Синтез фенилацетонов и фенилацетальдегидов из бензальдегидов (конденсация Дарзана).

Синтезы фенилацетальдегидов см. здесь.

#1.

Предоставлено Tricky

Окончательная методика синтеза фенилацетонов из бензальдегидов через конденсацию Дарзана (С) Barium.

1моль выбранного вами бензальдегида
1,1моль метил- или этил-2-хлоропропионата (тж. можно использовать другие эфиры хлорпропионовой кислоты)
1,5моль метоксида натрия (рекомендуется использовать продажный 30%р-р в метаноле)
200-250мл толуола

Поместите толуол, бензальдегид и хлороэфир в круглодонную колбу, оснащенную магнитной мешалкой, термометром и капельной воронкой. При охлаждении добавляйте к раствору метоксид такими порциями, чтобы температура смеси оставалась между 10 и 15°С. После того, как весь метоксид прибавлен, перемешивайте микстуру при комнатной температуре час. После этого поместите толуоловый раствор глицидового эфира в 5% раствор 1М гидроксида натрия, и нагревайте смесь до 70-75°С в течение часа, чтобы гидролизовать эфир. Далее толуоловый слой отделяют от водного. Натриевую соль глицидовой кислоты выделяют сгущением водного раствора на 1/3 и потом охлаждением до 10°С. Фильтрование и промывка холодным метанолом дает соль хорошей чистоты.

Фенилацетон получают напрямую нагреванием вышеполученного раствора до 90°С (предварительно доведя рН до 5,5 при помощи соляной или уксусной кислоты). Как только кислота добавлена, начинается выделение СО2. Слабокислый раствор варят при 90°С примерно час и потом еще 10 минут после прекращения выделения СО2. Раствор остужают до комнатной температуры, рН доводят до 8, и кетон экстрагируют эфиром, дихлорометаном или толуолом.

#2.

Предоставлено Fomalhaut'ом

См. https://www.the-hive.ws/forum/showflat.pl?Number=487007

Продвинутый Дарзан.

Использование МФК является эффективным способом проведения многих реакций через карбанионные интермедиаты [1]. Между тем, катализируемые основаниями р-ции галогенированных субстратов с карбонильными соединениями привлекают внимание [2,3] и в некоторых случаях позволяют получать оптически активные в-ва с использованием хиральных аммониевых солей в качестве МФК [4].
Обычно конденсация Дарзана проводится в безводных условиях [5], т.к. в присутствии воды или в условиях МФК отдельные альфа-галоэфиры гидролизуют. Хотя омыление может быть предотвращено использованием трет-бутиловых эфиров [6], эта процедура не является удобной в том случае, когда продукт конденсации должен быть подвергнут последующему гидролизу, как это происходит в случае глицидных эфиров.
Мы обнаружили, что простые альфа-галоэфиры эффективно депротонируются путем обработки карбонатом калия суспензированном в ДМФ в присутствии каталитических количеств тетраалкиламмониевых солей. В этих условиях альфа-галоэфиры не гидролизуют и образующиеся карбанионы гладко реагируют с ароматическими альдегидами, образуя соответствующие глицидные эфиры с большими выходами.
Полученные результаты приведены в таблице. Во всех случаях практически полная конверсия альдегида достигается после перемешивания суспензии при 40С в течение нескольких часов в присутствии 5%-ного мольного кол-ва хлорида бензилтриэтиламмония (BTEAC).
Как ожидалось, выходы глицидных эфиров уменьшаются в случае алифатических альдегидов из-за происходящей самоконденсации. Эта побочная р-ция доминирует в случае альдегидов с неразветвленной углеродной цепью, тогда как альдегиды с одним альфа-водородом дают удовлетворительные выходы оксиранов.
Кетоны превращаются в глицидные эфиры с меньшими выходами, чем альдегиды и дают смеси продуктов. Так, реакция циклогексанона и ацетофенона с альфа-хлорацетатом и альфа-хлорпропионатом дает максимальную конверсию (50-60%) после 100 часов и выходы глицидных эфиров составляют 30% и 35%, согласно ГЖХ.
Продукты р-ции получены в виде смеси Е- и Z-изомеров, исключая этил 2,3-дифенилглицидат, который выделен в виде чистого Е-изомера [8].
Галогенированные реагенты отличные от альфа-галоэфиров, например п-нитробензилбромид и фенацилбромид, претерпевают в этих условиях интенсивное разложение и не подходят для конденсации с альдегидами.
Зависимость конверсии бензальдегида от структуры реагента и концентрации катализатора исследована на параллельных экспериментах, проведенных при комн. тем-ре в течение 24ч.
Хотя некоторые эксперименты проведены в отсутствие МФК (10-15% конверсии), скорость р-ции сильно возрастает в присутствии тетраалкиламмониевых солей. Это наглядно иллюстрируется увеличением конверсии при увеличении концентрации МФК от 1% до 10% мольных: в случае альфа-хлорпропионата (с 40% до 72%) и альфа-хлорфенилацетата (с 91% до 98%). Однако в случае этил альфа-хлорацетата максимальная конверсия достигнута при концентрации BTEAC менее 1% и уменьшается с увеличением кол-ва катализатора (83%, 80% и 70% при концентрации BTEAC 5%, 10% и 30% соотв.).

