 7,7-Dichlorobicyclo[3.2.0]hept-2-en-6-one 17 4.9.2 Tropolone 18 4.10 7,7-DICHLOROBICYCLO[4.1.0]HEPTAN DURCH [2+1] CYCLOADDITION VON DICHLORCARBEN AND CYCLOHEXEN ........... 18

5 SUBSTITUTIONEN AN AROMATEN ...................................................................................................... 20 5.1 3-BROMACETOPHENON DURCH BROMIERUNG VON ACETOPHENON ............................................................................... 20 5.2 3-BROMACETOPHENON DURCH BROMIERUNG VON ACETOPHENON MIT DIB .................................................................. 20 5.3 4-BROMACETOPHENON DURCH FRIEDEL-CRAFTS-ACETYLIERUNG VON BROMBENZOL .................................................. 20 5.4 3,4-DICHLOACETOPHENON ......................................................................................................................................... 21 5.5 β-BENZOYL ACRYLSÄUREN ......................................................................................................................................... 21 5.6 MALACHITGRÜN ......................................................................................................................................................... 21 5.6.1 4-(Dimethylamino)benzophenon 21



5.6.2 Bis[4-(dimethylamino)phenyl]phenymethanol 22 5.6.3 Bis[4-(dimethylamino)phenyl]phenymethyliumtetrafluoroborat 22 5.7 9,10-DIPHENYLANTHRACEN SOWIE 9,10-DIPHENYLETHINYLANTHRACEN ...................................................................... 23 5.7.1 Phenylboronsäure durch Grignard-Reaktion von Phenyl-Magnesiumbromid mit Trimethylborat 23 5.7.2 9,10-Dibromanthracen durch Bromierung von Anthracen in Eisessig 23 5.7.3 9,10-Diphenylanthracen durch bis-Suzuki Cross-Kupplung von Phenylboronsäure mit 9,10-Dibromanthracen 24 5.7.4 9,10-Diphenylethinylanthracen durch Sonogashira-Kupplung von Phenylacetylen mit 9,10-Dibromanthracen 24 5.8 5-CARBOXY BENZO[B]THIOPHEN AUS P-BROM THIOPHENOL ......................................................................................... 24 5.8.1 1-Bromo-4-(2,2-dimethoxy-ethylsulfanyl)-benzene 24 5.8.2 5-Bromo benzo[b]thiophene 25 5.8.3 5-Carboxy-benzo[b]thiophene 25 5.9 5-BROM-BENZO[B]FURAN AUS 4-BROMPHENOL .......................................................................................................... 25 5.9.1 4-Bromphenol 25 5.9.2 Brom-4-(2,2-dimethoxy-ethoxy)-benzol 26 5.9.3 5-Brom benzo[b]furan 26 5.10 DESS-MARTIN PERIODINAN ........................................................................................................................................ 26 5.10.1 Anthranilsäure durch Hofmann-Abbau von Phthalimid 26 5.10.2 Darstellung von o-Iod-benzoesäure aus Anthranilsäure durch Sandmeyer-Reaktion 26 5.10.3 Hydoxyiodindan-oxyd 27 5.10.4 Dess-Martin Periodinan (DMP) 27 5.11 1,3,5-TRIBROMBENZOL .............................................................................................................................................. 27 5.11.1 2,4,6-Tribromanilin 27 5.11.2 1,3,5-Tribrombenzol 28 5.11.3 Iod-2,4,6-tribrombenzol 28

6 OXIDATIONEN UND REDUKTIONEN ..................................................................................................... 29 6.1 SUBSTITUIERTE BENZOESÄUREN DURCH HALOFORMREAKTION VON ACETOPHENONEN ................................................. 29 6.2 DIPHENYLBUTADIIN DURCH OXIDATIVE KUPPLUNG VON PHENYLACETYLEN MIT LUFTSAUERSTOFF IN GEGENWART VON

KUPFER(I)-CHLORID ................................................................................................................................................... 29 6.3 L-VALINOL DURCH REDUKTION VON VALIN MIT LIALH4 ................................................................................................ 29

7 REAKTIONEN AN CARBONYLGRUPPEN ............................................................................................. 31 7.1 EINSTUFIGE PRÄPARATE ............................................................................................................................................ 31 7.1.1 1,1,2-Triphenylethylen durch Wittig-Horner Reaktion von Diethylbenzylphosphonat mit Benzophenon 31 7.1.2 4-Vinylbenzoesäure durch Wittig-Reaktion von (4-Carboxybenzyl)-triphenyl-phosphoniumbromid mit wässriger

Formaldehydlösung 31 7.1.3 3,5-Dimethylisoxazol aus 2,4-Pentandion und Hydroxylamin 31 7.1.4 4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure durch Hydrolyse von 4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäureanhydrid 32 7.1.5 Synthese von N-Acetyltaurin (NAT) 32 7.1.6 Synthese von 2-Oxo-2-(2-oxocyclohexyl)essigsäureethylester 32 7.1.7 Synthese von (4-Methyl-)Benzophenon durch Grignardaddition 33 7.2 DBU (1,9-DIAZABICYCLO[5.4.0]UNDEC-7-EN) ............................................................................................................ 33 7.2.1 Cyclohexanonoxim aus Cyclohexanon und Hydroxylaminhydrochlorid 33 7.2.2 Beckmann-Umlagerung von Cyclohexanonoxim zu ε-Caprolactam 33 7.2.3 N-(2-Cyanethyl)-ε-caprolactam durch Michael Addition von ε-Caprolactam an Acrylnitril 33 7.2.4 N-(3-Aminopropyl)-ε-caprolactam durch Hydrierung von N-(2-Cyanethyl)-ε−caprolactam 34 7.2.5 1.8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en aus N-(3-Aminopropyl)-ε-caprolactam 34 7.3 DARSTELLUNG DER IV-DDE-SCHUTZGRUPPE .............................................................................................................. 34 7.3.1 iso-Valerylchlorid aus iso-Valeriansäure 34 7.3.2 Dimedon aus Mesityloxid und Malonsäurediethylester 34 7.3.3 3-(4-Methyl-2-oxopentyloxy)-5,5-dimethylcyclohex-2-enon 35 7.3.4 2-(3-Methylbutanoyl)-5,5-dimethylcyclohexan-1,3-dion 35 7.4 PENTAMETHYLCYCLOPENTADIEN ................................................................................................................................ 35 7.4.1 2,3,5,6-Tetrahydro-2,3,5,6-tetramethyl-γ-pyron 35 7.4.2 2,3,4,5-Tetramethylcyclopent-2-enon 36 7.4.3 1,2,3,4,5-Pentamethylcyclopentadien (Cp*) 36 7.5 N,N-DIMETHYLENAMMONIUMCHLORID (ESCHENMOSER-SALZ) ..................................................................................... 37 7.5.1 Bis(N,N-dimethylamino)methan durch Reaktion von Formaldehyd mit Dimethylamin 37 7.5.2 N,N-Dimethyl-methylenammoniumchlorid (Eschenmoser-Salz) 37 7.6 O-NITROBENZYL CYANIDE .......................................................................................................................................... 37 7.6.1 o-Nitrophenylpyruvic acid oxime 37 7.6.2 o-Nitrobenzyl Cyanide 38 7.6.3 o-Aminobenzyl Cyanide 38



1 Radikalische Substitutionen 5


1 Radikalische Substitutionen

1.1 Benzylchlorid aus Toluol und Sulfurylchlorid

ToluolSO

OCl Cl

Cl+

AIBN

Lit.: Organikum, 20. Auflage, 193-194.

Trockenes Toluol (0.24 mol) und Sulfurylchlorid (0.2 mol) werden mit AIBN (ca. 100 mg) versetzt. Das Reaktionsgemisch wird im Rundkolben mit Rückflusskühler und Blasenzähler (zur Kontrolle der Gasentwicklung) zum Sieden erhitzt. Nach einer Stunde lässt man abkühlen, gibt die gleiche Menge AIBN zu und erhitzt weiter zum Sieden. Die Reaktion ist beendet, wenn keine Gasentwicklung mehr zu beobachten ist (ca. 8 - 10 h). Nach dem Abkühlen wäscht man kurz mit Wasser, trocknet über Magnesiumsulfat und fraktioniert über eine Kolonne. Ausbeute ca. 80 %. Achtung: Alle Geräte sind nach dem Abschluss der Darstellung noch unter dem Abzug mit

methanolischer KOH zu spülen, um Reste des tränenreizendes Produktes zu verseifen!

1.2 Benzylbromid aus Toluol und N-Bromsuccinimid O

O

NBr

O

O

NHBr

+ +Toluol

AIBN

Zu einer Mischung aus trockenem Toluol (100 ml) und N-Bromsuccinimid (0.1 mol, 17.8 g) gibt man AIBN (ca. 200 mg). Die Mischung erhitzt man im Rundkolben (500 ml) mit Kühler und aufgesetztem Trockenrohr vorsichtig unter Rückfluss, bis die Reaktion anspringt (sehr starkes Sieden!). Notfalls muss man dann etwas kühlen, muss hierbei aber darauf achten, die Reaktion nicht zum Stillstand kommen zu lassen. Das Reaktionsgemisch wird für eine weitere Stunde unter Rückfluss erhitzt, anschließend in einem Eisbad so lange gekühlt bis das Succinimid ausfällt. Durch Filtration über einen Büchnertrichter trennt man die flüssige Phase ab, wäscht mit etwas Toluol nach und destilliert das überschüssige Toluol am Vakuum ab. Anschließend wird am Vakuum destilliert. Ausbeute ca. 80 %. Achtung: Alle Geräte sind nach dem Abschluss der Darstellung noch unter dem Abzug mit

methanolischer KOH zu spülen, um Reste des tränenreizendes Produktes zu verseifen!

1.3 Bromierung von Halogentoluolen mit NBS

Cy-Hexan

O

O

NBr

O

O

NH+

XXX = p-Br, p-Cl

Br+AIBN

Lit.: analog zu 1.4

Zu einer Mischung aus Halogentoluol (0.1 mol) und N-Bromsuccinimid (0.1 mol) in Cyclohexan (100 ml) gibt man AIBN (ca. 100 mg) und erhitzt zum Sieden. Der Start der Reaktion kann sich durch starkes Schäumen bemerkbar machen. Das Reaktionsgemisch wird für weitere zwei Stunden unter Rückfluss erhitzt und anschließend in einem Eisbad so lange gekühlt bis das Succinimid und eventuell ein Teil des Produktes ausfallen. Durch Filtration über einen Büchnertrichter trennt man die flüssige von der festen Phase, nimmt den zurückbleibenden Feststoff in Wasser auf (um das Succinimid zu lösen) und extrahiert mehrfach mit Cyclohexan. Die vereinigten Cyclohexan-Phasen werden getrocknet (MgSO4), filtriert und anschließend vom Lösungsmittel befreit. Ist das Produkt flüssig, wird im Vakuum fraktioniert, handelt es sich um einen Feststoff, kann umkristallisiert werden. Hierbei ist die tränenreizende Natur der Benzylbromide zu berücksichtigen, sowie auf ihre leichte Verseifbarkeit zu achten.

1 Radikalische Substitutionen 6


1.4 4-(Bromomethyl)benzoesäure aus 4-Methylbenzoesäure und NBS

HOOCN

O

O

Br+HOOC

Br

Cy-Hexan

AIBNNH

O

O

+

Lit.: I.O.C. - Praktikum, Vers. 1.5.2.

Zu einer Mischung aus 4-Methylbenzoesäure (0.1 mol) und N-Bromsuccinimid (0.1 mol) in Cyclohexan (100 ml) gibt man AIBN (ca. 100 mg) und erhitzt zum Sieden. Der Start der Reaktion kann sich durch starkes Schäumen bemerkbar machen. Das Reaktionsgemisch wird für weitere zwei Stunden unter Rückfluss erhitzt und anschließend in einem Eisbad so lange gekühlt bis das Rohprodukt und Succinimid ausfallen. Durch Filtration über einen Büchnertrichter trennt man die flüssige von der festen Phase, wäscht den Filterkuchen noch dreimal mit Cyclohexan (je ca. 50 ml) nach und nimmt anschließend den Feststoff in Wasser (ca. 250 ml) auf und lässt 10 min rühren, um das Succinimid zu lösen. Nach erneuter Filtration wird der zurückbleibende Feststoff mit Eiswasser (ca. 80 ml) gewaschen, um restliches Succinimid zu entfernen. Der zurückbleibende Feststoff wird trockengesaugt und im Exsikkator über Phosphorpentoxid bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Ausbeute 80 %.

1.5 3-Bromcyclohexen aus Cyclohexen durch Allylische Substitution mit NBS

BrO

O

NBr

O

O

NHAIBN

Lit.: I.O.C. - Praktikum, Vers. 1.5.1

In einem 250 ml Rundkolben mit Rückflusskühler und Trockenrohr werden unter Rühren Cyclohexen (100 ml) und N-Bromsuccinimid (0.25 mol) ohne Lösungsmittel vorgelegt. Zu dieser Reaktionsmischung gibt man eine Spatelspitze AIBN und erhitzt das Gemisch anschließend für ca. 2 Stunden unter Rückfluss. Nach dem Abkühlen in einem Eisbad wird vom ausgefallenen Succinimid abfiltriert und der Filterkuchen mit zwei kleinen Portionen Cyclohexen nachgewaschen. Die vereinigten Filtrate werden unter Normaldruck destilliert. Das zuerst übersiedende Cyclohexen wird zurück gewonnen und abgegeben, der Rückstand anschließend am Vakuum destilliert. Ausbeute ca. 50 %

http://www.ioc-praktikum.de/iocp/versuche/1_5_2.pdf


2 Nucleophile Substitutionen 7


2 Nucleophile Substitutionen

2.1 1-Octylchlorid aus Octan-1-ol und Thionylchlorid

ClOH SOCl

Cl DMF+


Zu einer Mischung aus Octan-1-ol (0.2 mol) und trockenem DMF (ca. 2 ml) tropft man zuerst langsam, später etwas schneller Thionylchlorid (0.2 mol) zu. Entweichendes Schwefeldioxid und Salzsäure werden direkt mit einem Schlauch in den Abzugsschacht entlüftet. Nach beendeter Zugabe wird noch 4 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Das Rohprodukt wird anschließend direkt aus dem Reaktionskolben heraus destilliert. Das Destillat wird in einem kleinen Scheidetrichter mit Wasser (je 30 ml), ges. Natriumhydrogencarbonat-Lösung sowie noch weitere zwei mal mit ges. Kochsalzlösung gewaschen. Nach Trocknen über Magnesiumsulfat wird destilliert. Ausbeute 75 %. * Durch die Zugabe von DMF kommt man in dieser Vorschrift mit einem Äquivalent Thionylchlorid aus.

2.2 Alkyl- und Alkylenhalogenide aus Alkoholen und Halogen-Wasserstoff-Säure Lit.: analog Organikum, 20/21. Auflage. 220/228; Org. Synth. Col. Vol I, 1941, 25 - 35.

2.2.1 1-Octylbromid aus Octan-1-ol und Bromwasserstoffsäure HBraq., H2SO4 Konz.

BrOH 1-Octanol (0.2 mol) wird unter Kühlung vorsichtig zunächst mit wässrigem Bromwasserstoff (48%, 0.3 mol) und dann mit konz. Schwefelsäure (0.2 mol) versetzt und das Gemisch für 5 Stunden zum schwachen Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen wird vorsichtig auf Eis(-wasser) gegossen und zweimal mit Diethylether extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit Wasser und Kochsalzlösung gewaschen und anschließend über festem Kaliumcarbonat zum Trocknen gerührt. Destillation unter vermindertem Druck liefert das Produkt als farblose Flüssigkeit, der deutlich höher siedende Dioctylether verbleibt im Sumpf.

