Формилирование по Даффу.

1. Классическая процедура в уксусной кте.

Предоставлено Диафрагом.

В 12-литровую круглодонную колбу снабженную мощной мешалкой, термометром, проходящим внутрь колбы, электрической печкой, take-off head with thermometer и охлаждаемым водой холодильником было внесено 310 г(1.5 моля) переплавленного 2,6-дитерт.бутилфенола, 1300 мл уксусной кислоты и 420.6 г(3.0 моля) гексаметилентетрамида. Температура раствора поднялась с 24 гр.Ц. до 36 гр.Ц. Дальнейшее внесение уксусной кислоты (1205 мл) вызвало повышение внутренней температуры до 38 гр.Ц. После добавления 495 мл воды, перемешиваемый раствор образовал эмульсию с небольшим понижением температуры. С внешним нагревом при 93 гр.Ц. был получен прозрачный раствор. Когда температура реакции достигла 108 гр.Ц., началось слабое кипение, сопрвождавшееся выделением диоксида углерода. После часа кипения можно было наблюдать мелкие желтые кристаллы. После того, как было собрано 42 мл. конденсата,температура реакционной смеси поднялась до 113 гр.Ц. После 6 часов кипения смесь загустела (помутнела?). Нагрев был заменен ледяной баней. После охлаждения до 25 гр.Ц., реакционная масса была вылита на вакуумный фильтр. Фильтрат (2875 мл, 3103 г) был сохранен. Кристаллы продукта были перенесены в стакан и премешивались в течении 5 минут с 3 л воды. Промывная вода была удалена посредством пористого стеклянного фильтра (glass filter-stick). Было добавлено еще 3 л воды и взвесь (slarry) была вылита на вакуумный фильтр. Когда ьольшая часть воды была удалена, продукт был перенесен на стеклянный поддон и высушен в вакууме в течениие 5 часов при 60-65 гр.Ц. Согласно анализу газо-жидкостной хроматографией (GLC), продукт был 100% 3,5-дитерт.бутил-4-гидроксибензальдегид. Спектры ядерно-магнитного резонанса и инфракрасный были идентичны при сравнении с образцом. Выход был 90%.

2. Формилирование диалкоксибензолов.

Предоставлено МунЛайтом.

Смесь 1,3-диэтоксибензола (40 mmol) и ГМТА (12.8 g, 92 mmol) в CH₃COOH/H₂O (100/20 мл) была нагрета к кипению 3 ч. После охлаждения, смесь вылили в воду и экстрагировали EtOAc. Объединенные экстракты были промыты водой и высушены над Na2SO4. После удаления растворителя in vacuo, остаток был отделен колоночной хроматографией с гексаном / EtOAc (6:1) как элюентом, чтобы дать диэтоксибензальдегид с выходом 48% от теории (бесцветные иглы, т.пл. 69-70 С).

Примечание: на п-ДМБ это не работает! Только на мета-замещённых кольцах.

3. Классическая процедура в глицерине.

Предоставлено МунЛайтом.

