Альфа-галоидированные уксусная и пропионовая кислоты.

1. Из альфа-аминокислот.

Предоставлено Zealot'ом

См. https://www.the-hive.ws/forum/showflat.pl?Number=403959

Поелику традиционный метод с ДМСО и ДМФА часто (я бы даже сказал слишком часто) дает осечки, мной во избежании дальнейших трахов, был разработан принципиально новый метод получения нитроэтана вообще и а-галоидпропионовых к-т в частности.
Хотя обычно именно а-аминокислоты получают из соотв. галоид к-т, мы тем не менее, как люди не совсем нормальные (абнормальные, субнормальные, паранормальные; необходимое подчеркнуть) «пошли другим путем» и вот к чему это привело:

Нитрозилбромид NОВг или окись азота NО и бром может служить для замещения аминогруппы на галоид в алифатических аминосоединениях.

Получение окиси азота NO:

Аппарат Киппа заряжают медной стружкой и разбавленной азотной к-той (d=1,2)
3Cu + 8HNO3 => 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO
Побочными продуктами обычно являются некоторые кол-ва закиси азота и сам азот. Для очистки газа от кислых паров его промывают р-ром щелочи или водой. В случае необходимости сушка ведется CaCl2.

а-Бромпропионовая к-та из аланина

CH3CH(NH2)COOH => CH3CHBrCOOH

> А) Метод с нитритом натрия:

> 84,5 г (0,5 моль; содержит 44,5 г аланина) бромистоводородной соли аланина растворяют в смеси 665 мл конц. HBr и 585 мл воды (что соответствует 1250 г 25%-ой HBr). При охлаждении до 0оС и интенсивном перемешивании добавляют по каплям в течение 3-4 часов насыщенный р-р 40 г (0,58 моль; 34,5 г – теор. необходимо) нитрита натрия. Затем оставляют стоять на холоде еще на 6 часов. После этого экстрагируют эфиром и упаривают, получая 66,9 г а-бромпропионовой к-ты (88% от теор.)

> Б) Метод с бромом:

> В трехгорлой круглодонной колбе 44,5 г (0,5 моль) аланина растворяют в смеси 50 мл конц. HBr и 50 мл воды. К полученному р-ру при охлаждении до 0оС в течение 6 часов прикапывают 12,8 мл (40 г; 0,25 моль) брома и одновременно пропускают равномерный и несильный ток окиси азота. Затем продувают РМ воздухом и экстрагируют диизопропиловым эфиром. Выход 58 г (76% от теор.)

а-Хлорпропионовая к-та из аланина

CH3CH(NH2)COOH => CH3CHClCOOH

> Метод с нитритом натрия:

> 62,5 г (0,5 моль; содержит 44,5 г аланина) хлористоводородной соли аланина растворяют в смеси 862 мл конц. HCl и 382 мл воды (что соответствует 1250 г 25%-ой HCl). При охлаждении до 0оС и интенсивном перемешивании добавляют по каплям в течение 3-4 часов насыщенный р-р 40 г (0,58 моль; 34,5 г – теор. необходимо) нитрита натрия. Затем оставляют стоять на холоде еще на 6 часов. После этого экстрагируют эфиром и упаривают, получая 46 г а-хлорпропионовой к-ты (85% от теор.)

2. Галогенированием усксусной/пропионовой кислот.

Предоставлено Альцем.

А. При помощи фосфора.

Приводится по С.Г. Крапивину («Практические работы по органической химии» М., 1910, стр.78)