2.2.2 1-Brombutan HBraq., H2SO4 Konz.

BrOH Wässrige Bromwasserstoffsäure (48%, 0.35 mol) wird vorsichtig unter Kühlung und Rühren mit konz. Schwefelsäure (0.2 mol) versetzt. Hierzu wird n-Butanol (0.3 mol) langsam unter Rühren zugegeben. Anschließend tropft man in diese Lösung weitere konz. Schwefelsäure (0.15 mol) langsam zu und erhitzt dann unter Rückfluss für 5 Stunden. Nach Wechsel des Kühlers gegen eine Destillationsbrücke kann das entstandene 1-Brombutan direkt aus der Mischung heraus destilliert werden. Das Destillat wird mit Wasser gewaschen und nach dem Trocknen über Kaliumcarbonat erneut destilliert.

2.2.3 Allylbromid HBraq..

BrOH Wässrige Bromwasserstoffsäure (48%, 0.5 mol) wird in einer Destillationsapparatur mit Kolonne und gut kühlendem Liebigkühler langsam mit Allylalkohol (0.3 mol) versetzt. Das Produkt wird durch langsame Destillation direkt aus der Reaktionslösung isoliert. Um Exposition mit dem entstehenden Allylbromid zu vermeiden, wird am Destillationsvorstoß ein Schlauch angebracht der direkt hinter die Prallwand des Abzugs führt. Das rohe Allylbromid wird mit verdünnter Natriumcarbonat-Lösung gewaschen, über wenig Magnesium-sulfat getrocknet und erneut destilliert.


https://dx.doi.org/10.15227/orgsyn.017.0004



2.2.4 2-Brompropan

BrOHHBraq.

In gleicher Weise wie unter 2.2.3 kann aus iso-Propanol und wässriger Bromwasserstoffsäure (48%, 0.3 mol) iso-Prpopylbromid gewonnen werden.

2.2.5 tert.-Butylchlorid aus tert.-Butanol und konz. Salzsäure

HCl konz.ClOH

gut kühlen! Lit.: Org. Synth. Col. Vol I, 1941, 144 - 145.

In einem 500 ml Scheidetrichter wird zu gut gekühlter konz. Salzsäure (3 mol) tert.-Butanol (1mol) gegeben und unter ständigem Kühlen intensiv geschüttelt. Hierzu wird der Scheidetrichter mit dem Reaktionsgemischs zwischendurch immer wieder mit geöffnetem Hahn seitwärts auf ein Eis-Wasser-Gemisch gelegt und leicht geschwenkt, um den Inhalt intensiv zu kühlen. Die Reaktion ist beendet, wenn man keine weitere Zunahme der organischen Phase mehr beobachtet. Man lässt den Phasen nun ca. 20 min. Zeit zu separieren, lässt die untere ab und wäscht die obere mit wenig kaltem Wasser und kalter Natriumhydrogencarbonat-Lösung. Nach dem Trocknen über wenig Kalziumchlorid wird destilliert, das Produkt siedet bei 50-52 °C, die Ausbeute beträgt ca. 80%.

2.3 Isopropyliodid aus Isopropanol und Iod/roter Phosphor Lit.: analog Organikum, 20/21. Auflage. 222/230.

OH + I2 + P4 I

Trockenes iso-Propanol (0.3 mol) wird mit rotem Phosphor (0.1 mol) in einem 100 ml Einhalskolben mit aufgesetztem Tropftrichter vorgelegt. Der Tropftrichter wird bei offenem Hahn ca. 2 cm hoch mit dicht gepackter Glaswolle und darauf mit Iod (0.15 mol) beschickt. Auf den Tropftrichter setzt man einen Rückflusskühler mit Trockenrohr auf. Nun erhitzt man langsam zum Sieden. Der zurücklaufende Alkohol löst dabei Iod auf. Die Badtemperatur und der Tropftrichter werden so einreguliert, dass die Geschwindigkeit der Iod-Extraktion eine Kontrolle der Reaktion erlaubt. Wenn alles Iod gelöst wurde, erhitzt man noch für weitere 30 min. zum Rückfluss und destilliert anschließend das 2-Iodpropan direkt ab. Nach dem Waschen mit wenig Wasser und dem Trocknen über Magnesiumsulfat wird redestilliert. Ausbeute 80%, Produkt ist lichtempfindlich. Der im Sumpfkolben verbliebene Rest wird vorsichtig unter Rühren mit Wasser versetzt. Am nächsten Tag wird die wässrige Phase (H3PO4) von verbliebenem Feststoff (roter Phosphor) dekantiert und dem Abwasser zugeführt. Der feste Rückstand wird trocken gesaugt und mit dem Präparat zusammen abgegeben.

2.4 Essigsäureoctylester aus Chlor- bzw. Bromoctan und Natriumacetat

OCl

O

NaO

O

Aliquat 334[MeN(C8H17)3]Cl

+

Lit.: analog Organikum, 20. Auflage, 232 u. I.O.C. - Praktikum, Vers. 1.2.3

Chloroctan (0.1 mol) oder die entsprechende Menge Bromoctan, Natriumacetat (0.2 mol) und Aliquat 336 (Methyl-tri-octyl-ammoniumchlorid) (2.3 g) in Wasser (50 ml) werden unter kräftigem Rühren im Ölbad zum Rückfluss erhitzt. Nach ca. 4 Stunden wird der Umsatz an Hand einer Probe mittels DC kontrolliert. Ist alles Edukt verbraucht, wird abgekühlt und die sich bildende organische Phase abgetrennt. Die wässrige Phase wird noch zweimal mit Diethylether (je 30 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden einmal mit Natriumchlorid-Lösung (40 ml ges.) gewaschen und anschließend über Magnesiumsulfat getrocknet. Nach dem Entfernen des Lösungsmittels am Rotationsverdampfer und Destillation des Rohproduktes erhält man den Ester in einer Ausbeute von 80 %.





2.5 Dimethyl Acetylenedicarboxylate1 Lit.: Org. Synth. Coll. Vol. IV, 1963, 329-330.

KO2C CO2H

MeOH

H2SO4 MeO2C CO2Me

To 400 g. (510 ml, 12.5 moles) of methanol (commercial grade) in a 2-l. round-bottomed flask is added in small portions with cooling 200 g. (111 ml., 2.04 moles) of concentrated sulfuric acid. To this cooled solution is added 100 g. (0.66 mol) of the potassium acid salt of acetylenedicarboxylic acid (Präparat 3.4). The flask is fitted with a stopper holding a calcium chloride drying tube and allowed to stand with occasional swirling for 4 days at room temperature. The liquid in the flask is then decanted from the inorganic salt, which is washed with 500 ml. of cold water. The solutions are combined and extracted with five 500-ml. portions of ether. The ether extracts are combined and washed successively with 200 ml. of cold water, 150 ml. of saturated sodium bicarbonate solution2, and 200 ml. of cold water and then dried over anhydrous calcium chloride. After removal of the ether by distillation from a steam bath, the ester is distilled under reduced pressure from a modified Claisen flask. The yield of ester boiling at 95–98°C/19 mm. is 67–82 g. (72–88%); :25

Dn 1.4444–1.4452. The same general method has been used to prepare diethyl acetylenedicarboxylate. In this case absolute ethanol was used, and the ether extract was dried over anhydrous magnesium sulfate. The yield of diethyl ester from 100 g. of the acid potassium salt of acetylenedicarboxylic acid was 57–59 g. (51–53%); b.p. 96–98°C/8 mm; :25

Dn 1.4397.

2.6 Alkylphenylether aus Phenolat und Bromalkan unter Phasentransferkatalyse

OH

+

O

Aliquat 336NaOH + R-Br

R

R = n-Octyln-Butyl+ NaBr

Lit.: In Variation von I.O.C. - Praktikum, Vers. 1.2.2.

Zu einer Lösung von Natriumhydroxid (100 mmol) in Wasser (25 ml) gibt man Phenol (100 mmol). Anschließend wird dieses Gemisch mit dem entsprechenden Bromalkan (120 mmol) und Aliquat 336 (0.5 g) (Methyl-tri-octyl-ammoniumchlorid) versetzt und im Ölbad zum Rückfluss erhitzt. Das Ende der Reaktion ist daran zu erkennen, dass die eingesetzte Base vollständig verbraucht wurde (Einen Tropfen entnehmen und pH-Wert bestimmen), dies ist i.d.R. nach 2-5 Stunden der Fall. Die abgekühlte wässrige Phase wird einmal mit Diethylether extrahiert und anschließend verworfen, die organische Phase wird mit 1N Natronlauge (25 ml), Wasser (25 ml), sowie ges. Natriumchloridlösung (25 ml) gewaschen und anschließend über Magnesiumsulfat getrocknet. Nach dem Abfiltrieren vom Trockenmittel und Nachwaschen des Filterkuchens mit etwas Diethylether, wird am Rotationsverdampfer eingeengt und der Rückstand destilliert. Ausbeute ca. 70-80 %.

2.7 Alkylnaphtylether und Alkylphenylether durch Umsetzung mit Tosylaten

+ NaOH

OH

verd. NaOH

OEt-OTs

Lit.: F. Drahowzal, D. Klamann, Monatsh. Chem. 1951, 82, 588-592.

Das entsprechende Phenol (100 mmol) wird in Natronlauge (34 ml, 3 N) gelöst, mit Ethyl-p-toluolsulfonat (100 mmol) versetzt und 1 Std. unter Rückfluss und Rühren erhitzt. Im Anschluss wird NaOH (10 ml, 6 N) zugegeben und weitere 30 Min. erhitzt. Nach dem Abkühlen wird mit Ether aufgenommen, die organische Phase mit verd. NaOH und konz. Kochsalzlösung gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Nach Abdestillieren des Ethers wird im

1 Acetylendicarbonsäuredimethylester ist STARK tränenreizend und wirkt blasenziehend. Er sollte unter Einhaltung der nötigen Sicherheitsvorschriften gehandhabt werden. Bei Hautkontakt zuerst mit 95% Ethanol, dann mit Wasser und Seife abwaschen. 2 Wird NICHT vollständig entsäuert tritt bei der Destillation Zersetzung ein.



http://dx.doi.org/10.1007/BF00902810



Vakuum destilliert. Ethyl-2-naphthylether siedet bei 142-143°C/12 Torr, Ethylphenylether (Phenetol) bei 57°C/12 Torr, beide werden in Ausbeuten >80 % isoliert.

2.8 Etherspaltung durch in situ generierte Iod-Wasserstoff-Säure O

II

O I

P4O10, H3PO4, KI

P4O10, H3PO4, KI

Lit.: Org. Synth. Coll. Vol. IV, 1963, 321-322.

In einem trockenem 250 ml Dreihalskolben mit KPG-Rührer, Rückflusskühler und Tropftrichter werden zu 50 mmol P4O10 unter Rühren 0.25 mol ortho-Phosphorsäure (85%) zugetropft. Unter Wärmeentwicklung bildet sich eine homogene 95% Phosphorsäure. Nach dem Abkühlen3 trägt man 250 mmol Kaliumiodid unter Rühren ein. Zu dieser Mischung wird trockenes Tetrahydrofuran (62.5 mmol) zugetropft und anschließend für drei Stunden zum Rückfluss erhitzt (Ausbildung einer zweiten Phase). Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur gibt man zur Reaktionsmischung 25 ml Wasser und 80 ml Diethylether zu und überführt in einen Scheidetrichter. Nach dem Trennen der Phasen wird die wässrige noch einmal mit ca. 50 ml Ether extrahiert, die vereinigten Organischen Phasen werden anschließend mit Natriumthiosulfat-Lsg von Iod-Spuren befreit, mit ges. Kochsalzlösung gewaschen und über wenig MgSO4 getrocknet. Nach dem Abfiltrieren des Trockenmittels wird über eine kurze Kolonne bei vermindertem Druck destilliert. Reines 1,4-Diiodbutan ( :20

Dn 1.615) siedet bei 108-110 °C/10 Torr und wird in einer Ausbeute von >80 % als farblose Flüssigkeit isoliert. (Lagerung lichtgeschützt!). Die Vorschrift ist auch zur Synthese von Iodbutan (Sdp.: 130°C/760 Torr) aus Di-n-butylether geeignet.

2.9 Kolbe Nitrilsynthese in DMSO Lit.: R.A. Smiley, C. Arnold, J. Org. Chem. 1960, 25, 877-879.

Eine Suspension von trockenem Natrium- oder Kaliumcyanid (110 mmol) in trockenem Dimethylsulfoxid (80 ml) (DMSO) wird auf 40 °C Ölbadtemperatur erwärmt und das entsprechende p-Toluolsulfonat oder Halogenid (100 mmol) langsam zugetropft (bei festen Substanzen als Lösung in wenig DMSO). Nach vollständiger Zugabe wird die Ölbadtemperatur auf 80 °C erhöht und so lang weiter gerührt, bis dünnschichtchromatographisch kein Startmaterial mehr zu erkennen ist. (mit einer Pipette schnell die durch Kapillarkräfte aufsteigende Menge entnehmen, in einem "Eppi" mit wenig Ether und Wasser kräftig schütteln und die Etherphase tüpfeln) Zur Aufarbeitung wird das abgekühlte Reaktionsgemisch in Wasser aufgenommen und zweimal mit Ether extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit ges. Natriumchloridlösung gewaschen. Nach Trocknen über Magnesiumsulfat und Entfernen des Solvens am Vakuum wird das Rohprodukt destilliert. Die noch Cyanid enthaltenden wässrigen Lösungen werden auf pH = 12 -14 gebracht, vorsichtig mit H2O2 versetzt und für ca. eine Woche im Abzug belassen. Danach können sie gefahrlos dem Abwasser zugeführt werden.

2.10 Glycin durch Delepine-Reaktion von Chloressigsäure

OH

O

Ethanol, NH3aq.N

NN

N

Cl OH

OH2N+


Zu einer Lösung von Chloressigsäure (100 mmol) in Ethanol (100 ml) gibt man unter Rühren Urotropin (25 mmol) (Hexamethylentetramin). Nachdem sich alles gelöst hat, gibt man noch wässrige Ammoniaklösung (exakt 15 ml 25%ig) hinzu und erhitzt für 3 Stunden unter Rückfluss. Das nach dem Abkühlen ausgefallene Rohprodukt wird abgesaugt, in Wasser gelöst und mit einem Spatel Aktivkohle versetzt und anschließend kurz aufgekocht. Nach dem Abtrennen der Aktivkohle durch

3 Wird das Kaliumiodid in die noch warme Lösung gegeben bildet sich neben dem „erwünschten“ Iodwasserstoff auch elementares Iod.


http://dx.doi.org/10.1021/jo01076a001




Filtration wird das Produkt durch Zugabe von Ethanol ausgefällt, erneut filtriert und das so erhaltene Produkt im Exsikkator über Kaliumhydroxid bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Ausbeute ca. 60 %.

2.11 (4-Carboxybenzyl)-triphenylphosphoniumbromid aus 4-(Bromomethyl)- benzoesäure und PPh3

COOH

+

COOH

PPh3

Br PPh3Br

Acetonabs.

Lit.: I.O.C. - Praktikum, Vers. 4.3.2.8.