    -----------------------------------------------------------
    R1          R2   R3     Time, h    Yield, %    b.p. (Torr)
    -----------------------------------------------------------
    Ph          H    Et       40(b)      90        73-4(0.04)
    Ph          Me   Me        (c)       80        73-4(0.2)
    Ph          Ph   Et       45(d)      85        100-3(0.05)
    2-ClPh      H    Et       6.5        85        100-5(0.2)
    2-ClPh      Me   Me       48         90        95(0.4)
    Veratryl    H    Et       96         82(e)     -
    Veratryl    Me   Me       46         92(e)     -
    i-Pr        H    Et       8.5        63        80(35)
    i-Pr        Me   Me       88         73        80(30)
    n-Heptyl    H    Et       52         32(f)     -
    n-Heptyl    Me   Me       88         48(f)     -
    -----------------------------------------------------------
    a) Выходы рассчитаны для перегнанных продуктов с чистотой более 95%.
    b)Р-цию проводили при 20С в присутствии 1% мольного BTEAC.
    c)72 ч при 20С плюс 24 ч при 40С
    d)При 20С.
    e)Выход определен для сырого продукта, т.к. эфир разлагается при перегонке.
    f)Выход определен по ГЖХ.

Структура МФК не оказывает особого влияния на ход реакции. Анналогичные результаты получены при использовании хлорида триоктилметиламмония (Аликват 336) и гидросульфата тетрабутиламмония.
С другой стороны, реакция сильно зависит от растворителя. В растворах углеводородов, например в бензоле, реакция не происходит. Значительно меньшая конверсия (до 40% от соответствующей для ДМФ) наблюдается в диоксане, ТГФ, диметоксиэтане и ГМФТА. Этот специфический эффект растворителя подтверждает способность ДМФ увеличивать основность карбоната калия, как это было ранее отмечено [12].
Лучшие результаты получены при использовании двух молей ДМФ на один моль карбоната калия и тем-ре не более 40-45С. При большей тем-ре катализатор разлагается в течение нескольких часов и требуется дополнительное его введение.
Хотя глицидные эфиры являются удобными интермедиатами для некоторых орг. производных [14], они, в основном, интересны способностью давать при гидролизе и декарбоксилировании карбонильные соединения с бОльшим числом атомов углерода. Эта процедура гомологизации позволяет превратить вератральдегид в 3,4-диметоксифенилацетон с общим выходом 80%.

Experimental.Experimental.
Получение глицидных эфиров. Общая процедура.
Суспензию безводного карбоната калия (6.9 г, 50 ммоль) в ДМФ (7.8 мл, 100 ммоль), содержащем альдегид (25 ммоль), альфа-хлороэфир (35 ммоль) и BTEAC (0.285 г, 1.25 ммоль) интенсивно перемешивают под азотом при 40С до тех пор, пока ГЖХ не покажет полную конверсию альдегида. Суспензию выливают в воду (50 мл) и экстрагируют эфиром (2х50 мл). Экстракты промывают водой, сушат над Na2SO4 и упаривают. Продукты очищают перегонкой в вакууме.
Получение 3,4-диметоксифенилацетона.
Суспензию безводного карбоната калия (6.9 г, 50 ммоль) в ДМФ (7.8 мл, 100 ммоль), содержащем вератровый альдегид (4.15 г, 25 ммоль), метил альфа-хлоропропионат (3.8 мл, 35 ммоль) и Аликват 336 (0.5 г, 1.25 ммоль) интенсивно перемешивают под азотом в течение 46 ч при 40С. За это время конверсия достигает 95% (ГЖХ). Реакционную смесь обрабатывают как указано выше и эфирный экстракт, содержащий глицидный эфир, перемешивают при комн. тем-ре с 50%-ным водным NaOH (4 мл). Бурная реакция начинается немедленно и глицидат натрия выделяется в виде густой пасты. Смесь перемешивают 10 минут и разбавляют водой (50 мл). Водный раствор отделяют, подкисляют HCl (pH=1) и перемешивают при 40С до прекращения выделения двуокиси углерода (около 30 минут). Выделившееся масло экстрагируют эфиром (30 мл) и сушат над Na2SO4. Упариванием эфира получают сырой 3,4-диметоксифенилацетон (3.87 г, 80%) более чем 98%-ной чистоты (ГЖХ). При использовании в качестве МФК BTEAC гидролиз глицидного эфира требует большего времени (около 3 ч) и выход кетона несколько ниже (72%).
Сцылки.
Блин, влом набирать. Если надо, пишите, донаберу.
Фомальгаут.

Назад к Оглавлению