Хорошо размешиваемая (Примечание1) (Примечание2) смесь 740 мл. глицерина и 216 г. борной кислоты, в 2 л трёхгорлой круглодонной колбе, оборудованной термометром и холодильником для нисходящей перегонки, обезвоживается нагреванием в масляной бане до ровно 170 С. Эта температура поддержана в течение 30 минут и затем понижается. Когда температура упадёт до 150 С, смесь 154 г. (1 моль) 2,6-диМеО-фенола и 154 г. (1.1 моля) гексаметилентетрамина (Примечание3) добавлены настолько быстро, насколько возможно через горло, держащее термометр. Температура падает до приблизительно 125 С. Быстрое нагревание немедленно начато, но замедлено, когда температура начинает достигать 145 С и остановлено при 148 С. Реакция должна наблюдаться и управляться очень тщательно, когда эта температура достигнута, так как реакция становится экзотермичной в этой точке (Примечание4) (, Примечание 5), и (Примечание6). Температура поддержана в 150-160 С приблизительно (Примечание7) 6 минут. В конце этого времени смесь охлаждена к 110 С настолько быстро насколько возможно (Примечание6) и (Примечание8), и предварительно приготовленный раствор 184 мл. концентрированной серной кислоты в 620 мл. воды добавлен к реакционной смеси. После размешивания в течение 1 часа, смесь охлаждена к 25 С в ледяной ванне. Борная кислота, которая отделяется от раствора, удалена фильтрованием (Примечание9) и промыта от остатков материнского ликвора 400 мл. воды. Фильтрат и промывки объединены и экстрагированы 3х500 мл. хлороформа (Примечание 10), (Примечание 11), и (Примечание 12).
Раствор хлороформа тогда экстрагирован фильтрованным раствором 180 г. бисульфита натрия в 720 мл. воды (Примечание 13), перемешивая быстро Hershberg мешалкой в течение 1 часа. Отделенный раствор бисульфита промывается дважды хлороформом, фильтруется, и подкисливается под тягой раствором 55 мл. концентрированной серной кислоты в 55 мл. воды. После осторожного нагревания на паровой ванне в течение короткого времени, воздух - пробулькивается через горячий раствор, пока вся двуокись серы не исчезнет. Продукт, который отделяется как смесь кристаллов и масла, с готовностью затвердевает после охлаждения (Примечание 14). Сиреневый альдегид собран фильтрованием, промыт холодной водой, и высушен в печи при 40 С, чтобы дать 62.5-66 г. светло-коричневого материала, тающего при 110.5-111 С, который все еще содержит маленькое количество чужеродного материала, который не тает при 300 С. Перекристаллизация сырого продукта из водного метанола, используя 30 мл воды и 3 мл. метанола на каждые 10 г альдегида, дает 56-59 г. (31-32%) продукта, тающего ровно при 111-112 С . Второе экстрагирование раствора хлороформа фильтрованным раствором 60 г. бисульфита натрия в 240 мл. воды дает дополнительные 3-4 г. продукта.

Примечания.

1. Использование Hershberg мешалки рекомендуется.

2. Желательно провести это приготовление под тягой из-за большого объема аммиака, выделенного во втором шаге.

3. Больший избыток гексаметилентетрамина в маленьком пробном эксперименте не улучшал выход.

4. Реакционная смесь темнеет быстро, и имеется энергичное выделение аммиака.

5. Температура обычно повышается к 160 С через 5 минут, и охлаждение необходимо.

6. Охлаждение выполнено потоком холодной воды по внешней стороне колбы.

7. Имеется несомненно некоторый промежуток в этих условиях. Те же самые выходы были получены, когда температура была поддержана в 150-160 С в течение от 5 до 9 минут. Более длинные времена реакции, без быстрого охлаждения после периода нагревания, понижали выход. Времена реакции 15 минут, 30 минут, и 1 час дали выходы 20.8 %, 10.0 %, и 6.5 %, соответственно. Liggett и Diehl, проделав большое кол-во других подобных реакций, пришли к выводу, что температура может измениться между 145 С и 175 С без ущерба для выхода.

8. Приблизительно от 3 до 5 минут требуется для охлаждения.

9. Если не удалена, борная кислота делает извлечение продукта, невозможным или очень трудным. Так как борная кислота мелкодисперсна, фильтрование чрезвычайно медленно если не использовать большие воронки Бюхнера, предпочтительно с большими отверстиями. Проверяльщики избежали этой трудности, используя тканевый фильтр в этой точке.

10. Продукт не может быть изолирован паровой перегонкой реакционной смеси.

11. Сиреневый альдегид намного больше растворим в хлороформе чем в эфире. Извлечение по существу полно, так как четвертая экстракция дала увеличение в выходе только 0.3-0.7%.

12. Если альдегид изолирован непосредственно концентрацией раствора хлороформа, цвет его более темный, и точка плавления, и выход более низкие.

13. Это большой избыток бисульфита натрия, но меньшие количества удаляют меньший процент сиреневого альдегида из раствора хлороформа. Когда большие количества бисульфита использованы, извлечение продукта все еще неполно.

14. Продукт должен быть охлажден только к 15 С и фильтрован немедленно. Более длинное и дальнейшее охлаждение заставляет сульфат натрия кристаллизоваться из смеси. Очень небольшое кол-во продукта остается в фильтрате.