In einem 250 ml Kolben mit Rückflusskühler und Trockenrohr werden 4-(Brommethyl)-benzoesäure (50 mmol) (Synthese siehe 1.3) und Triphenylphosphin (50 mmol) in trockenem Aceton (150 ml) zusammengegeben und für zwei Stunden zum Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen der Reaktionsmischung im Eisbad wird vom ausgefallenen Feststoff durch einen Büchnertrichter abfiltriert, das Filtrat am Rotationsverdampfer auf ca. 80 ml eingeengt, abgekühlt und der hierbei ausfallende Feststoff erneut durch den selben Filter abgetrennt. Der Filterkuchen wird zweimal mit Diethylether (je 50 ml) nachgewaschen und anschließend trocken gesaugt und im Exsikkator bis zur Gewichtskonstanz über Phosphorpentoxid getrocknet. Ausbeute quant.

http://www.ioc-praktikum.de/iocp/versuche/4_3_2_8.pdf

3 Eliminierungen 12


3 Eliminierungen

3.1 1,3-Cyclohexadien aus 3-Bromcyclohexen durch Eliminierung mit Chinolin Br

+N

Lit.: Hünig, Märkl, Sauer (März 2000), Kap. 2.2.4, 145.

In einem 100 ml Rundkolben mit aufgesetzter Destillationsbrücke werden 3-Bromcyclohexen (100 mmol) und frisch destilliertes Chinolin (200 mmol) zusammengegeben und langsam im Ölbad auf bis zu 160 °C erhitzt. Das übersiedende 1,3-Cyclohexadien wird in einer mit Eis gekühlten Vorlage aufgefangen. Zur Aufarbeitung wird das Destillat im Scheidetrichter mit eiskalter Schwefelsäure (10 ml, 1M) und anschließend mit Eiswasser (5 - 10 ml) gewaschen. Sollte vor dem Trocknen noch zuviel Wasser im Kolben sein, so kann man dieses durch Ausfrieren im Tiefkühlschrank und anschließendes Abpipettieren des Produktes leicht entfernen. Abschließend wird über einer gerade ausreichenden Menge Magnesiumsulfat getrocknet (mind. 30 min.). Zur Reinigung wird bei Normaldruck in mit Eis gekühlte Vorlagen fraktioniert destilliert und die Brechungsindizes der einzelnen Fraktionen bestimmt.

3.2 Phenylacetylen durch doppelte Eliminierung von 1,2-Dibrom-1-phenylethan Br

Br

KOHEthanol


In einem 100 ml Rundkolben vermischt man 1,2-Dibrom-1-phenylethan (75 mmol) mit fein gepulvertem Kaliumhydroxid (350 mmol) (in einer Reibschale schnell mörsern, da hygroskopisch!). Nach dem Aufsetzten des Rückflusskühlers gibt man durch diesen Ethanol (24 ml) so langsam zu, dass die einsetzende heftige Reaktion durch die Regulierung der Zugabegeschwindigkeit gesteuert wird. Nach dem Abklingen der exothermen Reaktion wird noch für eine Stunde unter Rückfluss erhitzt. Das abgekühlte Gemisch wird vorsichtig in Wasser (100 ml) gegeben und die Lösung im Scheidetrichter zweimal mit Diethylether (je 150 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden über Magnesiumsulfat getrocknet und am Rotationsverdampfer vom Solvens befreit. Der Rückstand wird nach Überführen in einen kleineren Kolben unter reduziertem Druck fraktionierend destilliert, wobei die Vorlage mit Eis gekühlt wird (Sdp.: 142 - 144 °C bei normalem Druck!).

3.3 2-Methylpent-2-en-4-on (Mesityloxid) O OH O

I2, ∆


In einem 100 ml Rundkolben wird 4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanon (Diacetonalkohol) (0.25 mol) vorgelegt und mit Iod (0.3 g) versetzt. Das Gemisch wird in einer Destillationsapparatur langsam auf etwa 120 °C, im Laufe der Reaktion auf 150–160 °C Badtemperatur erhitzt, bis kein Destillat mehr übergeht. Das Destillat wird in einen Scheidetrichter vom Wasser getrennt und die organische Phase über MgSO4 getrocknet. Destillation bei Normaldruck liefert das gewünschte Produkt in 65–75% Ausbeute (Sdp. 130 °C bei normalem Druck)

3.4 Acetylendicarbonsäure Lit.: Org. Synth. Coll. Vol. II, 1943; 10-11; I.O.C. - Praktikum, Vers. 2.2.4.

a. mono potassium salt





3 Eliminierungen 13


CO2HKO2C

CO2KKO2CHO2CCHBrCHBrCO2H + 4KOH + 2KBr + 4H2O

CO2KKO2C + H2SO4 + KHSO4 A solution of potassium hydroxide is prepared by dissolving 122 g. (2.2 moles; 1.5 times the theoretical amount) of potassium hydroxide in 700 ml of 95 per cent methyl alcohol1 contained in a 2-l. round-bottomed flask provided with a reflux condenser. To this alkaline solution is added 100 g. (0.36 mole) of α,β-dibromosuccinic acid (Präparat 4.5), and the mixture is refluxed for one hour and fifteen minutes on a steam bath. The reaction mixture is cooled and filtered with suction. The mixed salts are washed with 200 ml of methyl alcohol2 and dried by pressing between filter papers; when dry the product weighs 144–150 g. This salt mixture is dissolved in 270 ml of water, and the acid potassium salt is precipitated by adding 8 ml of concentrated sulfuric acid in 30 ml of water. After standing for three hours, or overnight, the mixture is filtered with suction3.

b. free acetylenedicarboxylic acid

KO2C CO2Hexcess H2SO4 HO2C CO2H

The acid salt is then dissolved in 240 ml of water to which 60 ml of concentrated sulfuric acid has been added, and the solution is extracted with five 100-ml portions of ether. The combined ether solutions are evaporated to dryness on a steam bath, leaving pure hydrated crystals of acetylenedicarboxylic acid. After drying for two days over concentrated sulfuric acid in a vacuum desiccator the crystals decompose sharply at 175–176°C. The yield is 30–36 g. (73–88 per cent of the theoretical amount).

1 The yield is slightly lower when 95 per cent ethyl alcohol is used. 2 This salt mixture is composed of potassium bromide and potassium acetylenedicarboxylate. 3 This acid salt is practically bromine-free and does not require additional washing.

4. Additionen an Doppelbindungen 14


4 Additionen an Doppelbindungen

4.1 1,2-Dibromphenylethan durch Addition von Brom an Styrol Br

Br

Br2

CH2Cl2 Lit.: Organikum, 20/21. Auflage, 289/300.

Durchführung wie im Organikum beschrieben, jedoch an Stelle von Tetrachlorkohlenstoff oder Chloroform wird Methylenchlorid verwendet. Brom vorher nicht mit Schwefelsäure ausschütteln, Styrol vor der Reaktion im schwachen Vakuum destillieren (T<80 °C).

4.2 trans-Cyclohexan-1,2-diol durch Hydroxylierung mit Ameisensäure/H2O2 OH

OH+

OOH

H+ H2O2

Lit.: Organikum, 20/21. Auflage, 293/304; Org. Synth. Coll. Vol. III, 1955, 217-219

In einem 1 Liter Dreihalskolben mit Innenthermometer, Rückflusskühler und Tropftrichter werden 600 ml Ameisensäure und 1.2 mol Wasserstoffperoxidlösung (35%) vorgelegt. Anschließend tropft man unter Eiskühlung und kräftigem (!) Rühren (KPG-Rührer, bei kleineren Ansätzen großer Rührfisch) 1 mol Cyclohexen so zu, dass die Innentemperatur nicht über 45°C steigt. Sollte die Temperatur höher steigen, so kann man durch Unterbrechen des Zutropfens und des Rührens entgegen wirken. Die Zutropfdauer beträgt ca. 30 Minuten. Nach beendeter Zugabe wird über Nacht bei einer Temperatur von 65°C gerührt. Überprüfung auf noch vorhandene Peroxide erfolgt mit KI-Stärkepapier. An dieser Stelle unbedingt Rücksprache mit dem Assistenten! Die Reaktionslösung wird dann am Rotationsverdampfer auf ca. die Hälfte des Volumens eingeengt. Vorsicht: Schutzscheiben stets geschlossen halten! Zu dem Rückstand wird danach eine kleine Spatelspitze (ca. 5 mg) Phenolphthalein gegeben und bis zum Farbumschlag unter Eiskühlung vorsichtig unter Rühren mit NaOH-Lösung (50%ig) versetzt. Die Innentemperatur sollte dabei nicht über 65-70°C steigen. Dabei fällt ein farbloser Feststoff aus. Bei zu dick/viskos erscheinender Reaktionslösung kann an dieser Stelle mit etwas Wasser (ca. 100 ml) verdünnt werden. Nach weiterem 45 minütigem Erhitzen auf 45-50°C wird die Reaktionslösung mit Essigester gründlich extrahiert (10 x je 150-200 ml), wobei sich die wässrige Phase ins Gelbliche färbt. Zur Verringerung des Essigesterverbrauchs soll nach den ersten Extraktionen die organische Phase, nachdem sie über Natrium- oder Magnesiumsulfat getrocknet wurde, unter vermindertem Druck vom Lösungsmittel befreit werden, welches dann für die folgenden Extraktionen verwendet werden kann. Beim Entfernen des Lösungsmittels fällt das Rohprodukt als farbloser Feststoff mit leicht bräunlichen Verunreinigungen an. Zur Reinigung wird aus Essigester umkristallisiert. Der Feststoff wird abfiltriert und im Vakuum getrocknet. Die Ausbeute liegt bei 90%.

4.3 cis-Cyclohexan-1,2-diol durch Hydroxylierung mit KMnO4 OH

OH+ KMnO4

Lit.: Organikum, 20/21. Auflage, 295/306.

In einem durch Eis-Kochsalz gekühlten 750-ml-Dreihalskolben mit Innenthermometer, Tropftrichter und KPG-Rührer wird zu 0,1 mol Cyclohexen, gelöst in 200 ml Ethanol, unter kräftigem (!) Rühren eine Lösung von 0,09 mol Kaliumpermanganat und 10g Magnesiumsulfat in 250 ml Wasser so zugetropft, dass die Innentemperatur zwischen 0 und 5°C bleibt. Man rührt anschließend weitere zwei Stunden und saugt vom ausgeschiedenen Braunstein ab. Der Filterkuchen wird dreimal mit je 50 ml Aceton gewaschen. Man engt die vereinigten Filtrate im Wasserstrahlvakuum auf etwa 120 ml ein, sättigt den Rückstand mit Kochsalz und extrahiert vier- bis fünfmal mit je 50 ml Chloroform. Nach dem Trocknen mit Magnesiumsulfat wird das Chloroform abdestilliert und der Rückstand aus Toluol umkristallisiert. Smp 99 bis 120°C, Sdp.: 118°C/14 Torr; Ausbeute 65%.

http://orgsyn.org/orgsyn/pdfs/CV3P0217.pdf



4.4 Iodcyclohexan durch Iodwasserstoff-Addition an Cyclohexen

I

P4O10, H3PO4, KI

80 °C Lit.: Org. Synth. Coll. Vol. IV, 1963, 543-545.

Wie unter 2.8 beschrieben bereitet man aus 12 g P4O10 und 375 mmol ortho-Phosphorsäure (85%) eine 95% Phosphorsäure in die man nach dem Abkühlen1 375 mmol Kaliumiodid einträgt. Nach der Zugabe von 125 mmol Cyclohexen erhitzt man unter Rühren für drei Stunden auf 80 °C (Innenthermometer). Zur Aufarbeitung wird das abgekühlte Reaktionsgemisch unter Rühren mit 40 ml Wasser und 80 ml Diethylether versetzt, von evtl. ausfallenden Salzen dekantiert man in einen Scheidetrichter ab und wäscht mit weiteren 60 ml Ether nach. Die wässrige Phase wird ein weiteres mal mit ca. 50 ml Ether extrahiert, die organischen Phasen vereinigt und anschließend mit Natriumthiosulfat-Lsg von Iod-Spuren befreit. Nach dem Waschen mit ges. Kochsalzlösung und Trocknen über wenig MgSO4 wird über eine kurze Kolonne destilliert. Iodcyclohexan geht bei 48 – 50 °C / 4 Torr als farblose Flüssigkeit in einer Ausbeute von > 80% über (Lagerung lichtgeschützt!). Auf gleiche Weise sind Iodhexan und 2,3-Dimethyl-2-iodbutan in ~ 90% zugänglich.

4.5 α,β-Dibromosuccinic acid Lit.: Org. Synth. Coll. Vol. II, 1943, 177-178; I.O.C. - Praktikum, Vers. 3.1.5.

HO2CCO2H HO2C

CO2H

Br

BrBr2, ∆

H2O In a 2-l. three-necked, round-bottomed flask, equipped with a mechanical stirrer (Note 1), dropping funnel, and Friedrichs condenser, are placed 200 g. (1.7 moles) of fumaric acid and 400 g. of water (Note 2). The materials are thoroughly mixed until the fumaric acid has been completely wet by the water. The resulting thick, viscous mass is then stirred vigorously (Note 3) and brought to boiling by heating on an oil bath (Note 4). 276 g (94.3 ml, 1.7 moles) of bromine (Note 5) is now added as rapidly as possible through the dropping funnel, the rate of addition being so controlled that the Friedrichs condenser is continuously about half full of the refluxing liquid (Note 6). This operation takes about one hour (Note 7). After about 100 g. of bromine has been added, the dibromosuccinic acid forms rapidly and separates in tiny white needles. At the completion of the reaction there should be a slight excess of bromine, as indicated by the red color of the solution. Occasionally 5–10 g. of bromine has to be added at this point to ensure an excess. The reaction flask is now cooled to 10°C, with stirring. The product is then collected on a large Büchner funnel, and washed with cold water to remove the bromine liquor. The filtrate may be discarded, as it contains only impurities. The material is dried overnight at room temperature and need not be recrystallized; the yield is 343–400 g. (72–84 per cent of the theoretical amount).

Notes 1. A heavy stirrer with as large a paddle as possible is used, in order to rotate the mass of crystals

formed during the course of the reaction. 2. Any larger amount of water leads to the formation of monobromomalic acid, tartaric acid, and

compounds of unknown composition. 3. Vigorous stirring is essential to obtain good yields. 4. It is necessary to keep the reaction mixture boiling throughout the entire course of the reaction.

During the addition of the bromine, however, the heating should be reduced considerably, because the reaction is exothermic.

5. The top of the condenser should be connected direct to the hood for the vent off of bromine vapor, small amounts of which escape continually under the conditions of the experiment.

6. By this procedure most of the unchanged bromine is washed back into the flask, so that the amount escaping from the top of the condenser is kept at a minimum.

