Формилирование по Раймеру-Тиману.

1. Процедура классическая.

Опробовано Karl’ом

Переведено Дб.

В 2-х литровую трёхгорлую колбу поместили 125 гр. (1моль) 4-метоксифенола и горячий раствор 320гр. (8моль) НаОН в 400мл Н2О (Добавляют горячим, чтобы фенол растворился и не образовался карбонат)

На колбу поставили О.Х., капельную воронку и термометр (использовался адаптер Кляйзена ) а также механическую мешалку, затем нагрели до ~70 C на масляной бане.Когда температура установилась,по каплям добавляли 160мл ,2моля хлороформа в течение 4 часов,при этом перемешивая и поддерживая температуру.По ходу реакции смесь стала тёмно-коричневой с жёлто-зелёным слоем и тяжёлым коричневым осадком (натрия фенолят).

Реакционную смесь мешали ещё час при той же температуре, после дали остыть и перелили в 5-литровую колбу,прибавив немного горячей воды и покислили H2SO4 (150-200мл 10N).Когда реакция становится кислой продукт всплывает наверх в виде чёрного масла.

Это чёрное масло перелили в колбу с небольшим кол-вом воды и перегнали с паром (собрали около 5литров дистиллята)
После перегонки остаётся немало чёрной смолы.

Жёлтое масло в дистилляте экстрагировали ДХМ и выпарили получив 112 гр. (74%) 5-Метоксисалицилальдегида,который можно в дальнейшем подчистить перегонкой под азотом (т.кип. 133 С/15mmHg).
Основано на процедуре найденной в Org.Rect. vol28 p16

Данный материал был достаточно чист для метилирования в 2,5-диметоксибензальдегид с выходом в 76% с ДМС/NaOH(вод.)

NB: главное поддерживать температуру реакции около 70 С, но она в самом начале не надолго повысилась до 80 С.
Соли этого салицилальдегида довольно чувствительны к окислению воздухом.

Примечание от МунЛайта – Карл также сообщил мне, что никакой мешалки у него не было, а посему он просто время от времени хорошенько покручивал колбу с реакцией.  Всё вышло ОК.

Дальнейшие события:

12,5 грамм п-МеО фенола были добавлены (как это часто бывает, добавление производил НЕкто, КОго я Знал и ЛЮбил) в р-р 32гр НаОН в 36мл воды+4 мл МеОН, пока ещё горячий.

п-МеО-фенол был использован неочищенный - то самое коричневое, отвратительное дерьмо, получающееся при экстракции бензолом монометилирования гидрохинона метиловым спиртом/бензохиноном/серной ктой, упаривания бензола и сушки того, что осталось в эмалированной миске пару дней на воздухе (внимание! бензол - канцероген, вызывает лейкемию!). Таким образом получаются тёмно-коричневые маслянистые кристаллы, которые НЕКОЗЛЮ так и не сумел перекристаллизовать - дерьмо (ака говно) всё либо вымасливалось, либо кристаллизовалось вместе с говном (ака дерьмом) - почему, сбст, и было решено сказать fuqit и продолжать с тем, что есть.

Итак. Полученный тёмно-коричневый раствор был помещён в 100 мл колбу и оборудован мощным воздушным обратным холодильником (за неимением источника бегущей воды, НЕКОЗЛЮ использует воздушные холодильники, где это возможно :):):)) Всё это продули бутаном из баллончика для зарядки зажигалок, дабы минимизировать окисление продукта. ОХ был несильно прикрыт пробочкой.

6-литровая кастрюля с горячей водой и термометром была поставлена на электроплитку, установленную на "двойку". К вящему удивлению НЕКОЗЛЮ, это поддерживало баню ровно на 70 С - как и задумывалось - всё время реакции :):)

Когда температура дошла до 70 С, в колбу через ОХ был добавлен из шприца 1 мл хлороформа (оный, будучи взят из бутылки "ч", кипел при 57 С (вместо 61 С) , поэтому НЕКОЗЛЮ его предварительно разогнал - сперва с дефлегматором, потом просто так). Колба немедленно была покручена рукой, чтобы хлороформ абсорбировался в реакцию - так он почти не кипит (хотя по ходу р-ции кипение становится всё более заметным). Эта операция повторялась по будильнику (планировщик задач из Вынь98 :):)) каждые 15мин. в течении 3,75 часов - всего 16 мл хлороформа было добавлено.

