Синтез органических препаратов. Сборник 6 - Платэ А.Ф.

Автор: Платэ А.Ф.

Теги: химия

Год: 1956

Похожие

Синтез органических препаратов. Сборник 4

Синтез органических препаратов. Сборник 3

Синтез органических препаратов. Сборник 7

Синтез органических препаратов. Сборник 9

Текст

ORGANIC SYNTHESES
An Annual Publication of Satisfactory Methods for the Preparation of Organic Chemicals
Volume 34
WILLIAM S. JOHNSON, EDITOR-IN-CHIEF
NEW УО R К — L О N D О N
СИНТЕЗЫ ОРГАНИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ
Сборник 6
Перевод с английского лроф. А. Ф. П Л АТЭ
195 6
ИЗДАТЕЛЬСТВО ИНОСТРАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Москва

АМИНОАЦЕТАЛЬ
(Диэтилацеталь аминоацетальдегида) С1СН3СН(ОС,Н-)2 -4-2NH3 —► »2NCH2CH(OC2H5)2 4-NH4C1
Предложили: Р. Вудвард и В- Дёринг. Проверили: Ч. Аллен и Дж. ВанАллан.
Получение
В автоклаве емкостью 1,1л охлаждают до температуры бани из смеси углекислоты с ацетоном раствор 38,2 г (0,25 моля) хлорацеталя [т. кип. 62—64° (20 мм)] в 800 мл абсолютного метилового спирта, а затем прибавляют к нему примерно 300 г (290 мл, около 18 молей) жидкого аммиака (примечание 1). Автоклав закрывают, присоединяют к нему манометр и при взбалтывании нагревают в течение 10 час. при 140°.
После того как автоклав охладится, аммиаку дают улетучиться (примечание 2) и раствор выливают. Автоклав ополаскивают двумя порциями абсолютного метилового спирта по 200 мл (примечание 3), который присоединяют к раствору. Профильтрованный окрашенный раствор упаривают на паровой бане примерно до 500 мл, после чего прибавляют к нему 100 мл 5%-ного водного раствора едкого кали и продолжают упаривание до тех пор, пока нс перестанут выделяться горючие пары (около 2 час.). Затем раствор насыщают солью (примечание 4) и помещают в колбу автоматического экстрактора (примечание 5); в колбу прибавляют 100 мл 50%-ного водного раствора едкого кали и раствор в течение ночи непрерывно экстрагируют 350 мл эфира. Маслянистый остаток, получаемый после упаривания эфирных вытяжек, фракционируют в вакууме (примечание 6) и получают 23—24 г (71—74% теоретик.) аминоацегаля с т. кип. 99—103° (100 мм) (примечания 7, 8 и 9).
Примечания
1. Для охлаждения автоклав помещают в железный сосуд, высота которого составляет 2/3 высоты автоклава. Сосуд наполовину заполняют ацетоном и постепенно прибавляют в него сухой
лед до тех пор, пока не прекратится обильное выделение углекислоты, сопровождающее прибавление каждого нового куска. Если жидкий аммиак прибавить к недостаточно охлажденному раствору хлорацеталя в метиловом спирте, то‘аммиак улетучится настолько быстро, что будет потеряна большая часть исходного хлорацеталя. Можно также с помощью сжатого водорода передавить жидкий аммиак из маленького баллона в автоклав, в котором при комнатной температуре содержатся спирт и хлорацеталь
2. Некоторая часть реакционной смеси может быть увлечена из автоклава выделяющимся аммиаком. Ее можно собрать, если пропускать аммиак через трубку, ведущую в стакан или колбу.
3. На стенках автоклава отлагается заметное количество пастообразного продукта. Повидимому, он состоит из хлористого аммония вместе с небольшим количеством солей железа, образовавшихся за счет растворения сТенок автоклава под действием аммиака. Количество вещества, которое можно выделить при тщательной обработке этого продукта, не достигает 2 г.
4. Требуется около 70 г соли.
5. Применялся автоматический экстрактор с объемом экстракционной камеры 500 мл.