7. If the bromine is added over a much longer period of time, the yield is materially decreased.

1 Vergl. Anmerkungen zu Präparat 2.8.






4.6 Bromacetaldehyd-dimethylacetal Lit.: P.Z. Bedoukian J. Am. Chem. Soc., 1944, 66, 651–652.

Fehler! Es ist nicht möglich, durch die Bearbeitung von Feldfunktionen Objekte zu erstellen. Unter Kühlen mit einem Aceton/Eisbad tropft man unter Rühren zu Vinylacetat (1 mol) gelöst in Chloroform (150 ml) eine Lösung aus elementarem Brom (1 mol) gelöst in Chloroform (90 ml) so langsam zu, dass die Innentemperatur unter 10 °C bleibt. Die Zugabe dauert ca. 20 min. und ist beendet wenn zugegebenes Brom nicht mehr entfärbt wird. Dieses Reaktionsgemisch wird nun mittels eines Teflonschlauches zu trockenem Methanol (350 ml) unter Kühlen und Rühren zügig zugegeben. Man achtet durch gelegentliches Kühlen darauf, dass während der ersten Stunde nach der Zugabe die Temperatur nicht über 10 °C ansteigt. Nach weiteren 48 Stunden rühren, verdünnt man mit einem Liter Wasser und trennt die Bromacetaldehyd-Chloroform Schicht ab. Die abgetrennte Wasser/Methanol-Phase wird zwei weitere Male mit Chloroform (je ca. 150 ml) extrahiert, die vereinigten organischen Phasen werden über MgSO4 getrocknet und anschließend das Produkt durch Destillation unter Vakuum isoliert. Reines Bromacetaldehyd-dimethylacetal ( :20

Dn 1.4450) siedet bei 48 – 49 °C / 14 Torr, die Ausbeute beträgt ~ 85 %.

4.7 Bromoacetaldehyd dimethyl (or diethyl) acetal (kompliziert) Lit.: Org. Synth. Coll. Vol. III, 1955, 123-125.

OO

Br2 BrBr

O

O R-OHR-OAc

BrH

O

R-OHHBr Br

O

O

R

R

R = EtOH, MeOH Procedure An apparatus is assembled as shown in Fig. 1. The 4-l. three-necked round-bottomed flask A is equipped with a mechanical stirrer sealed with a well-lubricated rubber sleeve. In one neck of the flask are fitted a thermometer and a glass tube leading through a safety trap B to a water pump. In the other neck a 7-mm. glass tube, extending to the bottom of the flask, is attached to a 500-ml. bottle C in which is placed 255 ml. (5 moles) of bromine. This bottle is connected to a 500-ml. wash bottle D containing 250 ml. of sulfuric acid. The inlet tube of D is connected to a calcium chloride tube.

Fig. 1.

A solution of 430 g. (5 moles) of vinyl acetate2 in 1.5 l. (26 moles) of absolute ethanol is placed in flask A. The solution is cooled to about −10°C by an ice-salt mixture, and stirring is started. Gentle suction is applied at the outlet tube of B, and the bromine is introduced into A by a rapid current of air. The rate of introduction of the bromine, controlled by adjustment of the clamp E, should be regulated so that 8–10 hours is required to volatilize all the bromine. Stirring is stopped, and the reaction mixture is allowed to stand overnight and to come to the temperature of the room. The mixture is poured into 1.7 l. of ice water3; the lower layer of bromoacetal and ethyl acetate is separated4, washed twice with 300-ml. portions of cold water and once with 300 ml. of cold 10% sodium carbonate solution, and dried over two successive 25-g. portions of anhydrous calcium chloride for 30 minutes. The crude product weighs 990–1010 g.; it is purified by distillation under diminished pressure through a 20-cm. Vigreux column. The first fraction consists of ethyl

2 Frisch dest., trüben Vorlauf (enthält Wasser) verwerfen, Fraktion mit Sdp. 69–71°C/740 mm verwenden 3 Falls sich eine Emulsion bildet, 320 g Na2SO4 hydrat zufügen 4 Produkt ist tränenreizend! Unter dem Abzug handhaben.

http://dx.doi.org/10.1021/ja01232a501




acetate; this is followed by the pure bromoacetal which boils at 62–63°/15 mm. (84–85°/30 mm.) and which amounts to 610–625 g. (62–64%)5.

4.8 4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäureanhydrid durch Diels-Alder Reaktion von in situ erzeugtem 1,3-Butadien mit Maleinäureanhydrid

O

O

O

SO2 O

O

O

∆ +Xylol


In einem 100 ml Rundkolben mit aufgesetztem Rückflusskühler und Blasenzähler werden 60 mmol ∆3-Sulfolen sowie 40 mmol Maleinsäureanhydrid in 3 ml Xylol suspendiert. Es wird 5 min. bei RT. gerührt, anschließend das Ölbad vorsichtig aufgeheizt, bis das Xylol schwach siedet. Das Einsetzen der Reaktion kann spontan und dann sehr heftig verlaufen, darum LANGSAM erhitzen, evtl. Ölbad entfernen. Nach dem Abkühlen gibt man zu dem Rückstand 40 ml Xylol sowie ca. 1 g Aktivkohle hinzu, erhitz im bis zum Auflösen der Rohsubstanz und filtriert anschließend das noch noch heiße Gemisch und wäscht die im Filter verbleibende Aktivkohle mit etwas Xylol nach. Das so erhaltene Produkt (evtl. noch in Lösung wird erneut erwärmt, bis alles in Lösung geht, dann mit Petrolether versetzt, bis sich eine erste Trübung zeigt. Man kühlt den Kolben anschließend mit einem Eisbad ab, saugt das ausgefallene Produkt von der Mutterlauge ab und trocknet im Exsikkator über P4O10 (mp.: 92-102 °C). Sollte das so erhaltene Produkt nicht rein genug sein, so kann man aus Essigsäureethylester umkristallisieren (mit Petrolether Zusatz zum Ausfällen). Das Produkt wird in Versuch 7.1.4 weiterverarbeitet.

4.9 Tropolon [2-Hydroxy-2,4,6-cycloheptatrien-1-one] Lit.: Org. Synth. Coll. Vol. VI, 1988, 1037-1040.

4.9.1 7,7-Dichlorobicyclo[3.2.0]hept-2-en-6-one

Cl

OCl

Cl pentane, ∆

Et3N

O

ClCl

A 2-l., three-necked, round-bottomed flask fitted with an addition funnel, a reflux condenser, and a mechanical stirrer is charged with 100 g. (0.678 mole) of dichloroacetyl chloride (Note 1), 170 ml. (2 moles) of cyclopentadiene (Note 2), and 700 ml. of pentane (Note 3). The solution is heated to reflux under nitrogen and rapidly stirred while a solution of 70.8 g. (0.701 mole) of triethylamine (Note 4) in 300 ml. of pentane is added over a period of 4 hours (Note 5). After the cream-colored mixture has been refluxed for an additional 2 hours, 250 ml. of distilled water is added, dissolving the triethylamine hydrochloride; the layers are separated in a 2-l. separatory funnel. After extraction of the aqueous layer with two 100-ml. portions of pentane, the combined organic layers are filtered and dried by passage through absorbent cotton. Pentane and excess cyclopentadiene are then removed by rapid distillation. The resulting viscous, orange liquid is fractionally distilled under reduced pressure through a 30-cm. Vigreux column. Heat is supplied from an oil bath held at 105°. During collection of the first fraction, which consists mainly of dicyclopentadiene (Note 6), b.p. 61–62° (9 mm.), the cold finger and take-off tube must be warmed periodically with a heat gun to prevent plugging. The 7,7-dichlorobicyclo[3.2.0]hept-2-en-6-one, 101–102 g. (84–85%), Is collected as a colorless liquid, b.p. 66–68° (2 mm.), nD

25 1.5129, having a purity >99% as determined by GC analysis (Note 6) and (Note 7). Notes

1. Freshly opened bottles of dichloroacetyl chloride from Aldrich Chemical Company, Inc., were used. The acid chloride can also be prepared by the dropwise addition of 1 volume of dichloroacetic acid to 2.5 volumes of phthaloyl chloride heated to 140°. After the addition is complete, the solution is vigorously heated and dichloroacetyl chloride, b.p. 106–108°, is distilled through a 30-cm. column packed with glass beads; the yield is 85%.

5 78% Ausbeute wurden bei einem Ansatz halber Größe erzielt nachdem man nach dem Ende der Bromierung einfach 64h stehen lies und dann wie oben Aufarbeitete.





2. Cyclopentadiene was prepared by cracking dicyclopentadiene [Org. Synth., Coll. Vol. 4, 475 (1963)] of 95% purity purchased from Aldrich Chemical Company, Inc.

3. Technical grade pentane from Fisher Scientific Company was used. 4. Triethylamine from Eastman Organic Chemicals was used without further purification. 5. Faster addition results in some polymerization of the dichloroketene and darkens the precipitate. 6. Fractions were analyzed by GC (column: 0.3 × 120 cm., 20% SE-52 on Chromosorb P 60/80, 130°,

helium flow rate of 60 ml./min.). Retention times of 1.9 minutes for dicyclopentadiene and 4.6 minutes for the 7,7-dichlorobicyclo[3.2.0]hept-2-en-6-one were found.

7. 7,7-Dichlorobicyclo[3.2.0]hept-2-en-6-one has the following spectral characteristics: IR (neat) cm.−1: 1806 (C=O), 1608 (C=C); 1H NMR (CCl4), δ (multiplicity, number of protons, assignment): 2.70 (m, 2H, CH2), 4.10 (m, 2H, 2CH), 5.90 (m, 2H, CH=CH).

4.9.2 Tropolone

HOAc, ∆

NaOH

O

ClCl

O

OH

Caution! Benzene has been identified as a carcinogen; OSHA has issued emergency standards on its use. All procedures involving benzene should be carried out in a well-ventilated hood, and glove protection is required. A 1-l., three-necked, round-bottomed flask equipped with a mechanical stirrer, addition funnel, and a reflux condenser is charged with 500 ml. of glacial acetic acid and then, cautiously, 100 g. of sodium hydroxide pellets. After the pellets have dissolved, 100 g. (0.565 mole) of 7,7-dichlorobicyclo[3.2.0]hept-2-en-6-one is added and the solution is maintained at reflux under nitrogen for 8 hours. Concentrated hydrochloric acid is added until the mixture is about pH 1; approximately 125 ml. of acid is required. After the addition of 1 l. of benzene, the mixture is filtered and the solid sodium chloride is washed with three 100-ml. portions of benzene. The two phases of the filtrate are separated, and the aqueous phase is transferred to a magnetically stirred, 1-l., continuous extractor (Note 8). The combined benzene phase is transferred to a 2-l. pot connected to the extractor, and the aqueous phase is extracted for 13 hours. Following distillation of the benzene, the remaining orange liquid is distilled under reduced pressure through a 30-cm. Vigreux column, removing acetic acid. When tropolone begins to distill into the column, the condenser is replaced with a two-necked flask immersed in ice water. With vacuum applied through one neck of this receiver, tropolone distills at 60° (0.1 mm.) and is collected as a crude yellow solid, 66.4 g. (96%). A solution of the impure product in 150 ml. of dichloromethane is diluted with 600 ml. of pentane, 4 g. of activated carbon is added, and the mixture is heated to boiling. After removal of the carbon by filtration, the solution is maintained at −20° until crystallization is complete. Tropolone, 53 g. (77%) (Note 9), is collected as white needles, m.p. 50–51°, by filtration. Evaporation of the filtrate to dryness, dissolution of the residue in 800 ml. of pentane, treatment with activated carbon, and cooling to −20° yields an additional 8 g. (12%) of tropolone as pale-yellow crystals, m.p. 49.5–51°. Notes

8. A continuous extractor has been described in Org. Synth., Coll. Vol. 5, 630 Note 10 (1973). 9. Tropolone has the following spectral characteristics: IR (KBr pellet) cm.−1: 3210 (OH), 1613 (C=O),

1548 (C=C); 1H NMR (CDCl3), δ (multiplicity, number of protons, assignment): 7.33 (m, 5H, 5CH), 8.76 (s, 1H, OH).

4.10 7,7-Dichlorobicyclo[4.1.0]heptan durch [2+1] Cycloaddition von Dichlorcarben and Cyclohexen

ClCl

CHCl3 + NaOH :CCl2 + H2O + HClPTK

Lit.: J. Org. Chem. 2010, 75, 5773–5783.

Zu Adogen 464® oder einem beliebigen anderen Phasen-Transfer-Katalysator (0.6 g) gibt man Cyclohexen (100.0 mmol) sowie Chloroform (0.3 mol), erhitzt die Mischung unter kräftigem Rühren auf 50 °C und tropft innerhalb 20 min Natriumhydroxid (0.80 mol) in Wasser (60 ml) zu und rührt anschließend weitere 2 h bei 50 °C. Nach Ende der Reaktion stellt man den pH mit eiskalter Schwefelsäure (1M) auf 3 – 4 ein und

http://dx.doi.org/10.1021/jo100390p



extrahiert die kalte Reaktionsmischung mit Diethylether (3 x, je 40 ml). Nach dem Waschen der vereinigten organischen Phasen mit Kochsalzlösung wird über MgSO4 getrocknet und nach dem Entfernen des Lösungsmittels bei vermindertem Druck destilliert. Reines 7,7-Dichlorobicyclo[4.1.0]heptan siedet bei 73 – 76 °C/12 Torr, :20

Dn 1.503.

5 Substitutionen an Aromaten 20


5 Substitutionen an Aromaten

5.1 3-Bromacetophenon durch Bromierung von Acetophenon

OOBr

AlCl3

OAlCl3

Br2

Lit.: Org. Synt. Coll. Vol. V, 1973, 117-120.

In einem ausgeheizten Dreihalskolben mit einem kräftigen Rührknochen legt man wasserfreies AlCl3 (0.63 mol) vor. Zu dem kräftig gerührten AlCl3 tropft man unter Feuchtigkeitsausschluss Acetophenon (0.25 mol) zu wobei sich unter starker Wärmeentwicklung der Additionskomplex aus AlCl3 und dem Keton bildet12. Nach Zugabe von ca. 1/3 des Acetophenons wird das nun fast nicht mehr rührbare Gemisch mit einem vorgeheizten Ölbad auf ca. 160-170°C gehalten und das restliche Keton zugegeben. Nach vollständiger Zugabe entsteht eine (hell-) braune, gut rührbare Schmelze. Nach dem Abkühlen auf Raumtemp. wird unter Rühren Brom (0.32 mol) langsam zugetropft und nach vollständiger Zugabe für 1h auf 80°C erhitzt. Zur Aufarbeitung wird auf Eis gegeben und ausfallendes Aluminiumhydroxid mit konz. Salzsäure in Lösung gebracht. Die wässrige Schicht wird abgetrennt und noch zweimal mit kleinen Mengen Et2O extrahiert, die vereinigten organischen Phasen werden einmal mit Wasser, dann mit NaHCO3-Lösung neutral gewaschen und anschließend noch einmal mit konz. Kochsalzlösung gewaschen. Nach dem Trocknen über Magnesiumsulfat wird das Lösungsmittel entfernt und das Produkt am Vakuum (95-100°C/12 Torr) destilliert. Ausbeute 70%. :20

Dn 1.5738–1.5742; m.p. 7–8°C.

5.2 3-Bromacetophenon durch Bromierung von Acetophenon mit DIB

OOBrN

NN

O

O

O

Br

Br

H

H2SO4 Lit.: Organikum

5.3 4-Bromacetophenon durch Friedel-Crafts-Acetylierung von Brombenzol

Br O

Br+ AlCl3

O

Cl+

Lit.: Organikum, 20/21. Auflage, 361/380.

Zu 1 mol des Aromaten gibt man in einem 1-Liter-Dreihalskolben mit KPG-Rührer, Tropftrichter, Rückflusskühler und Trockenrohr 1.2 mol feinpulveriges Aluminiumchlorid und rührt, bis alles gelöst ist. Anschließend tropft man bei Raumtemperatur 1.05 mol Acetylchlorid langsam zu uns erwärmt nach vollständiger Zugabe für 5 Stunden auf 50 °C. Nach dem Abkühlen gibt man das Reaktionsgemisch auf Eis und bringt ausgefallenes Aluminiumhydroxid mit etwas konz. Salzsäure in Lösung. Die wässrige Schicht wird abgetrennt und noch zweimal mit Diethylether extrahiert, die vereinigten organischen Phasen werden zuerst mit verd. Natriumhydroxid-Lösung (~ 2%) zur Neutralisation und anschließend noch einmal mit konz. Kochsalzlösung gewaschen. Nach dem Trocknen über Magnesiumsulfat wird das Lösungsmittel entfernt und das Produkt am Vakuum destilliert. Ausbeute 80%.

