Восстановительное аминирование кетонов по Лейкарту-Зилоту.

Предоставлено Zealot'ом

Итак господа, ближе к делу. Вашему вниманию представляется следующая метода. Будьте так любезны ознакомиться.

Общая, исправленная и доработанная метода восстановления алициклических, алифатических и жирноароматических кетонов в первичные амины по реакции Лейкарта с высокими выходами.

1. Получение формильного производного кетона (N-формил-амфетамина).

(на примере циклогексанона)

В двухгорлую колбу на 250 мл. помещают 40 гр. формиата аммония (~1,3 кратный избыток, в оригинале 2-х кратный, но это лишнее). И приливают 50 мл. (47 гр.) циклогексанона. Колбу снабжают термометром, насадкой Дина – Старка и обратным холодильником. Обратный холодильник следует брать с широкой внутренней трубкой т. к. в процессе реакции часть формиата аммония возгоняется и намертво закупоривает его. Это еще одна причина по которой не следует брать слишком большой избыток формиата. В насадку предварительно наливают воды. Дело в том, что если вы будете использовать на этой стадии нисходящий холодильник, то первая стадия закончится у вас очень быстро 30 – 45 мин., при этом жидкость в приемной колбе будет состоять из 2-х слоев. Нижний – насыщенный водный р-р аммиака, верхний – жидкость с крайне неприятным запахом не смешивающаяся с водой (циклогексанон и формильное произ-водное). Однако если вы вернете ее в реакционную колбу и попытаетесь кипятить Rm с обратным холодильником (как советуют в оригинале), то температура Rm упадет до 125 – 135оС и все попытки ее поднять будут напрасны. Вы только перегреете колбонагреватель или плитку и при этом получите очень низкий выход продукта. Поэтому температуру в колбе регулируют постепенно выпуская нижний водный слой из Дина – Старка в течении 4 – 6 часов. При этом температура в колбе очень плавно и равномерно повышается. Когда она достигнет 160 – 170оС вы просто закрываете кран у Дина – Старка и кипятите Rm еще ~ 1 час, а не 4 часа, как указано в оригиналах.
Колбу медленно нагревают. При 120-125оС формиат полностью растворяется и Rm разделяется на 2 слоя. Верхний, слегка желтый слой – циклогексанон, нижний – формиат. Смесь кипятят постепенно спуская воду из насадки, как указано выше до тех пор, пока нижний слой полностью не исчезнет и еще 1 – 1,5 часа при 170оС. Затем колбу остужают. При этом Rm полностью закристаллизовывается.

2. Гидролиз.

В процессе исследования данной реакции выяснились интересные подробности. А именно: то, что формильное производное(в дал. по тексту - ФП) амина образуется по ранее постившейся мной методике (плавное нагревание кетонов с формиатом аммония до 165-170оС в течении 5-6 часов с насадкой Дина-Старка с количественным выходом), а значит основная потеря продукта происходит на стадии кислотного гидролиза этого производного. Мной были предприняты попытки гидролиза ФП в смесях хлороформ-ИПС с различным соотношением данных растворителей и исползованием для гидролиза соляной и серных кислот различных концентраций, все они не дали ожидаемых результатов. Гидролиз с соляной к-той требовал использования большого кол-ва к-ты и шел крайне долго (ступенчатый гидролиз, когда непрогидролизовавшееся ФП отделяется от образовавшегося амина и вновь гидролизуется). Гидролиз же с использованием серной к-ты высоких концентраций (при использовании низких концентраций гидролиз так же необходимо было проводить ступенчато) приводил к значительному осмолению продукта. Кроме того, существовал еще один очень весомый момент – абсолютная неприменимость данного метода по отношению к жирноарома-тическим аминам с алкоксильными и диоксолановыми группами в кольце, ввиду их крайней нестойкости по отношению к кислотному гидролизу. В связи со всем вышесказанным возникла идея попробовать провести щелочной гидролиз ФП, что и было крайне успешно осуществленно.
Первично метода отрабатывалась на ФП циклогексиламина, прекрасно показав себя. Выход циклогексиламина составил 96% в пересчете на исходный циклогексанон.

Затем была опробована на ФП амфетамина и так же дала прекрасный результат.
Итак, читайте:

Получение амфетамина по реакции Лейкарта через
щелочной гидролиз ФП с выходом 92%.

1. ФП получают как указывалось выше (есть один нюанс – чем чище вы возьмете исходный Р2Р, тем выше у вас будет выход продукта. Если вы возмете грязный Р2Р красно-коричневого цвета вы вообще можете получить продукт с выходом менее 50%, поэтому надо брать исключительно светло-желтое масло.)
2. Гидролиз ФП: Полученное ФП застывает по охлаждении колбы в бело-желтую пасто-образную массу. Ее заливают изопропиловым спиртом (я брал ИПС, поскольку он для меня более доступен, но судя по всему метанол брать лучше всего. Т. е. чем низкомо-лекулярней спирт, тем большую конц. щелочи можно брать, без расслаивания Rm. Тем быстрее пройдет реакция, тем меньше геммороя, - не надо перемешивать слои).
На 30-40 г. ФП берут примерно 100-150 мл. ИПС. и 75 мл. 50% NaOH. При этом слои разделяются и на границе раздела фаз выделяется хлопьевидный осадок ФП. Смесь кипятят с обратным холодильником 1-1,5 часа, через каждые 15 мин. перемешивая Rm магнитной мешалкой, можно перемешивать обычной мешалкой с мотором, тогда гидролиз пройдет еще быстрее – за 30 мин. При этом ФП постепенно исчезает, а спиртовый слой темнеет, приобретая интенсивную красно-коричневую окраску.
По истечении указанного времени нагревание прекращают, а колбу охлаждают. При этом обычно выпадает незначительное кол-во осадка, смесь фильтруют на воронке Бюхнера, на обычной фильтровальной бумаге. Масса отфильтрованного осадка обычно меньше 1 грамма. Это непрогидролизовавшееся ФП. Rm насыщают NaCl или NaOH для уменьшения растворимости спирта и отделяют спиртовый слой. Спирт упаривают, а амин очищают перегонкой с водяным паром. При этом в приемник он поступает в виде абсолютно бесцветного масла с не очень приятным запахом. Выход чистого основания до перегонки в В. П. ~95% (23,5 г.). После перегонки с В. П. ~92% (23 г.).