6. Применялась обыкновенная колба Клайзена с видоизмененным боковым отводом.
7. При ' применении больших количеств хлорацеталя (76— 100 г) и тех же количеств метилового спирта и аммиака выход составлял 56—70%.
8. Остаток содержит диацетиламин [т. кип. 124—127° (7 мм), 189° (100 мм)]. Его можно выделить, если собрать остатки от нескольких опытов и подвергнуть их фракционированной перегонке, применив эффективную колонку. Из остатков от 14 опытов, проведенных с удвоенными против указанных выше количествами реагентов, было получено 83 г диацетиламина.
9. Основное различие между приведенным выше способом и способом, описанным ранее2, заключается в том, что в первом из них применяется значительно меньшее количество галоидоацеталя при том же общем объеме аппаратуры.
Другие методы получения
Наиболее удобный и общий метод получения аминоацеталя состоит в действии аммиака на галоидоацетали 3-1°. Амипоаце-таль был также получен восстановлением нитроацеталя натрием в спирте11 и восстановлением хлористоводородной соли эфира глицина амальгамой натрия12. Реакция галоидоацеталя с аммиаком запатентована 13.
’-АМИНО-1 H-l, 2. 4-1РИАЗОЛ
1 Робинсон мл., Снайдер, Спит. орг. преп., сб. 3, стр. 448.
2 А л л е н, Кларк, Синт. орг. преп., сб. 3, стр. 39.
3 С a s s, j. Am. Chem. Soc., 64, 785 (1942).
« Wohl, Вег., 21, 617 (1888); 39, 1953 (1906).
3 Wolff, Вег., 21, 1482 (1888); 26, 1832 (1893).
3 Wolff, Marburg, Ann., 363, 179 (1908).
7 Marek w aid, Ber., 25, 2355 (1892).
8 Hartung, Adkins, J. Am. Chem. Soc., 49, 2521 (1927).
9 Bnck, Wrenn, J. Am. Chem. See., 51, 3613 (1929).
10 Woodward, Doering, J. Am. Chem. Soc., 67, 860 (1945).
lt Losanitsch, Ber., 42, 4049 (1909).
12 Fischer, Ber., 41, 1021 (1908).
’3 Пат. США 2490385 [С. A., 44, 6426 (1950)].
3-АМИН0-1Н-1, 2,4-ТРИАЗОЛ
NH2C(=NH)NHNH2-HlCO3 + HCO2H —>
—> NH2C(=NH)NHNH3 HCO2H + CO2 -I- H2O
NH2C(=NH)NHNH.> HCO2H — -» N—C—nh2
!i !l + 2H2O
HC N
NZ H
Предложили: Дж. Сджостедт и Л. Грингэс.
Проверили: Э. Хорнинг, X. Ллойд и Л. Мэттернас.
Получение
В двухгорлую круглодонную колбу емкостью 500 мл, снабженную термометром, помещают 136 г (1 моль) тонко измельченного двууглекислого аминогуанидина и прибавляют к нему 48 г (40 мл, 1,05 моля) 98—100%-ной муравьиной кислоты (примечание 1). Пенящуюся смесь осторожно нагревают, поворачивая колбу, чтобы избежать местного перегрева, до тех пор, пока не прекратится выделение газа и вся масса не растворится. Раствор муравьинокислого аминогуанидина поддерживают в течение 5 час. при температуре 120° (примечание 2). После охлаждения раствора к нему прибавляют 500 мл 95%-ного этилового спирта, а затем для растворения осадка смесь нагревают и раствор в горячем состоянии фильтруют. Спиртовой раствор выпаривают на паровой бане досуха, и остаток сушат в сушильном шкафу при 100°; в результате получают 80—81,6 г (95—97% теоретик.) З-амино-1, 2, 4-триазола в виде бесцветных кристаллов с т. пл. 152—156° (примечание 3). З-Амино-1, 2, 4-триазол можно перекристаллизовать из этилового спирта (примечание 4).
Примечания
1. Авторы синтеза указывают на то, что можно применять продажный двууглекислый аминогуанидин. При проверке был использован препарат хорошего качества.