12 Hierbei ist auf eine gute Verteilung zu achten, ansonsten durch Teerbildung Ausbeuteeinbuße.





5.4 3,4-Dichloacetophenon

Cl O

Cl+ AlCl3

O

OClO

Cl

Lit.: G.H. Stempel Jr., C. Greene, R. Rongone, B. Sobel, R. Odioso, J. Am. Chem. Soc. 1951, 73, 455-456.

Zu einer gut gerührten Mischung aus trockenem Aluminiumchlorid (0.5 mol) und o-Dichlobenzol (0.75 mol) tropft man Acetanhydrid (0.2 mol) so langsam zu, dass die Temp. ca. 75 °C nicht übersteigt. Nach voll-ständiger Zugabe wird so lang weiter bei 75°C gerührt, bis kein Chlorwasserstoff mehr entweicht (ca. 6 – 8h). Zur Aufarbeitung wird vorsichtig auf Eis gegossen, die organische Phase abgetrennt, die wässrige einmal mit wenig Ether extrahiert, die vereinigten organischen Phasen über Magnesiumsulfat getrocknet und destilliert – Smp.: 75°C. 3,4-Dichloroacetophenon siedet bei 130-135°C/12 Torr und wird in einer Ausbeute > 90% isoliert.

5.5 β-Benzoyl acrylsäuren

R

O

O

O

+AlCl3

R

O

O

OH

Lit.: D. Papa, J. Am. Chem. Soc. 1948, 70, 3356-3360; Org. Synth. Coll. Vol. III, 1955, 109-112.

Method I (R = H, X): To a mixture of 200 ml of anhydrous, thiophene-free (halo) benzene and 49 g. (0.5 mole) of maleic anhydride at room temperature, there was added in small portions 132 g. (1.0 mole) of aluminum chloride. The temperature rose to 40-45° during the addition and the mixture was then heated on the steambath for two to three hours. The reaction mixture was poured on ice and decomposed with ice cold 50% hydrochloric acid, the excess benzene distilled off under reduced pressure; and, after cooling, the crude acid was filtered off with suction. The crude acid was resuspended in 50% hydrochloric acid and filtered to remove last traces of aluminum, washed with copious amounts of water to remove remaining hydrochloric acid, filtered and finally air dried. Recrystallization from either benzene or methanol or mixtures thereof yields the light yellow β-(p-halo) acrylic acids. For further details of workup see: Org. Synth. Coll. Vol. III, 1955, 109-112. Method III (R = MeO, Alkyl): To a mixture of 200 ml of anhydrous methylene chloride, 132 g. (1.0 mole) of aluminum chloride and 48 g. (0.5 mole) of maleic anhydride, there was added with stirring at room temperature 46 g. (0.5 mole) of substituted benzene in the course of one to one and one-half hours. There was a copious evolution of hydrogen chloride and after stirring for four hours the reaction mixture was allowed to stand overnight. The reaction mixture was poured on ice and decomposed with ice cold 50% hydrochloric acid, the aqueous phase extracted with small portions of methylene chloride and the combined organic phases finally dried over MgSO4. After removal of the solvent under reduced pressure, the crude β-(p-substituted)-acrylic acid was recrystallized from benzene.

5.6 Malachitgrün 5.6.1 4-(Dimethylamino)benzophenon

NNH

OPh

1. POCl32. HCl/H2O

~ 70%

O

N

Lit.: Org. Synth. Coll. Vol. I, 1932, 217-219.

Zu einem Gemisch aus Benzanilid (100 mmol) und N,N-Dimethylanilin (340 mmol) tropft man innerhalb von 40 min Phosphoroxychlorid (140 mmol) langsam zu. Nach vollständiger Zugabe wird das Reaktions-gemisch zur Vervollständigung der Reaktion zuerst auf 100 °C erhitzt (Innenthermometer), hierbei sollte








alles in Lösung gehen. Anschließend wird für 20 min. auf 140 °C erhitzt (Achtung: es kann zu einer stark exothermen Reaktion mit starkem Sieden kommen in dessen Folge beim späteren Abkühlen die Lösung erstarrt. In diesem Fall muss die Aufarbeitung invers erfolgen.) und anschließend bei 100°C weitere 2h rühren gelassen. Zur Aufarbeitung wird das auf ca. 50 °C abgekühlte Reaktionsgemisch vorsichtig direkt in warme verdünnte Salzsäure (13 ml HCIkonz. und 100 ml H2O) gegossen. Hierbei erwärmt sich die Lösung auf ca. 80°C und das entstandene Imid sowie restliches POCl3 werden hydrolysiert. Man lässt 3h rühren (hier kann man gut unterbrechen). Anschließend sollte ein homogenes Gemisch entstanden sein, eventuell ausgefallenes Benzanilid wird abfiltriert. Diese Lösung versetzt man unter Rühren mit 310 ml Eiswasser worauf hin sich zuerst eine milchige Suspension bildet. Aus dieser scheiden sich schnell grünliche Kristalle ab, Kühlen im Eisbad vervollständigt diesen Prozess. Nach dem Absaugen und Waschen mit kleineren Portionen Wasser wird aus Ethanol umkristallisiert – eventuell unter Aktivkohlezusatz. Die Ausbeute an farblosen bis blassgrünen Kristallen beträgt ca. 70%, Smp.: 89 – 90 °C.

5.6.2 Bis[4-(dimethylamino)phenyl]phenymethanol

O

N

N

MgBrOH

NN

Lit.: D.F. Taber, R.P. Meagley, D. Supplee, J. Chem. Educ. 1996, 73, 259-260.

Zu Magnesium-Spänen (100 mmol), vorgelegt in trockenem Ether (20 ml), tropft man 4-Brom-N,N-dimethylanilin zu. Zuerst ca. 1-2 ml ohne Lösungsmittel, nachdem die Grignard-Reaktion angesprungen ist wird das restliche Bromid mit trockenem Diethylether (ca. 80 ml) verdünnt und anschließend so langsam zu den Magnesiumspänen getropft, das der Ether schwach siedet. Nach vollständiger Zugabe erhitzt man so lang zum schwachen Sieden, bis das Magnesium vollständig abreagiert hat. Zu dieser Grignardlösung tropft man anschließend 4-(N,N-Dimethylamino)benzophenon (80 mmol) gelöst in trockenem Toluol (ca. 100 ml) langsam unter Rühren zu, erhitzt anschließend für 1h auf Rückfluss und lässt dann über Nacht bei Raumtemp. rühren. Zur Aufarbeitung wird die Reaktionsmischung unter Rühren langsam mit konz. Ammoniumchlorid-Lösung versetzt, anschließend die organische Phase abgetrennt, die wässrige noch dreimal mit kleinen Portionen Ether reextrahiert und die vereinigten organischen Phasen über Magnesiumsulfat getrocknet und am Vakuum eingeengt. Das zurückbleibende Öl kann durch Anreiben mit einem Glasstab zur Kristallisation gebracht werden. Man kristallisiert aus einem Gemisch aus Ether/Petrolether um, farblose Kristalle vom Smp.: 108-112°C.

5.6.3 Bis[4-(dimethylamino)phenyl]phenymethyliumtetrafluoroborat

N N

OH

NN

HBF4

BF4 Lit.: K.T. Leffek, A. Suszka, Can. J. Chem. 1975, 53, 1537 – 1541.

Zu einer gekühlten Lösung (Eisbad) von Bis[4-(diethylamino)phenyl]methanol (3.0 g, 8.7 mmol) in Acetanhydrid (25ml) tropft man unter Rühren langsam eine Lösung von HBF4 (54%ig in Diethylether, 4.3 ml, 17 mmol) zu. Anschließend gibt man zu dem schwarz-violetten Gemisch THF (50 ml) zu und bewahrt über Nacht bei -20°C auf. Am nächsten Tag werden die tief gefärbten Kristalle abgesaugt, mit wenig Diethylether gewaschen und im Exsikkator über P4O10 getrocknet. Soll anstelle des Tetrafluoroborats das Oxalat dargestellt werden, verfährt man wie oben beschrieben, verwendet jedoch anstelle von HBF4 Oxalsäuredihydrat (1.5 g, 1.2 mmol) gelöst in THF (11 ml).

http://www.jce.divched.org/Journal/Issues/1996/Mar/jceSubscriber/JCE1996p0259.pdf

http://dx.doi.org/10.1139/v75-216



5.7 9,10-Diphenylanthracen sowie 9,10-Diphenylethinylanthracen 5.7.1 Phenylboronsäure durch Grignard-Reaktion von Phenyl-Magnesiumbromid mit

Trimethylborat

Br+ Mg

MgBr+ B

O

OO

BOH

OH

Lit.: F.R. Bean, J.R. Johnson, J. Am. Chem. Soc. 1932, 54, 4415 - 4425; P. Wipf, J.-K Jung, J. Org. Chem. 2000, 65, 6319 -

6337.

In einem Zweihalskolben mit Rückflusskühler und Trockenrohr werden Magnesium-Spänen (105 mmol), vorgelegt und mit trockenem Diethylether (50 ml) überschichtet. Hierzu tropft man langsam ein Gemisch aus Brombenzol (100 mol) gelöst in trockenem Diethylether (100 ml) zu. Die Zutropfgeschwindigkeit wird so eingeregelt, dass die Reaktion gut kontrolliert werden kann. Nach vollständiger Zugabe wird auf dem Ölbad für 30 Minuten zum Rückfluss erhitzt und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt. Man entfernt den Tropftrichter und ersetzt ihn durch eine Septumkappe, durch die man mit einer Spritze und Kanüle jeweils ca. 20 ml der Grignard-Lösung entnimmt. Die Grignard-Lösung gibt man nun mit dieser Spritze langsam zu einer auf -78 °C gekühlten Lösung (Aceton-Trockeneis) von Trimethylborat (150 mmol) gelöst in trockenem Diethylether (100 ml) unter Stickstoff (Septumkappe mit Ballon und Stickstoff-Füllung) zu. Die beim Eintropfen entstehende Trübung löst sich beim Rühren langsam wieder auf (trotzdem sollte man ein nicht zu kleines „Rührschwein“ benutzen!). Nach der vollständigen Zugabe lässt man im Kühlbad langsam über Nacht auftauen. Zur Aufarbeitung wird mit einem Eisbad auf 0°C gekühlt und ohne Schutzgas Salzsäure (100ml, 2N) langsam zugetropft und weitere 30 Minuten rühren gelassen. Anschließend wird dreimal mit Diethylether (je 70 ml) extrahiert, die vereinigten organischen Phasen mit Salzsäure (30 ml, 1N )und ges. Kochsalzlösung (30 ml) gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und am Vakuum eingeengt. Das Rohprodukt wird aus Toluol umkristallisiert. Alternativ kann es bei pH 3 in Wasser (60 - 80 ml) so lang erhitzt werden, bis die kristalline Masse in Lösung geht. Die noch heiße Lösung wird vom sich hierbei ausscheidenden braunen Öl dekantiert und zum Kristallisieren beiseite gestellt. Die Ausbeute kann durch mehrmaliges Auskochen des zurückbleibenden Öls mit kleinen Mengen an Wasser gesteigert werden. Ausbeute ca. 50 - 70%.

5.7.2 9,10-Dibromanthracen durch Bromierung von Anthracen in Eisessig Br

Br

+ Br2HOAc

Lit.: S. Jones, J.C.C. Atherton, Synth. Commun. 2001, 31, 1799 - 1802.

Anthracen (28 mmol) wird in Eisessig (150 ml) gelöst und anschließend unter starkem Rühren tropfenweise mit Brom (56 mmol) gelöst in Eisessig (25 ml) bei Raumtemperatur versetzt (ca. 5 Minuten). Anschließend lässt man weitere 30 Minuten weiterrühren, fällt das nun kanariengelbe Produkt durch Zugabe von Wasser (150 ml) und rührt weitere 15 Minuten. Nach dem Filtrieren über einen Büchnertrichter wäscht man mit wenig Wasser säurefrei und trocknet den Filterkuchen anschließend durch Durchziehen von Luft (mind. 1 Stunde) und danach im Exsikkator über Kaliumhydroxid bis zur Gewichtskonstanz. Ausbeute 97 % kanariengelber faserartiger Kristalle. Umkristallisation aus Eisessig.


http://dx.doi.org/10.1021/jo000684t

http://dx.doi.org/10.1021/jo000684t

http://dx.doi.org/10.1081/SCC-100104326



5.7.3 9,10-Diphenylanthracen durch bis-Suzuki Cross-Kupplung von Phenylboronsäure mit 9,10-Dibromanthracen

B

OH

OH

Br

Br

+

Ph

Ph

Pd(P(Ph)3)4

Lit.: S. Kotha, A.K. Ghosh, Synlett 2002, 451-452.

In einem 100 ml Zweihalskolben mit Gaseinleitungsrohr und aufgesetztem Blasenzähler wird ein Gemisch aus 9,10-Dibromanthracen (1 mmol), Phenylboronsäure (2.5 mmol), Natriumcarbonat (2.5 mmol) und Wasser (3 ml), sowie Toluol (10 ml) und Tetrahydrofuran (10 ml) durch Durchleiten von Stickstoff für ca. 15 Minuten entgast. Zu der Sauerstoff freien Lösung gibt man Tetrakis(triphenylphosphin)palladium (35 mg) zu, ersetzt das Gaseinleitungsrohr durch einen Glasstopfen (mit Klemme gesichert) und erwärmt unter Stickstoffatmosphäre für drei Stunden auf 85 °C (DC-Kontrolle!). Anschließend gibt man das abgekühlte Reaktionsgemisch auf Wasser (40 ml) und extrahiert dreimal mit Diethylether (je 75 ml). Die vereinigten und getrockneten organischen Phasen werden anschließend am Rotationsverdampfer vom Lösungsmittel befreit. Der Rückstand wird an Kieselgel chromatographiert und eventuell aus Essigester/Petrolether umkristallisiert. Ausbeute 90%.

5.7.4 9,10-Diphenylethinylanthracen durch Sonogashira-Kupplung von Phenylacetylen mit 9,10-Dibromanthracen

Br

Br

+Pd(PPh3)2Cl2, CuI

Ph

Ph

Et3N

Lit.: analog V. Jäger, in Houben-Weyl Bd. V/2a, Ed.: E. Müller, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 391 (1977).

Dibromanthracen (9.2 mmol), Bistriphenylphosphinpalladium(II)chlorid (5 mol%) sowie Kupfer(I)iodid (2.5 mol%) werden in einem ausgeheizten Kolben mit über Calziumhydrid getrocknetem Triethylamin (120 ml) suspendiert und durch Durchleiten von N2 oder zwei freeze-pump-cyclen entgast. Zu diesem Gemisch gibt man mittels einer Spritze Phenylacetylen (siehe 3.2) (24 mmol, 2.6 eq.) zu und lässt 24h rühren. Der Umsatz wird Dünnschichtchromatographisch verfolgt. Zur Aufarbeitung wird am Vakuum eingeengt, der Rückstand in Diethylether aufgenommen und von Katalysatorresten über ein kurzes Kieselgelpad filtriert. Die Lösung zeigt sehr starke blau-grüne Fluoreszenz, nach dem Einengen zur Trockene wird das Produkt in Form rot-orange-farbener Kristalle isoliert. Die Ausbeute beträgt 92%.