После этого р-ция поддерживалась при 70 С ещё час, а потом была охлаждена под струёй воды.

Всё было вылито в 500 мл бутылку и нейтрализовано 80 мл 25% серняги - отчего смесь становится молочно-мутной, а наверх всплывает чёрное маслице.

Сё было напичкано солью (на глаз, небольшими порциями до р-рения) и вытянуто 30х25х15х10 мл хлороформа, причём к концу экстракции водная фаза становится бесцветной и почти прозрачной. Хлороформ был нейтрализован немножечком твёрдой столовой соды, слит, сода промыта ещё немножечком хлороформа и оный весь отогнан без сушки на водяной бане в 500мл колбе. Остаётся чёрное масло.

Колба наполняется кипятком и отгоняется 300 мл дистиллята, потом добавляется горсточка соли и ещё 300 мл кипятка, и опять отгоняется 300 мл. В дистилляте заметно плавает жёлтое масло. Эта фаза процедуры - наиболее геморройная и занимает много времени - более 7 часов при темп. бани 135 С.

Дистиллят насыщается 170г поваренной соли - немедленно становится молочно-белым - и экстрагируется 50х50х25х20 мл хлороформа (был тж. ре-использован ранее отогнанный). Экстракты сушатся Na2SO4, осушитель промывается немножечком хлороформа и р-ритель отгоняется на водяной бане в 100 мл колбе. После чего колба открывается и держится на бане ещё немножечко, дабы удалить остаточный хлороформ. Продукт удаляется из колбы стеклянным 3 мл шприцем с надетой на него длинной пипеткой (охуительный девайс, незаменимый для работы с небольшими кол-вами в-в. Вариация с 20мл шприцем служит отличной (куда лучше "обычной") делительной воронкой для небольших кол-в тяжёлых р-рителей вроде ДХМ или хлороформа).

Результат - 6,2 мл прозрачного жёлтого масла с забавным ароматичным запахом, совершено непохожим на ваниллиновый. Кристаллизуется в морозилке (Кемфайндер говорит - т.пл. 4 С! Это правда или опечатка? Кто-нить может проверить?)

Примечания:

1) Идентичная процедура на 2 гр п-МеО-фенола дала идентичный результат - 1,1 мл продукта.

2) "Усовершенствованная" процедура Р-Т формилирования с Родия - та, что с полутвёрдым НаОН в хлороформе - здесь не работает! Выход - 0,7мл из 3 гр начального фенола. Остальное - смола, из которой получилась бы превосходная оконная замазка :)

А знаете ли вы, что у арабского гея:) под самым носом:) шишка:)?