2. Как авторы, так и проверявшие синтез нагревали реакционную смесь с помощью инфракрасных лучей.
3. Основную часть этилового спирта можно отогнать. Из оставшегося спиртового раствора выделяются желтые кристаллы, которые отфильтровывают на воронке Бюхнера. Расплавив и высушив кристаллы, которые при этом теряют воду, получают З-амино-1, 2, 4-триазол в чистом виде.
4. З-Амино-1,2, 4-триазол можно перекристаллизовать из этилового спирта или из смеси этилового спирта с эфиром1. При проверке синтеза предпочитали пользоваться этиловым спиртом (200 мл спирта на 40 г вешества). Выход при перекристаллизации равен 70—73%; т. пл. 152—153°.
Другие методы получения
З-Амино-1,2,4-триазол был получен выпариванием азотнокислого формилгуанидина с углекислым натрием2, а также из 5(3)-амино-1, 2, 4-триазолкарбоновой-3(5) кислоты путем нагревания выше температуры плавления3-5 или в результате длительной обработки уксусной кислотой2. З-Амино-1, 2,4-триазол был также получен из сернокислого аминогуанидина с тем же выходом и той же степени чистоты '.
1 Аллен, Белл, Синг. орг. преп., сб. 4, стр. 48.
2 Thiele, Manchot, Ann., 303, 45, 54 (1898).
a Curtins, Lang, J. prakt. Chem., (2) 38, 554 (1888).
1 Hantzsch, Stlberrad, Ber., 33, 79 (1900).
6 C u r t i u s, Darapsky, Mtiller, Ber., 40, 818, 830 (1907).
АЦЕНАФТЕНХИНОН
NasCraO}
CH.COOH^
Предложили; Ч. Аллен и Дж. ВанАллан.
Проверили; Л. Мэттернас, X. Ллойд и Э. Хорнинг.
Получение
В 4-литровый стакан из нержавеющей стали, охлаждаемый холодной водой (примечание 1), помещают смесь 100 г (0,65 моля) технического аценафтена, 5 г уксуснокислого церия (приме
чание 2) и 800 мл ледяной уксусной кислоты. В стакан опускают термометр, устанавливают мощную мешалку и, поддерживая температуру равной 40е, прибавляют к содержимому стакана в течение 2 час. 325 г (1,1 моля) кристаллического двухромовокислого натрия (Na2Cr2O7 • 2Н2О) (примечание 3). Затем перемешивание продолжают в течение cure 8 час. при комнатной температуре; за это время реакционная смесь становится густой в результате выпадения хинона и солей хрома. Образовавшуюся суспензию разбавляют 1,5 л холодной воды, после чего осадок отсасывают на воронке Бюхнера диаметром 25 см и отмывают от кислоты.
Твердое вещество нагревают на паровой бане в течение 30 мин. вместе с 500 мл 10%-ного раствора соды, а затем отфильтровывают и промывают. Осадок экстрагируют при 80° 4%-ным раствором бисульфита натрия, взятом в количестве 1 л, в течение 30 мин.; к концу этого времени прибавляют по 15 г бумажной фильтровальной массы (Filtercel) и активированного березового угля, после чего суспензию фильтруют. Процесс экстрагирования повторяют и соединенные фильтраты, непрерывно перемешивая, подкисляют при 80° концентрированной соляной кислотой (50—60 мл), пользуясь для контроля бумажкой Конго красное (примечание 4). После этого температуру поддерживают при 80° в течение еще 1 часа при непрерывном перемешивании. Аценафтенхинон выделяется в виде яркожелтых кристаллов; их собирают на воронке Бюхнера и промывают до тех пор, пока промывные воды не перестанут быть кислыми. Выход составляет 45—70 г (38—60% теоретич.); т. пл. 256—260°.
Неочищенный аценафтенхинон (50 а) перекристаллизовывают из 250 мл о-дихлорбензола без предварительного фильтрования раствора (примечание 5); кристаллы промывают метиловым спиртом. Выход при перекристаллизации составляет 45 г; т. пл. 259—260° (примечания 6, 7).