2P+3CH3COOH=3CH3COCL+P(OH)3
CH3COCL+ CH3COOH=CH3CO-O-COCH3+HCl
CH3CO-O-COCH3+Cl2=CH2ClCOOCOCH3+HCl=CH2ClCOOH+CH3COCl
Конечно где «=» там стрелочка
Ледяной уксусной кислоты ……..60 г
Красного фосфора………………..5 г
Баллон с хлором
Круглодонную колбу (на 250 мл) соединяют с обратным холодильником при помощи двурогого форштосса; в вертикальное колено двурогого форштосса вставляют трубку, подводящую сухой хлор и доходящую до дна колбы (Примечание 1). Холодильник запирают трубочкой с хлористым кальцием.
В реакционную колбу помещают 60 г ледяной уксусной кислоты и 5 г. красного фосфора (Примечание 2), нагревают смесь до кипения и пропускают быстрый ток хлора.
Реакцию лучше всего производить на прямом солнечном свету (или при освещении лампой в 500-1000 вт). При обычных условиях освещения реакция продолжается долго: часов 6-10. Пропускание хлора прекращается тогда, когда проба кислоты при охлаждении до нуля в пробирке, при растирании палочкой, станет затвердевать.
При взятии пробы надо иметь в виду, что теплая хлоруксусная кислота разъедает кожу сильнее муравьиной кислоты.
Продукт реакции перегоняют с воздушным холодильником, собирая фракцию от 150 до 200 гр.С в фарфоровую чашку (под тягой). Дистиллят охлаждают ледяной водой и закристаллизовывают, потирая по стенкам чашки палочкой. Кристаллы по возможности быстро отсасывают на сосалке (Примечание 3).
Фильтрат перегоняют еще раз, собирая фракцию 170-200 гр.С. С этой новой фракцией поступают так же, охлаждая ее и затем отсасывая кристаллы. Соединив обе порции кристаллов, перегоняют их еще раз, собирая в возможно узких пределах при 186 гр.С. Температура плавления монохлоруксусной кислоты 63 гр.С. При хорошем освещении можно получить до 50 г чистой монохлоруксусной кислоты из 60 г уксусной кислоты.
Примечания.
1.Следует применять корковые пробки. Стеклянные трубки соединяют в стык. Пробки и каучуковые трубки для соединений следует пропарафинить. Более удобно проводить работу в приборе на шлифах.
2. Красный фосфор предварительно промывается водой и высушивается в эксикаторе над серной кислотой.
3. Лучше всего сделать такое приспособление: от большой воронки отрезать носик и вставить в нее при помощи каучуковой трубки другую, меньшую воронку. Пространство между двумя воронками заполняют льдом и отсасывают кристаллы монохлоруксусной кислоты, плотно отжимая их.
Б. При помощи серы.

Фосфор нужен, редок, гемороен в доставании, да и вообще надо стремиться к упрощению процессов, потому предлагаю на обсуждение-испытание следующее:
П. Сабатье, «Катализ в органической химии», Л., 1932 г. стр. 67
Различные реакции замещения. Хлорирование, бромирование, иодирование.

281. Сера. Способность к непосредственному образованию многочисленных, с различным содержанием хлора, соединений, выделяет серу, как хороший, умеренно действующий катализатор. При пропускании хлора в кипящую уксусную кислоту, содержащую серу, образуется монохлоруксусная кислота. В течение 2 часов из 7 весовых частей уксусной кислоты можно получить 10 весовых частей монохлоруксусной кислоты, с весьма малым содержанием хлористого ацетила. При обыкновенной температуре в присутствии серы или хлористой серы образуется только хлористый ацетил.(Anger и Behar, Bl (3). 2, 145 (1889).
А нахрена нам хлористый ацетил !? так ведь нужон, гад! С ацетатом натрия его, и вперед, к ангидриду.

Комментарии:

См. https://www.the-hive.ws/forum/showflat.pl?Number=400117

Антончо:

Хлорирование пропионовой кислоты описывается вот здесь: US Patent #2010685.

1110г пропионовой кты, 10г хлористой серы + ещё три раза по 10г через три часа (учитывая, что оная образуется ин ситу из просто серы, вообще шоколадно) при перемешивании и темп 120С - 32 часа, выход - 68 С.

Оффтопик, кнчн, и просто тихий ужас само по себе, но...

а) Можно ли хлорпропионовую кту использовать вместо бромо? Наверняка ведь можно (хлоруксусную же используют)!

б) Гораздо сексуальнее было бы использовать бром вместо хлора.

Кстати, всяческих Льюис-кислотных катализаторов там в патенте приводится куча. Всяких ваще, включая хлористый алюминий.

Витш:

>Гораздо сексуальнее было бы использовать бром вместо хлора.

Да никаких проблем. Бромуксусная получается на ура - бром+уксусная к-та+сера+чуток йода. Все это нагреваем с о\х и ловушкой для HBr. В идеале с УФ облучением. Ход реакции контролируется по выделившемуся бромоводороду.

Назад к Оглавлению