Предоставлено Vitsh'ем

При формилировании довольно просто следить за температурой и без термометра. Нужно просто смотреть за конденсатом, стекающим из обратного холодильника - если он течет сплошной струей, значит уменьшай подачу хлороформа. И еще не допускай вспенивания - когда выпадает много NaCl, то при закипании смеси образуется плотная пена. Ее можно легко разрушить покачивая колбу (или весь прибор :))) круговыми движениями.
А если ты делаешь реакцию в смеси метанол-вода, то у тебя вообще мало шансов ее перегреть.
Что касается перегонки с водяным паром, то ее лучше все-таки сделать. Хотя можно и обойтись, но придется очень тщательно мыть бисульфит спиртом (наверное можно и эфиром) и это уменьшит выход.
Делается это так - отделяешь масло (это расвор в хлороформе), потом экстрагируешь водную часть дихлорметаном. Объединяешь экстракты и промываешь водичкой (можно с бикарбонатом), удаляешь растворители. После остывания и отстаивания должна получится черная жидкость со смолой на дне. Сливаешь верхний слой, разбавляешь немного изопропанолом и на бисульфит его. Если пожадничаешь и нальешь смолы, то хрен потом отмоешь от нее бисульфитное соединение. Вобщем попробуй сначала с небольшим количеством.
Еще можно выделить бисульфит вымораживанием - просто заморозь реакционную массу, потом слей воду и выбери желтые кристаллы бисульфита пинцетом. Но это как-то не по химически.
И еще - разлагать бисульфит можно только кислотой, хоть и выделяется сернистый газ. Из щелочного раствора ты его потом просто не сможешь экстрагировать - полученный фенолят в воде растворяется лучше, чем в дихлорметане.
Что касается выхода, то у меня всегда получалось 10-12% от исходного гидрохинона. Не бог весть что, конечно, но дешево и доступно...

2) Усовершенствованный вариант.

Разрешите предложить вам запатентованный усовершенствованный метод с Родиума (.../chemistry/formylation.txt )- в нём вместо водного р-ра используется твёрдый едкий натр. В самом патенте (номера у меня нет - я видел его на ep.espacenet.com) говорится, что на сегодняшний день этот метод Р-Т формилирования - наиболее высокоэффективный и оптимизированный вариант; также написано, что он позволяет "либо драматически снизить, либо вообще избежать формирования смолы"

____________________________________________________________


100 cm3 хлороформа, 9.4 г фенола, 20 г безводного гидроксида натрия и 3.6 cm3 воды помещены в 250 cm3 реактор, обеспеченный охлаждением, механической мешалкой и термометром, и температура среды реакции термостатически поддержана в 50 Ё C. Эти условия начальной смеси соответствуют соотношению гидратации 0.4 молей воды на моль гидроксида натрия (2 моля воды на моль исходного соединения) и к 12.6-кратному кол-ву хлороформа на моль исходного соединения, выраженное в молях. Вслед за этим температура среды реакции поднята к 58 C в течение одного часа. Затем 12 г гидроксида натрия в мелкоизмельчённой форме прогрессивно добавлен в течение двух часов, температура поддерживается постоянно 58 C. Реакция продолжается в течение 1 часа. В конце реакции, начальный фенол полностью исчезает.
Остаточный хлороформ получен и переработан. Смесь альдегидов получена в форме натриевой соли. Он нейтрализован, до нейтральности рН. Салицилальдегид может быть получен обычным способом с выход близко к 77 % (9.4 г относительно начального фенола) паровой дистилляцией или извлечением эфиром. P-гидроксибензальдегид получен с выходом 17 % (2 г извлечением эфиром после подкисления остаточного р-ра до pH 1.

Из того же патента - с гвайаколом.

10 cm3 метанола и 90 cm3 хлороформа, также 6.2 г гвайякола помещены в 250 cm 3 реактор с механической мешалкой и термометром. Затем 16 г мелкоизмельчённого гидроксида натрия и 6 г воды добавлены при поддержании температуры смеси при 0 C. Эти начальные условия смеси соответствуют соотношению гидратации 0.825 моль воды на моль гидроксида натрия (6.6 моль воды на моль начального соединения [гвайякол)]. Вслед за этим смесь медленно возвращена окружающей температуре и очень постепенно поднята к 58 C.

В ходе реакции (через час), 16 г мелкоизмельчённого гидроксида натрия постепенно добавлены в течение 2 часов. Температура сохраняется постоянной в течение 1 часа. Тогда реакционная смесь охлаждена до 40 C., и pH приведён к 2, постепенно добавляя серную кислоту. Фаза хлороформа тогда отделена от водной фазы и высушена Na2SO4. Водная фаза снова экстрагирована эфиром. Органические фазы затем выпарены. Они содержат альдегиды и остаточный гвайякол.

Апдейт: на п-МеО-феноле лучше использовать вариант №1!