Примечания
1. При проверке синтеза было найдено, что нет необходимости охлаждать реакционную смесь; вместо этого баней пользовались для нагревания смеси до 40°. В случае применения технического аценафтена охлаждение необходимо.
2. При проверке синтеза был использован продажный аценафтен высокого качества. Повидимому, соли церия оказывают благоприятное действие. Удовлетворительные результаты могут быть получены, вероятно, в присутствии любой соли трехвалент-ного церия, окисляющейся в ходе реакции. Авторы применяли хлористый церий, углекислый церий и уксуснокислый церии; последний поступает в продажу в виде 50%-ной смеси с уксуснокислыми
солями других редкоземельных элементов. При проверке синтеза применялся хлористый церий.
3. Если при окислении дать температуре повыситься до 50°, то происходит осмоление и реакционную смесь приходится пять или шесть раз обрабатывать бисульфитом натрия. Процесс экстрагирования следует повторять, пока фильтрат при подкислении продолжает давать осадок.
4. Подкисление следует проводить в вытяжном шкафу, так как происходит выделение большого количества сернистого ангидрида.
5. Аценафтенхинон кристаллизуется настолько быстро, что фильтрование становится невозможным; однако нерастворимые примеси отсутствуют, если только не были внесены извне механические примеси.
6. Описанное окисление проводилось с количествами реагентов, в 80 раз превышающими указанные; выход перекристаллизованного препарата при этом уменьшался до 38—40%.
7. Красная окраска аценафтенхинона 1 обусловлена примесью диаценафтилидендиона с т. пл. 295°. Если окисление проводить при высокой -Температуре, то количество этой примеси бывает значительным. Препарат может содержать также заметные количества нафтойного ангидрида.
Другие методы получения
Аценафтенхинон был получен окислением аценафтена хромовой кислотой1-10, перманганатом кальция11, кислородом воздуха в присутствии катализаторов в различных растворителях 12-15 и 30 %-ной перекисью водорода в уксусной кислоте 10, путем образования оксима с каким-либо алкнлнитритом и последующего гидролиза оксима 17-19, а также из хлорангидрида щавелевой кислоты и нафталина 20'21. Приведенная выше пропись основана на опубликованных данных 10.
* Максвелл, Аллен, Синт. орг. прей., сб. 3, стр. 82.
2 G г а е b е, Gfeller, Ann., 276, 4 (1893).
’Graebe, Gfeller, Вег., 20, 659 (1887).
1 G г а е b е, Gfeller, Вег., 25, 654 (1892).
6 Fr ancescone, Pirazzolf, Gazz. chim. ita]., 33, 1, 42 (1903).
•Braun, Bayer, Ber., 59, 921 (1926).
5 Д ашевский, Каришип, Пром. орг. хим., 7, 729 (1936).
8 Киир и янов, Дашевский, Ж.П.Х., 7, 944 (1934).
9 К al 1 е п n d Ко., герм. наг. 228698 (1910) [Frdl., 10, 198 (1910—1912)].
10 Р. В. 73485, 1579.
11 Morgan, J. Soc. Chem. Ind., 49, 420T (1930).
12 Jaeger, Англ. пат. 318617 (1928) [С. A., 24, 2145 (1930)].
13 D u с k е г t, Arch. Set. Phys. Nat., 15, 244 (1933) [C. A., 28, 1255 (1934)1.
» Pail lard, Helv. Chim. Acta, 16, 775 (1933).
13 Герм. пат. 428088 (1926) [Frdl., 15, 394 (1928)].
АЦЕТАЛЬ 3-ЭТОКСИПРОПИОНОВОГО АЛЬДЕГИДА
18 С h а г г i е г, М о g g i, Gazz. chim, ital., 57, 740 (1927).
1’ Reissert, Ber., 44, 1750 (1911).
19 Cain, The Manufacture of Intermediate Products for Dyes, Macmil'an Co., London. 1919, p. 242.
t® В. I. O. S„ 986, 9; P. B„ 73377, 2201; P. B. 73719, 2588.
2° L e s s e r, Gad, Ber., 60, 24.3 (1927).