5.8 5-Carboxy benzo[b]thiophen aus p-Brom thiophenol 5.8.1 1-Bromo-4-(2,2-dimethoxy-ethylsulfanyl)-benzene

Br

SH

1

1. NaOMe, MeOH2.

Br

S

OOBr

OMe

OMe

To a solution of sodium methoxide (57 mmol) in methanol (50 ml) p-Bromthiophenol (10 g, 53 mmol) and dimethoxy-2-bromo ethane (9.8 g, 58 mmol) (see 4.7) were added in one portion at room temperature. The reaction mixture was refluxed for 4h.

http://dx.doi.org/10.1055/s-2002-20463



After evaporation of the solvent and usual aqueous workup the remaining liquid was distilled under reduced pressure to give 13.91 g (95%) of 1-Bromo-4-(2,2-dimethoxy-ethylsulfanyl)-benzene 1 as a colorless liquid boiling at 98°C (0.1 Torr). spectroscopic data: 1H-NMR: d 3.1 (d, 2 H, CH2, J=5.5), 3.4 (s, 6 H, OCH3), 4.5 (t, 1 H, CH, J=5.5), 7.4 and 7.2 (m, AA´BB´-

spinsystem, 4 H, Ph-H).

5.8.2 5-Bromo benzo[b]thiophene

Br

S

O O

1

S

Br

2

PPA / chlorobenzene

Lit.: Takeuchi, K.; Kohn, T.J.; Sall, D.S.; Denney, M.L.; McCowan, J.R.; Smith, G.F.; Gifford-Moore, D.S.

Bioorg. & Med. Chem. Lett., 9, 1999, 759-764.

1-Bromo-4-(2,2-dimethoxy-ethylsulfanyl)-benzene 1 (50.4 mmol) was added to a refluxing mixture of Polyphosphoric acid (PPA) (20 ml) in Chlorobenzene (250 ml). After refluxing for 27 h, the brownish liquid was decanted from the PPA, washed twice with water and the aqueous phase re-extracted twice with dichloromethane. After drying the solvent was removed under reduced pressure and the remaining dark oil was distilled at 10 Torr to yield 7.44 g (70%) of 5-Bromo benzo[b]thiophene 2 which crystallizes upon standing at room temperature.

5.8.3 5-Carboxy-benzo[b]thiophene

S

Br

2

1. Mg/Et2O2. CO2

S

HOOC

3

Lit.: G.M. Badger, D.J. Clark, W. Davies, K.T.H. Farrer and N.P. Kefford J. Chem. Soc. 1957, 2624-2630.

To Magnesium turnings (0.41g, 19.3 mmol) in of anhydrous diethyl ether (20 ml) a mixture of of methyl iodide (0.74 ml, 11.9 mmol) and of 5-bromobenzo[b]thiophene (1.26g, 5.9 mmol) was slowly added to maintain gentle boiling of the solvent. After completion of the addition the mixture was refluxed for 30 min, cooled down to room temperature, treated with a large excess of pulverized carbon dioxide and was allowed to stand for 12 h. Treating the remaining solid with hydrochloric acid (50 ml, 1M) and extracting three times with diethyl ether furnished – after solvent removal - 1.1 g of crude 5-carboxy-benzo[b]thiophene 3 as a pale yellow powder. Recrystallization from a water/ethanol mixture (3:1) gave 518 mg of analytical pure 3 with a melting point of 210°C.

5.9 5-Brom-benzo[b]furan aus 4-Bromphenol 5.9.1 4-Bromphenol

HO HO

Br0 - 5 °C

Br2 in CH2Cl2

Lit.: Organikum, 21. Auflage, 370.

Wie dort beschrieben lediglich mit DCM anstelle von Tetrachlorkohlenstoff

http://dx.doi.org/10.1016/S0960-894X(99)00076-1

http://dx.doi.org/10.1016/S0960-894X(99)00076-1

http://dx.doi.org/10.1039/JR9570002624



5.9.2 Brom-4-(2,2-dimethoxy-ethoxy)-benzol

Br

OH

1. K2CO3, NaI, Aceton2. O

OBrBr

O

O O

1 Lit.: M.R. Friedman, K.J. Toyne, J.W. Goodby, M. Hird J. Mater. Chem., 11, 2001, 2759-2772.

Eine Mischung bestehend aus p-Bromphenol (50 mmol) und Bromacetaldehyd dimethylacetal (55 mmol) (siehe 4.7) gelöst in Aceton (110 ml) wird mit fein gemörsertem Kaliumcarbonat (0.13 mol) unter Rühren versetzt und zum Rückfluss erhitzt. Wenn die Umsetzung vollständig ist (DC-Kontrolle) wird das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer entfernt und wässrig aufgearbeitet. Das zurückbleibende Öl wird unter vermindertem Druck destilliert.

5.9.3 5-Brom benzo[b]furan

Br

O

O O

1

O

Br

2

PPA / chlorobenzene

Lit.: M.R. Friedman, K.J. Toyne, J.W. Goodby, M. Hird J. Mater. Chem., 11, 2001, 2759-2772.

Analog der Synthese von 5-Bromo benzo[b]thiophene (siehe 5.8.2).

5.10 Dess-Martin Periodinan 5.10.1 Anthranilsäure durch Hofmann-Abbau von Phthalimid

60 %

NaOBr

NH2

OH

O

NH

O

O

In eine frisch hergestellte Hypobromid-Lösung (bei 0 °C werden 1 mol Brom in eine Lösung von 6 mol Natriumhydroxid in 2 L Wasser getropft) gibt man bei -5 °C unter Rühren Phthalimid (1 mol) zu. Übersteigt die Innentemperatur 40 °C, so wird gekühlt. Nach Rühren über Nacht versetzt man mit 20g Natriumsulfit, säuert unter Kühlen bis auf pH 2 an, rührt weitere 15 min. und neutralisiert anschließend gegen Kongorot. Das ausfallende Produkt wird anschließend unter Zuhilfenahme von gekörnter Aktivkohle aus Wasser umkristallisiert. Ausbeute 60% eines annähernd farblosen Feststoffes. F. 145 °C.

5.10.2 Darstellung von o-Iod-benzoesäure aus Anthranilsäure durch Sandmeyer-Reaktion

60 % I

OH

O

OH

O

NH2

1. NaNO22. KI

Lit.: analog zu Tietze/Eicher, I-13, S. 157

Beachte: Diazoniumsalze sind instabil. Gute Kühlung ist unbedingt erforderlich (Eis/Kochsalz)! Anthranilsäure (0.1 mol, 13.7 g) wird mit verdünnter Schwefelsäure (100 ml; ca. 1.5 M, 80 ml pro Liter) verrieben und in einem 250 ml Kolben mit etwas Eis versetzt. Unter guter Kühlung wird Natriumnitrit (0.11 mol, 7.5 g)) gelöst in Wasser (10 ml) zugetropft und 10 min. bei dieser Temp. gerührt. Das Diazoniumsalz wird daraufhin mit 2-3 Spatelspitzen Harnstoff versetzt und in eine gut gekühlte Lösung von Kaliumiodid (0.15 mol, 25 g) in 25 ml verdünnter Schwefelsäure gegeben. Es wird auf 60-70°C erwärmt, bis keine Stickstoffentwicklung mehr zu beobachten ist (Blasenzähler), ca. 60 min.

http://dx.doi.org/10.1039/B102837P

http://dx.doi.org/10.1039/B102837P



Nach dem Abkühlen im Eisbad wird evtl. entstandenes Iod mit Natriumhydrogensulfit zerstört, der kristalline Niederschlag abfiltriert und das Rohprodukt aus heißem Wasser umkristallisiert (Fp: 159 °C - 162°C). Ausbeute: ca. 60%.

5.10.3 Hydoxyiodindan-oxyd

I

OH

O

IO

O

O OH

KBrO3, H2SO4

65°C -> 0°C93 %

Lit.: J. Prakt. Chemie 338, 1996, 588-590.

Man gibt innerhalb von 0.5 h und bei T < 55oC Kaliumbromat (56 g, 0.45mol) zu einer stark gerührten Lösung von 2-Iodbenzoesäure (85.2 g, 0.34mol) und Schwefelsäure (730 ml, 0.73M). Das Gemisch wird 3.6 h auf 75 °C erwärmt und dann auf 0 °C gekühlt. Der Niederschlag wird abgesaugt, mit Wasser (1000ml) sowie zwei Portionen Ethanol (je 50ml) und abschließend noch zweimal mit trockenem Ether (je 50 ml) gewaschen. Ausbeute 89.1 g, 93%.

5.10.4 Dess-Martin Periodinan (DMP)

IO

O

O OH

p-TsOH, Ac2O

91 %

IO

O

AcO OAcOAc

Lit.: J. Prakt. Chemie 338, 1996, 588-590.

Methode C: Zu einer gut gerührten Lösung von p-Toluolsufonsäure-Monohydrat (0.50g) in Acetanhydrid (400ml) gibt man das Hydoxyiodinan III (100g, 0.36 mol) und erhitzt unter Feuchtigkeitsausschluss 2h auf ca. 80 °C. Man kühlt im Eisbad, filtriert unter Inertgas über eine Glasfritte und wäscht mit wasserfreiem Ether (5 x 50 ml). Der farblose Feststoff wird unter Inertgas im Tiefkühlschrank gelagert. Ausbeute: 138g, 0.325 mol, 91%. F. 134 °C.

5.11 1,3,5-Tribrombenzol 5.11.1 2,4,6-Tribromanilin

NH2

BrBr

Br

NH2

Br2

HOAc

Lit.: J. Org. Chem. 1995, 60, 1713 – 1719.

Zu einer Lösung von Anilin (10.0 g, 0.11 mol) in Eisessig (50 ml) tropft man Brom (16.5 ml, 0.33 mol) so langsam zu, dass keine dauernde Braunfärbung bestehen bleibt. Man lässt eitere 5 min. Rühren, gibt vorsichtig auf Eiswasser (200 ml) und filtriert das ausfallende Produkt mittels Büchnertrichter ab. Umkristallisation aus Ethanol ergibt farblose Nadeln des 2,4,6-Tribromanilins (31.4g, 87%) mit einem Smp.: 119-120 °C.

http://dx.doi.org/10.1002/prac.199633801112

http://dx.doi.org/10.1002/prac.199633801112




5.11.2 1,3,5-Tribrombenzol

NH2

NaNO2, H2SO4

N2 Eis, CaCO3,dann CuClBr

Br

Br Br

Br

Br

H2O, ∆

Br Br

Br

Lit.: J. Chem. Soc. 1947, 173-174.

2,4,6-Tribrombenzoldiazoniumsulfat: Zu einer Lösung von 2,4,6-Tribromanilin (5 g) in konz. Schwefelsäure (9.5 ml, δ=1.84) gibt man bei 0°C eine gekühlte Lösung von Natriumnitrit (2.0 g) in konz. Schwefelsäure (10 ml, δ=1.84) ) so langsam zu, dass noch keine nitrosen Gase (Braunfärbung) entstehen. Nach erfolgter Zugabe rührt man diese Mischung in eiskalten Eisessig (20 ml) ein und lässt 45 min. unter guter externer Kühlung (Eisbad) bei 0°C stehen. 1,3,5-Tribrombenzol: Diese Lösung des 2,4,6-Tribrombenzoldiazoniumsalzes wird auf Eis (250g) gegeben, mit Kalziumcarbonat neutralisiert und von Eisresten abfiltriert (das Volumen sollte ca. 300 ml betragen). Die noch kalte Lösung wird nun zügig und unter gutem Rühren in eine Lösung von Kupfer(I)chlorid (5 g) in konzentrierter Salzsäure (25 ml) eingerührt. Das Becherglas sollte wegen der heftigen Stickstoffentwicklung nicht zu klein gewählt werden! Erhitzen vervollständigt die Reaktion, nach dem Abkühlen ausgefallenes Produkt wird abfiltriert und aus Ethanol umkristallisiert. Man erhält 1,3,5-Tribrombenzol (3.2 g) mit einem Smp.: von 120 °C.

5.11.3 Iod-2,4,6-tribrombenzol

NH2

NaNO2, H2SO4

N2

Br

Br

Br Br

Br

Br

∆

Br Br

Br

I

KI

Lit.: J. Chem. Soc. 1947, 173-174.

Iod-2,4,6-tribrombenzol: Einrühren von fein gemörsertem Kaliumiodid zu der Lösung von 2,4,6-Tribrom-benzoldiazoniumsulfat (s. 5.11.2) führt zur Bildung des Iod-2,4,6-tribrombenzols. Nach der Umsetzung wird das Reaktionsgemisch auf Eis gegeben und das Produkt durch Filtration isoliert. Waschen mit kalter wässriger Kaliumiodidlösung und Wasser mit anschließender Umkristallisation aus Ethanol ergibt Iod-2,4,6-tribrombenzol (6.0 g) und Smp.: 105°C.

http://dx.doi.org/10.1039/JR9470000173

http://dx.doi.org/10.1039/JR9470000173

6 Oxidationen und Reduktionen 29


6 Oxidationen und Reduktionen

6.1 Substituierte Benzoesäuren durch Haloformreaktion von Acetophenonen O

HOBr OH

O

OH- + Br2

Br, MeO Br, MeO Lit.: Organikum, 20/21. Auflage, 414/450.

Durchführung wie im Organikum beschrieben, auf eine intensive Durchmischung der Phasen ist unbedingt zu achten! Bilden sich keine zwei Phasen ist die Reaktion noch nicht beendet!

6.2 Diphenylbutadiin durch oxidative Kupplung von Phenylacetylen mit Luftsauerstoff in Gegenwart von Kupfer(I)-chlorid

CuCl * TMEDA (kat.)

AcetonO2

Lit.: A.S. Hay, J. Org. Chem. 1962, 27, 3320-3321.

In einem 100 ml Rundkolben mit aufgesetztem Rückflusskühler und Tropftrichter, sowie Gaseinleitungsrohr gibt man CuCl (0.25g), TMEDA (0.3 g) sowie Aceton (40 ml). An den Rückflusskühler ist durch eine Sicherheitswaschflasche eine Wasserstrahlpumpe angeschlossen, so dass man durch diese einen mäßigen Luftstrom durch das Gaseinleitungsrohr in das Innere der Reaktionsapparatur leiten kann. Innerhalb von ca. 5 min lässt man nun Phenylacetylen (siehe 3.2) (50 mmol) aus dem Tropftrichter zutropfen, wobei gleichzeitig ein mäßiger Luftstrom die Apparatur durchströmt. Nach vollendeter Zugabe lässt man bei weiter eingeschalteter Wasserstrahlpumpe die Reaktion noch weitere 2-3 Stunden rühren. Sollte hierbei zuviel Aceton verdunsten, kann man einfach nachfüllen. Die Lösung wird zur Aufarbeitung direkt in einen 100 ml Rundkolben filtriert und über eine einfache Destillationsapparatur auf ca. 15 ml Volumen eingeengt. Beim Abkühlen (eventuell Anreiben mit einem Glasstab) kristallisiert das Rohprodukt aus. Um anhaftende Kupfersalze zu entfernen, versetzt man mit Wasser (30 ml) und filtriert durch einen Büchnertrichter. Das Rohprodukt wird so lang mit Wasser gewaschen, bis dieses nicht mehr blau abläuft. Das Rohprodukt wird trocken gesaugt, in Cyclohexan (ca. 50 ml) aufgenommen und über einen kleinen, mit Cellite (ca. 1 cm hoch) beschickten Büchnertrichter abgesaugt und zweimal mit Cyclohexan (je 20 ml) nachgewaschen. Nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels wird der Schmelzpunkt des Rohproduktes bestimmt. Zur weiteren Reinigung wird aus Ethanol/Wasser umkristallisiert und im Exsikkator über Kaliumhydroxyd getrocknet.