21 L e s s e r, Gad, герм. пат. 470277 (1928) [Frdl., 16, 518 (1931)].
АЦЕТАЛЬ ?-ЭТОКСИПРОПИОНОВОГО АЛЬДЕГИДА
(Диэтиловый ацеталь $-этоксипропионового альдегида)
СН3=СН—СНО С2Н5ОСН2СН2СНО -rC2H5OCH2CH2CH2(OC2HJ.
Предложили: К. Альберти и Р. Соллаццо.
Проверили: М. Шарп, В. Стромберг и Э. Хорнинг.
Получение
В 1-литровую трехгорлую круглодонпую колбу, снабженную обратным холодильником, механической мешалкой и погруженным в смесь термометром, помещают 158 г (2,8 моля) акролеина (примечание 1), 500 мл абсолютного этилового спирта и 10 г хлористого аммония (примечание 2). Смесь в течение 1 часа перемешивают без внешнего подогревания; температура при этом должна подняться примерно до 30°. За 3 часа температуру повышают до 80° и смесь поддерживают при этой температуре в продолжение еще I часа. Затем колбу охлаждают и к ее содержимому прибавляют в качестве осушителя безводный сернокислый натрий или магний.
Через 24 часа смесь фильтруют и перегоняют в вакууме, используя эффективную колонку (примечание 3). Собирают следующие фракции (примечание 4):
ниже 23° (20 мм) — акролеин и спирт,
38—42° (16 мм) —р-этоксипропионовый альдегид,
75—78° (16 мм) —ацеталь ^-этоксипропиопового альдегида.
Выход 8-этоксипропионового альдегида составляет 22—24 г (7—8% теоретич.), а выход ацеталя З-этоксипропионовот альде-
-----О70 TcUpcIrin.^, d ВЫлЩ аЦс1а«'1П UKCMJjpUJlMUMUbU гида 166—193 г (31—39% теоретич.); л™ 1,4067, d') 0,:
Примечания
1. Можно применять продажный акролеин, но его предварительно следует высушить над безводным сернокислым натрием.
2. Был использован продажный хлористый аммоний; его следует промыть несколько раз абсолютным этиловым спиртом.
3. Авторы синтеза применяли колонку Фенске высотой 1 м с насадкой из одиночных витков стеклянной спирали диаметром 2,4 мм.
4. Во время перегонки выделяется хлористый аммоний. Прежде чем перегонять две последние фракции, рекомендуется декантировать жидкость в чистую колбу.
Другие методы получения
Лучше всего получать ацеталь 3-этоксипропионового альдегида из акролеина, действуя на последний этиловым спиртом ь2.
1 Н a 11, Stern, Chemistry and Industry, 1950, 775.
2 Пингерт, Спит. орг. преп., сб. 3, стр. 88.
2-П-АЦЕТИЛФЕНИЛГИДРОХИНОН
[п- (2,5-Диоксифенил ) ацетофенон]
СН3СО^ N3C1+ (СН,С0>,0 | । снаон, net 4 ососн8 1 п-СН,СОС0Н4 1 ососн, II и 1 1 5 о II n-CHgCOCeH,/^ |+ric о ! Na,SsO V ОН 1 л-СН3СОСвН4 он
Предложили: Лж. РейнолъОс и Лж. ВанАллан. Промерили: Р Шрейбер и А. Натан.
Получение
В стакан емкостью 500 мл, снабженный механической мешалкой, помещают 27 г (0,2 моля) п-амииоацетофенона (примечание 1), 100 г измельченного льда и 53 мл концентрированной соляной кислоты (уд. в. 1,19). К смеси при перемешивании прибавляют в течение 5 мин. раствор 13,8 г (0,2 моля) нитрита натрия в 75 мл воды. Перемешивание продолжают еще 5 мин.; в течение этого времени все количество нерастворимой хлористоводородной соли амина вступает в реакцию с образованием растворимого диазониевого соединения (примечание 2).
В 4-литровый стакан, снабженный быстроходной мешалкой (примечание 3), помещают 20 г (0,185 моля) хинона (примечание 4), 34 г (0,4 моля) бикарбоната натрия, 50 г измельченного льда и 500 мл воды. Сперва к смеси прибавляют около 10 мл приготовленного ранее раствора соли диазония (примечание 5), а после того, как вспенивание уменьшится (примечание 6), приливают раствор порциями по 10—20 мл в продолжение примерно 1 часа (примечание 7). В течение этого времени температуру реакционной смеси поддерживают ниже 15° путем прибавления льда. После того, как весь раствор соли диазония будет прибавлен, смеси дают нагреться до комнатной температуры и перемешивание продолжают еще 1 час. Выпавший в осадок 2-п-аце-тилфенилхинон отфильтровывают на воронке Бюхнера и тщательно промывают примерно 1 л воды. Выход неочищенного желтобурого твердого вещества составляет 40—41 г (96—98% теоретич.); температура плавления его лежит в пределах от 125— 135 до 134—136° (примечание 8).
Неочищенный хинон растворяют в 250 мл хлороформа (примечание 9) и полученный раствор прибавляют к раствору 40 г гидросульфита натрия в 300 мл воды. Смесь взбалтывают в течение 10 мин., и выпавший из раствора 2-л-ацетилфенилгидро-хинон, окрашенный в светлый рыжевато-коричневый цвет, отфильтровывают на воронке Бюхнера и сушат. Выход неочищенного вещества составляет 32—37 г (78—92% теоретич.); температура плавления его лежит в пределах от 175—180 до 184—194° (примечание 10).
Суспензию 35 г (0,153 моля) 2-л-ацетилфенилгидрохинона в 77 мл уксусного ангидрида обрабатывают 0,5 мл концентрирован-йой серной кислоты (уд. в. 1,84). Гидрохинон немедленно переходит в раствор с выделением большого количества тепла. Темноокрашенный раствор оставляют на ночь при комнатной температуре, после чего выливают в 400 мл воды. Продукт ацетилирования отфильтровывают с отсасыванием и сушат. Неочищен
ный диацетат 2-п-ацетилфенилгидрохинона перегоняют в вакууме [т. кип. 236—241е (1 мм) или 182—190° (0,1 мм)]'и дестиллат еще горячим приливают к 20 мл н-бутилового спирта (примечание 11). Препарат немедленно выпадает в виде бесцветной кристаллической массы, которую отфильтровывают с отсасыванием и сушат. Выход составляет 32-35 г (67—73% теоретич.); т. пл. 104—105°.
В трехгорлую круглодонную колбу емкостью 300 мл, снабженную мешалкой с затвором, холодильником и трубкой для ввода газа, помещают раствор 34 г (0,11 моля) диацетата 2-п-ацетилфенилгидрохинона в 140 мл горячего метилового спирта. Раствор охлаждают до комнатной температуры, в результате чего некоторое количество диацетата гидрохинона выкристаллизовывается. Затем через суспензию пропускают медленный ток азота и прибавляют к ней 70 мл метилового спирта, содержащего 6,1 г безводного хлористого водорода. Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в продолжение 2 час. в токе азота; в течение этого времени диацетат гидрохинона постепенно растворяется. Бледножелтый раствор выливают на 500 г измельченного льда и бесцветное или слегка желтоватое твердое вещество отфильтровывают с отсасыванием и сушат. Выход 2-п-ацетилфенилгидрохинона составляет 24,8 г (колич.); т. пл. 193— 194°. Суммарный выход вещества, считая на хинон, составляет 50—66%.
Примечания
1. Применялся n-аминоацетофенон наивысшего качества без дополнительной очистки.
2. Эта реакция с успехом была проведена также с исходными веществами, взятыми в количестве 3 молей.
3. Применялся смеситель «Лайтнин», снабженный мешалкой пропеллерного типа. При отсутствии быстрого перемешивания реакция не проходит до конца.
4. При проверке синтеза применялся продажный хинон, известный под названием хинона «для практических работ».
5. Если не начнется немедленное выделение азота, то реакцию можно инициировать добавлением небольшого количества гидрохинона.