6.3 L-Valinol durch Reduktion von Valin mit LiAlH4 OHH2N

O

LiAlH4OHH2N

THF Literatur: Helv. Chim. Acta 2004, 87, 90-105.

Procedure for the synthesis of (L)-2-Amino-3-methylbutan-1-ol (L-valinol). In a 1L 3-neck-flask equipped with a reflux-condenser/oil-bubbler, a thermometer, and a nitrogen inlet LiAlH4 (11.1 g, 0.29 mol) was suspended in THF (500 ml) under nitrogen atmosphere. After cooling the content of the flask to 0 °C L-valine (23.43 g, 200 mmol) was added in small portions at 0 °C over 20 min (caution: H2-evolution) under stirring. The mixture was refluxed for 4 h under stirring and cooled to room temperature. The reflux-condenser was replaced by a 100 mL dropping funnel, then an aqueous solution of KOH (10%, 12 ml) and H2O (10 ml) were subsequently dropwise added under stirring and cooling (ice-bath; caution: H2-evolution). The cooling-bath was removed and the mixture stirred for additional 30 min. The resulting precipitate was separated by filtration, and extracted with boiling CH2Cl2 (250 ml) for 30 min. After a second filtration and


http://dx.doi.org/10.1002/hlca.200490021

6 Oxidationen und Reduktionen 30


washing of the residue (2 x 50 mL CH2Cl2) the combined organic filtrates were dried over Na2SO4 and concentrated in vacuo (50 °C, 750 to 20 mbar). The residue was purified by distillation through a Vigreux-column. Yield: 17.0 g (83%). Pale yellow liquid. Boiling point: 100 °C (10 mbar). α20

D= +16.7 (c=1, EtOH). Anmerkungen: Vorsicht beim Umgang mit LiAlH4: Kann an Luft/Luftfeuchtigkeit zünden. Das Reaktionsgefäß muss trocken (Ofen) und mit Schutzgas (Stickstoff oder Argon) gespült sein, um die Bildung von zündfähigen Knallgasgemischen während der Reaktion zu verhindern. Den während der Reaktion entstehenden Wasserstoff leitet man durch ein Öl-Blubberventil (auf den Rückfluss-kühler/Tropftrichter setzen) in den hinteren Absaugspalt des Abzuges. Benutzen Sie einen großen, möglichst schweren Rührfisch mit hohem Drehmoment. Benutzen Sie zum Filtrieren einen großen Büchnertichter/Filterpapier (ca. 10 cm Durchmesser) und statistisches Vakuum, das Sie gegebenenfalls von Zeit zu Zeit nachregulieren. Die Filtration ist zeitaufwendig!

7 Reaktionen an Carbonylgruppen 31


7 Reaktionen an Carbonylgruppen

7.1 Einstufige Präparate 7.1.1 1,1,2-Triphenylethylen durch Wittig-Horner Reaktion von Diethylbenzylphosphonat

mit Benzophenon

O

+P(OEt)2

O

Lit.: modifiziert nach: R. Baker, R.J. Sims, Synthesis 1981, 2, 117.

Diethylbenzylphosphonat13 (50 mmol) und Benzophenon (50 mmol) in trockenem Tetrahydrofuran (100 ml) werden zu einer Suspension aus Natriumhydrid (55 mmol) (Ölgehalt berücksichtigen) in trockenem THF (200 ml) und Polyethylenglycoldimethylether (0.5 ml) bei 0 °C langsam zugetropft. Der entweichende Wasserstoff wird direkt in den Abzug geleitet und die entstehende gelatinöse Suspension für weitere 5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wird vorsichtig ges. Ammoniumchlorid-Lösung zugetropft, bis keine Wasserstoffentwicklung mehr wahrnehmbar ist und erst dann das Reaktionsprodukt auf Wasser (300 ml) gegossen, dreimal mit Petrolether (je 100 ml) extrahiert und die vereinigten organischen Phasen mit ges. Kochsalz-Lösung (50 ml) gewaschen. Nach dem Trockenen über Magnesiumsulfat wird das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer entfernt und ggf. aus Ethanol umkristallisiert. Ausbeute 90%.

7.1.2 4-Vinylbenzoesäure durch Wittig-Reaktion von (4-Carboxybenzyl)-triphenyl-phosphoniumbromid mit wässriger Formaldehydlösung

COOH

P(Ph)3Br

+ H2CO

COOH

NaOH, H2O

Lit.: I.O.C. - Praktikum, Vers. 4.3.2.8.

Zu einer Suspension von 4-Carboxybenzyl-triphenylphosphoniumbromid (20 mmol) (siehe 2.7) in Wasser (30 ml) gibt man wässrige Formaldehydlösung (100 ml, 30%ig). Zu dem Reaktionsgemisch tropft man unter kräftigem Rühren innerhalb von ca. 50 min. Natriumhydroxid (160 mmol) in Wasser (30 ml) bei Raumtemperatur zu. Nach vollständiger Zugabe lässt man noch eine weitere Stunde bei Raumtemperatur weiterrühren. Das Reaktionsgemisch wird über einen Büchnertrichter vom ausgefallenen Triphenylphosphinoxid befreit, der Filterrückstand dreimal mit Wasser (je 40 ml) nachgewaschen. Das Filtrat wird durch langsame Zugabe von halbkonzentrierter Salzsäure auf pH 1 eingestellt, das ausgefallene Produkt über einen Büchnertrichter abfiltriert, mit etwas Eiswasser nachgewaschen, trocken gesaugt und im Exsikkator über Phosphorpentoxid bis zur Gewichtskonstanz getrocknet.

7.1.3 3,5-Dimethylisoxazol aus 2,4-Pentandion und Hydroxylamin

O

O+ H2NOH * HCl

NO

Lit.: I.O.C. - Praktikum, Vers. 4.1.2.4 .

Hydroxylaminhydrochlorid (215 mmol) werden in Wasser (30 ml) gelöst und mit Acetylaceton (200 mmol) gelöst in Ethanol (20 ml) versetzt. Anschließend wird so lang erhitzt, bis der Eisen(III)chlorid-Test (s. Organikum) negativ ausfällt (ca. 1 Stunde).

13 Organikum, 20./21. Auflage, 237/247.

http://dx.doi.org/10.1055/s-1981-29351





Nach dem Abkühlen wird das Reaktionsgemisch auf Eiswasser (ca. 120 ml) gegossen und viermal mit Diethylether (je 50 ml) extrahiert. Nach dem Trocknen der vereinigten organischen Phasen wird Fraktioniert. Ausbeute ca. 60 %.

7.1.4 4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure durch Hydrolyse von 4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäureanhydrid

O

O

O

O

O

OHOH


4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäureanhydrid (20 mmol) (Synthese siehe 4.8) wird in Wasser (ca. 20 ml) 2h zum Rückfluss erhitzt (alles Anhydrid sollte sich dann gelöst haben!). Anschließend lässt man die Lösung zuerst langsam, dann im Kühlschrank abkühlen. Das Rohprodukt wird abgesaugt und aus wenig Wasser umkristallisiert. Anschließend wird bis zur Gewichtskonstanz im Exsikkator über P4O10 getrocknet.

7.1.5 Synthese von N-Acetyltaurin (NAT)

H2NSO3H

1. KOH

O

OO2.

NH

SO3HO

EtOHabs. Lit.: M. Teraoka Hoppe-Seyler's Z. Physiol. Chem. 1925, 145, 238-243.

In absolutem Ethanol (300ml) wird Kaliumhydroxid (120 mmol) gelöst. Hierzu gibt man Taurin (120 mmol) in einer Portion zu und rührt bis alles gelöst ist. Nun tropft man zügig Essigsäureanhydrid (3.1 mol) zu. Hierbei beginnt das Reaktionsgemisch zu sieden. Nach vollständiger Zugabe lässt man für 8 Stunden bei 100°C Ölbadtemp. weiterrühren. Das Gemisch wird anschließend noch warm filtriert und dann abgekühlt. Hierbei fällt ein Teil des Produktes bereits in Form feiner kleiner farbloser Nadeln aus. Diese werden gesammelt, die Mutterlauge eingeengt und ausfallende Kristalle mit den ersten vereinigt. Umkristallisation erfolgt aus Ethanol. Das abgesaugte Produkt wird bei Raumtemperatur im Vakuum getrocknet. Nach Aufreinigung und Trocknung erhält man 2.9 g (14 %) NAT mit Smp.: 234°C (Lit.: 233-234°C).

7.1.6 Synthese von 2-Oxo-2-(2-oxocyclohexyl)essigsäureethylester

EtOHabs.

O O OOEt

O

OO

OEt

OEt

NaOEt+

Lit.: D7.2.8 Esterkondensation, Organikum, 20. Auflage, 1999, 560.

In einem 500-ml-Dreihalskolben mit Rückflusskühler und Calciumchloridrohr, Tropftrichter und Rührer wird aus Natrium (0.3 mol) und absolutem Alkohol (300 ml) eine Alkoholatlösung hergestellt. Nach völliger Auflösung des Natriums tropft man ein Gemisch der trockenen Edukte Cyclohexanon und Oxalsäure-diethylester (je 0.3 mol) unter Rühren und Kühlen mit Eiswasser zu. Anschließend wird bei Raumtemperatur über Nacht stehengelassen, mit der äquimolaren Menge Eisessig neutralisiert und in Eiswasser (ca. 1000 ml) gegossen. Man ethert mehrfach aus. Der Etherextrakt wird mit Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels wird der Rückstand durch Destillation im Feinvakuum gereinigt. Ausbeute 70 % mit Sdp.: 118°C/2 Torr. Das Rohprodukt kann direkt zur Decarbonylierung (Vorschrift s. Organikum "Decarbonylierung von Oxobernsteinsäure und 2,4-Dioxocarbonsäureestern") verwendet werden.


http://dx.doi.org/10.1515/bchm2.1925.145.5-6.238



7.1.7 Synthese von (4-Methyl-)Benzophenon durch Grignardaddition

+MgBr CN

NBrMg

O

Et2OH3O+

Lit.: I.O.C. - Praktikum, Vers. 4.3.2.6; J. Org. Chem. 1987, 52, 3901-3904.

Zu einer Phenylmagnesiumbromid Lösung in Ether (130 mmol) (Herstellung s. 5.7.1) wird unter Rühren bei Raumtemp. (4-Methyl)benzonitril (0.1 mol) gelöst in wenig trockenem Ether so zugetropft, dass der Ether schwach siedet. Nach vollständiger Zugabe wird für 5 h zum Sieden erhitzt, das Lösemittel anschließend am Rotationsverdampfer entfernt und das abgeschiedene Magnesiumsalz des Benzimins durch Zugabe von halbkonzentrierter Salzsäure (100 ml) und anschließendes Erhitzen für 1h zum Rückfluss zersetzt. Nach dem Abkühlen wird das Reaktionsgemisch mit Ether (3x je 50 ml) extrahiert, die vereinigten organischen Phasen mit NaCl-Lösung gewaschen und über MgSO4 getrocknete. Der nach dem Entfernen des Lösungsmittels zurückbleibende Feststoff wird aus Ethanol umkristallisiert. Ausbeute ca 70 %, Smp.: 4-Methylbenzophenon: 57 - 60°C, 4-Methoxybenzophenon: 58 – 60°C; Benzophenon: 48 – 51°C;

7.2 DBU (1,9-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en) 7.2.1 Cyclohexanonoxim aus Cyclohexanon und Hydroxylaminhydrochlorid

O+

NOH

H2NOH * HCl

Lit.: Organikum, 20./21. Auflage, 624/675.

Durchführung wie im Organikum beschrieben.

7.2.2 Beckmann-Umlagerung von Cyclohexanonoxim zu ε-Caprolactam

NOH

NH

O


Durchführung wie im Organikum beschrieben, jedoch an Stelle von Chloroform wird Diethylether zum Ausschütteln verwendet. Achtung: Angegebene Temperaturen strikt einhalten!

7.2.3 N-(2-Cyanethyl)-ε-caprolactam durch Michael Addition von ε-Caprolactam an Acrylnitril

NH

O

N+ N

O

N

KOH

Toluol Lit.: X.-H- Cheng, F.-C. Liu, Synth. Commun. 1993, 23, 3191 - 3194.

In einem 250 ml Dreihalskolben mit Tropftrichter, Rückflusskühler und Innenthermometer tropft man frisch destilliertes Acrylnitril (450 mmol), welches mit Hydrochinon (0.5 g) versetzt wurde zu einer 85 °C warmen Lösung von ε-Caprolactam (270 mmol) und fein gepulvertem Kaliumhydroxid in Toluol (50 ml) langsam unter Rühren zu. Nach vollständiger Zugabe lässt man eine weitere Stunde bei dieser Temperatur rühren, kühlt anschließend auf Raumtemp. ab, gibt Schwefelsäure (3 ml, 6 N) hinzu und filtriert vom ausgefallenen Niederschlag. Das Filtrat wird am Vakuum vom Toluol befreit und anschließend am Feinvakuum ohne Kolonne destilliert. Ausbeute ca. 90 %.



http://dx.doi.org/10.1080/00397919308011178



7.2.4 N-(3-Aminopropyl)-ε-caprolactam durch Hydrierung von N-(2-Cyanethyl)-ε−caprolactam

N

O

NN

O

NH2

Raney-NickelNaBH4

Lit.: X.-H- Cheng, F.-C. Liu, Synth. Commun. 1993, 23, 3191 - 3194.

In einem 250 ml Dreihalskolben mit Tropftrichter, Rückflusskühler und Innenthermometer tropft man Natriumboranat (100 mol) gelöst in Natronlauge (12.5 ml, 32%) so langsam zu einer Lösung des Nitrils (100 mmol) und Raney-Nickel (8 g) in 45 ml Methanol zu, dass die Temperatur nicht über 50 °C ansteigt. Nach vollständiger Zugabe rührt man noch weitere 30 min., kühlt auf Raumtemp. ab und filtriert vom Katalysator ab. Das Filtrat wird am Vakuum vom Methanol befreit und anschließend am Feinvakuum ohne Kolonne destilliert. Ausbeute ca. 75 %. Achtung: Zur Darstellung des Raney-Nickels (Urushibara-Nickel) siehe Reagenzienanhang des Organikums. Bei der Filtration vom Katalysator verwendet man zweckmäßigerweise einen Büchnertrichter. Bei dieser Filtration darf der Katalysator keinesfalls trockenlaufen, da er sonst spontan entflammt

7.2.5 1.8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en aus N-(3-Aminopropyl)-ε-caprolactam

N

O

NH2

N

N


Durchführung wie im Organikum beschrieben.

7.3 Darstellung der iv-DDE-Schutzgruppe 7.3.1 iso-Valerylchlorid aus iso-Valeriansäure

O

OH

O

Cl

SOCl2


Durchführung analog zu der im Organikum beschriebenen mit frisch destilliertem Thionylchlorid. Anschließend das Produkt durch Destillation reinigen.

7.3.2 Dimedon aus Mesityloxid und Malonsäurediethylester O

O

OO

O

O

O

+1. NaOEt, EtOH2. KOH, H2O

Lit.: Org. Synth. Coll. Vol. II, 1943, 200 - 203.