6. Если вспенивание становится слишком сильным, следует прибавить несколько капель октилового спирта.
7. При проверке синтеза было найдено удобным прибавлять раствор соли диазония медленно из капельной воронки. Прибавление занимало от 25 до 45 мин,
8. При перекристаллизации из бутилового спирта получают препарат с т. пл. 139—140°. По литературным данным, чистый препарат плавится при 152—153°’.
9. В качестве растворителя можно пользоваться также и этиловым спиртом, который, однако, обладает тем недостатком, что в нем лучше растворяется 2-п-ацетилфе11илгидрохшюн, вследствие чего приходится выпаривать раствор почти досуха.
10. Сырой гидрохинон с трудом поддается очистке путем перекристаллизации; поэтому для того, чтобы получить препарат высокой степени чистоты, рекомендуется пользоваться приведенной ниже методикой.
11. При проверке синтеза было найдено удобным перекристаллизовывать вязкий дестиллат из 125 мл метилового спирта, охлаждая горячий раствор в течение ночи в холодильном шкафу. Упариванием маточных растворов можно получить еще небольшую порцию препарата в количестве около 2 г
Другие методы получения
Изложенная пропись представляет собой видоизменение методики, предложенной для получения 2-хлорфенилгидрохинона2. 2-п-Ацетилфенилхнноп был получен реакцией сочетания, проведенной в спиртовом растворе с заменой бикарбоната натрия на уксуснокислый натрий ’. При восстановлении 2-п-ацстилфсиилхи-пона цинком, уксусной кислотой и небольшим количеством концентрированной соляной кислоты получается 2-п-ацетилфенилги-дрохинон1.
1 К v а 1 n е s, J. Am. Chem. Soc., 56, 2478 (1934).
2 B.I.O.S., Report 1146 (1946).
ГЕМИМЕЛЛИТОЛ
(1, 2, З-Трцметилбензол)
ф э сн2к(снрз.1 Г^|]С"з
сн3
О(1СН3
Предложили; У. Бразен и Ч. Хаузер.
Проверили: У. Джонсон, Д. Стаутемайр н А Уайлдс.
Получение
В З-литровую круглодониую трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником и мешалкой с затвором, помещают 2 л горячен воды и 100 а (0,328 моля) подпетого 2, 3-димстплбен-зилтримстиламмоиия (примечание 1). Суспензию перемешивают и нагревают на паровой бане и в течение 45 мин. прибавляют
2 Зак. Н23, Сборник № 6 *
к ней 2760 г 5%-ной амальгамы натрия (примечание 2) порциями по 200—250 г. Перемешивание и нагревание продолжают в течение 24 час.; затем смесь перегоняют с водяным паром до тех пор, пока не перестанет переходить .маслянистая жидкость. Дестиллат (1 —1,5 л) экстрагируют тремя порциями эфира по 50 ли. Соединенные вытяжки промывают 50 ли 10 %-ной соляной кислоты и 50 ли насыщенного раствора хлористого натрия и сушат над безводным хлористым кальцием. После отгонки эфира остаток перегоняют из колбы Клайзспа и получают 33,5— 35,5 а (выход 85—90% теоретич.) бесцветного углеводорода с т. кип. 171 — 174°. При повторной перегонке 85—90% препарата переходит при 173—174°; /г;,’ 1,5116—1.5120.
Примечания
1. Метиодид получают из 2,3-диметилбеизилдпметиламина в соответствии с методикой, описывающей получение низшего гомо-, лога [стр. 46 (прим. 5) и 47 (прим. 8)].