Zu Natrium (100 mmol) in einem 250 ml 3-Halkolben tropft man Ethanolabs. (40 ml) zu und erhitzt nach vollständiger Zugabe noch eine 1h zum Rückfluss. Hierzu tropft man bei Siedetemperatur unter Rühren Malonsäurediethylester (106 mmol) und nach ca. 10 min. langsam Mesityloxid14 (102 mmol) zu. Anschließend erhitzt man weitere 2h unter Rückfluss, gibt dann KOH (12.5 g) gelöst in Wasser (60 ml) vorsichtig zu und erhitzt unter Rühren für 2 – 3 Stunden. Danach lässt man 24h bei Raumtemp. rühren. Zur Aufarbeitung wird erhitzt und in der Siedehitze mit HCl (4N) der pH-Wert auf 3 – 4 eingestellt, ca. 50 ml Flüssigkeit abdestilliert, der pH-Wert erneut auf 3-4 eingestellt, kurz aufgekocht und anschließend abgekühlt. Das rohe Produkt scheidet sich als Öl ab und wird durch Anreiben zur Kristallisation gebracht,

14 Darstellung zweistufig aus Aceton, siehe K-10a und K10b in Reaktionen und Synthesen, Tietze/Eicher, Thieme (1991) bzw. Organikum, Aldolkondensation von Aceton am Soxhlet mit BaO2 und anschließender Iod katalysierten Eliminierung (siehe 3.3)

http://dx.doi.org/10.1080/00397919308011178




abgesaugt, mit kaltem Wasser uns schließlich mit kleinen Portionen Ether gewaschen. Umkristallisation erfolgt aus Aceton. Ausbeute ca. 65%, Smp.: 147-148 °C.

7.3.3 3-(4-Methyl-2-oxopentyloxy)-5,5-dimethylcyclohex-2-enon

O

O

O

O

O

Cl

O

Lit.: analog zu I.M. Montes, U. Burger Tetrahedron Lett. 1996, 37 1007 - 1010.

Dimedon (75 mmol) wird in CH2Cl2abs. (150 ml) in einem zwei-Halskolben mit Trockenrohr und Septumkappe vorgelegt und gelöst. Hierzu gibt man Pyridinabs. (112 mmol) und kühlte auf 0°C. Zu dieser gekühlten Lösung wird langsam iso-Valerylchlorid (83 mmol) gelöst in CH2Cl2 (40 ml) zugegeben und nach Entfernen des Kältebades für 12 h rühren gelassen. Nach beendeter Reaktion (DC-Kontrolle, PE/EE 1:1) wird das CH2Cl2 am Rotationsverdampfer entfernt, der Rückstand in Ether aufgenommen und mit NaHCO3ges. (5 x, je 40 ml) gewaschen, die vereinigten Waschphasen mit Ether (2 x, je 40 ml) reextrahiert und die vereinigten organischen Phasen über MgSO4 getrocknet, filtriert und am Rotationsverdampfer komplett eingeengt. Nach Kugelrohrdestillation erhält man 12.7 g (76%) Produkt als leuchtend gelbes Öl.

7.3.4 2-(3-Methylbutanoyl)-5,5-dimethylcyclohexan-1,3-dion

O

O

O O

O

OHO

O

kat. CN-

O

Lit.: analog zu I.M. Montes, U. Burger Tetrahedron Lett. 1996, 37 1007 - 1010.

45 mmol 3-(4-Methyl-2-oxopentyloxy)-5,5-dimethylcyclohex-2-enon, 13 ml Et3Nabs., 250 mg KCN und 115 ml MeCN abs. wurden in einem Einhalskolben mit Trockenrohr vorgelegt und 3.5 d bei Raumtemp. rühren lassen (DC-Kontrolle). Zur Aufarbeitung wird abrotiert, in EE aufgenommen und mit 1N HCl versetzt (ACHTUNG Blausäure - ABZUG). Nachdem sich kein HCN mehr bildete, wurde das saure Produkt durch fünfmalige Extraktion mit je 100 ml NaHCO3ges.-Lsg. in die Wasserphase extrahiert. Nach Neutralisation und fünfmaliger Extraktion der Wasserphase mit je 100 ml Ether wurden die vereinigten organischen Phasen über MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer eingeengt. Das zurückbleibende orangefarbene Öl wurde durch Chromatographie an Kieselgel aufgereinigt. Ausbeute: 96%.

7.4 Pentamethylcyclopentadien 7.4.1 2,3,5,6-Tetrahydro-2,3,5,6-tetramethyl-γ-pyron

O

H

OLiCl, KOH

MeOHO

O

+

In einen 4 Liter Dreihals-Kolben - mit KPG - Rührer, Intensivkühler und Septumkappe, durch die auch ein Innenthermometer in den Kolben führt - gibt man unter kräftigem Rühren zu Methanol (750 ml) technisches Kaliumhydroxid (120 g), Lithiumchlorid (16 g) und, nach Abkühlen auf Raumtemperatur, Diethylketon (636 g) und lässt anschließend 1.5 h nachrühren. Zum Reaktionsgemisch gibt man unter Kühlung - Eis/Aceton (-15 → -20oC) - gekühlten Acetaldehyd (1 Liter) direkt aus der Flasche via Teflonschlauch und Septumkappe so zu, dass die Innentemperatur sich im Bereich von 30 - 35 oC einpendelt (ca. 1 Stunde, wenn Reaktionskolben und Acetaldehyd gut gekühlt werden). Nach vollständiger Zugabe lässt man weitere 12 h zur Vervollständigung der Reaktion bei Raumtemp. rühren.

http://dx.doi.org/10.1016/0040-4039(95)02362-3

http://dx.doi.org/10.1016/0040-4039(95)02362-3



Anschließend wird die tiefrot gefärbte Lösung direkt mit verd. Salzsäure (ca. 675 ml, aus 175 ml konz. Salzsäure und 500 ml Wasser bereitet) neutralisiert (pH-Wert überprüfen !!). Die wässrige Phase wird in einem 4 Liter Scheidetrichter abgetrennt und verworfen (ACHTUNG: Die Phasentrennung dauert in der Regel ca. 1 - 2 h). Die organische Phase wird über Na2CO3 oder K2CO3 getrocknet und DIREKT von diesem am Wasserstrahl-Vakuum abdestilliert. Gesammelt wird der bereich von: Sdp.: 60 - 110 oC/13 Torr. (Vorlauf Methanol bei schwach vermindertem Druck abdestillieren !!!). Ausbeute: ca. 525 g (55 %).

7.4.2 2,3,4,5-Tetramethylcyclopent-2-enon

O

2

O

2aO

Op-TsOH

Toluol+

Zu 2,3,5,6-Tetrahydro-2,3,5,6-tetramethyl-γ-pyron (525 g) gelöst in Toluol (200 ml), wird p-Toluolsulfon-säure (64 g) gegeben. Das Gemisch färbt sich dabei dunkelbraun. Unter Rühren wird zum Sieden erhitzt und mittels Wasserabscheider (für Lösungsmittel mit Dichte kleiner als Wasser) werden im Verlauf von 8 h ca. 70 ml Wasser gesammelt. Die Reaktion ist beendet wenn kein Wasser mehr abgeschieden wird. Anschließend wird das abgekühlte Reaktionsgemisch in einem 5-Liter Becherglas (Gasentwicklung!) mit Na2CO3 oder K2CO3-Lsg. neutralisiert und die Phasen separiert und getrocknet. Die organische Phase reinigt man durch eine einfache Destillation am Wasserstrahl-Vakuum (ca. 13 mm Hg) vor, wobei das schwach gelb gefärbte Produktgemisch bis zu einem Sdp. von ca. 125 oC gesammelt wird. Redestillation über eine 20-cm Vigreux Kolonne ergibt zwei Fraktionen: I. 40-50 g (11 %) 2a (4-Methylhex-4-en-3-on), Sdp. 53-65 oC bei 13 mm Hg, sowie II. 290 g (62%) 2, Sdp. 79-83 oC bei 13 mm Hg.

7.4.3 1,2,3,4,5-Pentamethylcyclopentadien (Cp*) O

MeLi oder MeMgBr

Et2O Eine Apparatur, bestehend aus einem 4 l Dreihalskolben, beschickt mit Mg-Spänen (60 g), einem Intensivkühler, einem 1 l Tropftrichter und einem KPG-Rührwerk wird heiß zusammengesetzt und mit N2 gespült. Zur Präparation des Grignard-Reagenz werden ca. 300 ml trockener Diethylether vorgelegt und 150 ml Jodmethan in 750 ml trockenem Diethylether langsam zugetropft.(erst den Ether, dann das MeI Handschuhe!). Man lässt nach beendeter Zugabe 5 h nachrühren. Nun wird Tetramethylcyclopent(2)enon 2 (270 g) gelöst in trockenem Ether (500 ml) langsam zugetropft. Es entsteht gegen Ende des Eintropfens eine graue, pastige Suspension. Zur Vervollständigung der Reaktion wird 12 h bei Raumtemperatur nachgerührt. Man gibt die Suspension portionsweise auf Eis und fügt unter Rühren HClkonz. (250 ml) hinzu. Die organische Phase färbt sich hierbei tiefrot. Man trennt die Phasen, extrahiert die wässrige zweimal mit Ether (je 300 ml) und destilliert das Lösungsmittel über eine kleine Menge Mg-Späne ab. Die erhaltene ölige Flüssigkeit wird über eine 20-cm Vigreux Kolonne destilliert. Das Produkt geht bei exakt 49 oC/18 mbar über. Ausbeute: 220 g/ 250 ml (84%).



7.5 N,N-Dimethylenammoniumchlorid (Eschenmoser-Salz) 7.5.1 Bis(N,N-dimethylamino)methan durch Reaktion von Formaldehyd mit Dimethylamin

N NH2C=Oaq. + NH aq.

Lit.: H. Heaney, G. Papageorgiou, R.F. Wilkins, Tetrahedron 1997 53, 2941 - 2958.

Zuerst wird in einem 2-Liter Kolben mit Gaseinleitungsrohr und Rückflusskühler durch Einleiten von Dimethylamin in einen Liter Wasser eine ca. 40% Dimethylamin-Lösung in Wasser hergestellt. Da die Lösungswärme beträchtlich ist, muss der Kolben von außen mit einem Wasserbad gekühlt werden. Eventuell muss das Amin "etappenweise" eingeleitet werden. Zwischen Gasbombe und Reaktionsapparatur müssen auf jeden Fall zwei Sicherheitswaschflaschen geschaltet werden, um das Zurückschlagen der wässrigen Lösung in die Bombe zu verhindern. Wird die Gaseinleitung unterbrochen, muss das Gaseinleitungsrohr vor dem Abschalten des Gasstroms aus der Lösung gezogen werden. Der Gehalt der Lösung wird durch Auswiegen bestimmt. Zu 1 mol (36% wässrig) Formalin-Lösung gibt man bei 0°C unter Rühren tropfenweise 2 mol der oben hergestellten Dimethylamin-Lösung zu und lässt über Nacht auf Raumtemp. erwärmen. Am nächsten Tag wird mit festem Kaliumhydroxid gesättigt und die sich bildende organische Phase abgetrennt, über festem Kaliumhydroxid getrocknet und destilliert. Ausbeute 90%.

7.5.2 N,N-Dimethyl-methylenammoniumchlorid (Eschenmoser-Salz) Lit.: H. Böhme, K. Hartke, Chem. Ber. 1960 93, 1305 - 1309.

N NCl

O

+ N Cl

In einem 1 Liter Zweihalskolben mit Tropftrichter und Rückflusskühler mit Trockenrohr legt man eine Lösung von 0.2 mol Bis(N,N-dimethylamino)methan in 200 ml trockenem Diethylether vor. Zu dieser Lösung tropft man bei Raumtemp. 0.3 mol frisch destilliertes Acetylchlorid gelöst in 200 ml trockenem Diethylether langsam unter Rühren zu und lässt über Nacht stehen. Am nächsten Tag wird der ausgeschiedene Feststoff unter Schutzgas über eine ausgeheizte Fritte filtriert und mit drei Portionen zu je 100 ml trockenem Diethylether gewaschen. Wenn alles Lösungsmittel abgesaugt wurde, trocknet man am Feinvakuum der Ölpumpe mit zwischengeschalteter Kühlfalle mit flüssig Stickstoff-Kühlung. Ausbeute ca. 80%. Achtung: Produkt ist hygroskopisch und zersetzt sich bei Kontakt mit Feuchtigkeit.

7.6 o-Nitrobenzyl Cyanide 7.6.1 o-Nitrophenylpyruvic acid oxime

NO2

1. NaOEt, 2. OH-

3. HO-NH3]Cl

EtO

OOEt

O

NO2N

OH

O

OH Lit.: J. Am. Chem. Soc. 1950, 3047-3051.

o-Nitrotoluene (1 mol) and 146 g. (1 mol) of diethyl oxalate was poured into a cooled solution of 23 g of sodium in 400 ml. of absolute ethanol. The mixture was refluxed for 25 minutes. The ethyl o-nitrophenylpyruvate formed was then hydrolyzed by adding 100 ml. of water and refluxing for one hour. Unreacted o-nitrotoluene was then removed by steam distillation. The red solution of o-nitrophenylpyruvic acid was treated with activated charcoal and filtered. After cooling to 40-50°, 0.7 mol of hydroxylamine hydrochloride in 75 ml. of water was added. The excess acid was neutralized with 10% sodium hydroxide solution. After standing overnight, the solution was made acid to congo red with hydrochloric acid and refrigerated. The resulting oxime amounted to 125 g. (56%), m. p. 159-161°, including 5 g. secured by salting out the filtrate and cooling again.

http://dx.doi.org/10.1016/S0040-4020(96)01174-X

http://dx.doi.org/10.1002/cber.19600930610




7.6.2 o-Nitrobenzyl Cyanide

NO2NO2N

OH

O

OHNO

OO

∆ Lit.: J. Am. Chem. Soc. 1950, 3047-3051.

o-Nitrophenylpyruvic acid oxime (120 g, 0.54 mol) was added in small portions and with occasional stirring to 120 ml. of acetic anhydride heated to 110 °C. The decarboxylation and dehydration proceeded vigorously. The solution was brought to the boiling point for a few minutes and then cooled. This was followed by the addition of 200 g. of ice, and after standing in the refrigerator overnight, the product was filtered and washed with water. A total of 70 g. of crude o-nitrobenzyl cyanide was thus obtained, including that procured on neutralization of the filtrate with sodium hydroxide solution. Successive recrystallizations from ethanol, ethyl acetate and ethanol with the aid of activated charcoal yielded 57 g. (66%) of o-nitrobenzyl cyanide, m. p. 82- 84°, of sufficient purity to be reduced catalytically.

7.6.3 o-Aminobenzyl Cyanide

NO2

N

NH2

N5 % Pd/C

EtOH Lit.: J. Am. Chem. Soc. 1950, 3047-3051.

The hydrogenation at room temperature of 50 g. (0.31 mol) of α-nitrobenzyl cyanide in 150 ml. of 95% ethanol under an initial pressure of 50 lb. per sq. in. was catalyzed by 1.5 g. of 5% palladium on charcoal. The reduction was allowed to proceed until 0.93 mole of hydrogen was consumed. The resulting amine was completely soluble in the ethanol. The catalyst was filtered, and the volume of the filtrate was doubled by the addition of water. Upon refrigeration 36 g. (88%) of o-aminobenzyl cyanide, m. p. 70-72, crystallized.



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