2. Амальгаму натрия получают в 1-литровой склянке для отсасывания, закрытой резиновой пробкой с. двумя отверстиями, в одно из которых вставлена капельная воронка, а в другое — трубка для отвода газа. В колбу помещают 138 г (6 граммаго-мов) натрия и 300 ли минерального масла. Пропуская ток азота через боковой отвод склянки, последнюю нагревают на электрической плитке, покрытой листовым асбестом, до тех пор, пока натрий не расплавится, после чего к содержимому склянки быстро прибавляют через капельную воронку в течение 1—2 мин. 2622 г ртути, вращая склянку от руки. Всю операцию проводят па большом противне, чтобы сохранить реакционную массу в том случае, если склянка лопнет. Происходит бурная экзотермическая реакция, и так как температура может повыситься до 400°, руки следует предохранять либо несколькими слоями шерстяной ткани, либо толстыми перчатками. Если прибавление ртути будет проведено достаточно быстро, амальгама получится жидкой; в противном случае она частично затвердеет, и для получения однородного плава потребуется сильное нагревание. Минеральное масло декантируют с расплавленной амальгамой, которую, пока она находится еще в горячем состоянии, выливают в мелкий металлический противень; после того как амальгама затвердеет, ее нарезают или разбивают (молотком) на мелкие куски. Наконец, амальгаму промывают ле троленным эфиром и хранят в тщательно закупоренной склянке или под слоем петролейного эфира.
Другие методы получения
Гемимеллитол был получен действием натрия на смесь 2,3-диметилиодбензола и йодистого метила1, восстановлением продукта хлорметплнровапия о-кенлола - и каталитическим гидро-
г и.и-oi И-it Ki к:ь п-лрллиил
генолизом 2, 3-днметилбензнлов<ло спирта’. Приведенная выше пропись основана па методе, который разработали Кантор и Хаузер ;.
1 А п w с г о Ann,, 419, 116 (1919).
- В г а и п, X е 11 е s, Вег., 67, 1091 (1934).
3 S ni i t h, Spillane, J. Am. Chem. Sec., 62, 26.39 (19+0).
4 К a n t о r, Hauser, J. Am. Chem. Soc., 73, 4122 11951).
ГИДРОПЕРЕКИСЬ ТЕТРАЛИНА
(7, 2, 3, 4-Тетрагидpo-1 -нафтил)гидроперекись
Предложили: X. Найт и Д. Сверн.
Проверили: Дж. Шахан и К, Бек.
Получение
В 1-литровую круглодонную трехгорлую колбу, снабженную термометром, обратным холодильником и двумя трубками с донышками из пористого стекла для диспергирования газа (примечание 1), помещают 600 г (4,54 моля) чистого тетралина (примечание 2). Колбу устанавливают в баню с терморегулятором и, поддерживая температуру бани при 70°, пропускают через тетралин ток кислорода (в виде мельчайших пузырьков) до тех пор. пока содержание перекиси в реакционной смеси не достигнет 25—30%, о чем будет свидетельствовать содержание активною кислорода, равное 2,4—2,9% (примечание 3). Окисление занимает 24—48 час. Затем реакционную смесь подвергают перегонке (примечание 4) в приборе, целиком собранном из стекла, при 0,2—0,4 мм, пользуясь елочным дефлегматором высотой 60 см и диаметром 2,5 см\ перегонку продолжают до тех пор, пока температура жидкости в колбе не достигнет 70°. При этом получают 370—380 г исокисленного тетралина, который отгоняется при 32—45° (0,2—0,4 л/л/). Остаток в колбе представляет собой немного вязкое масло янтарного цвета, которое содержит около 80 % гидроперекиси тетралина (примечание 5); количество его составляет 225—235 г. Для получения чистой гидроперекиси остаток растворяют в 450 мл толуола и раствор при перемешивании
ох.таждакл д.., —5Lr (примечание t>). После стяни в течение 1 часа при —50' осадок отфильтровывают с отсасыванием (примечание 7) и сушат при ко.миагной температуре и давлении 1—2 мм. В результате получают 120—125 г относительно чистой гидроперекиси тетралина с т. ил. 50.2- 52.03, содержащей 9,20% активного кислорода (примечание 8). После перекристаллизации из 480 мл толуола при —303 полетают чистую гидроперекись тетралина в виде бс-сивепюго твердого вещества с т. пл. 54,0—54,53, содержащую 9,70% активного кислорода; выход составляет 80— 85 г (44—57%), считая на перекись, содержащуюся в продукте окисления тетралигга) (примечание 9).
Примечания
1. Следует избегать резиновых пробок и трубок, так как тетралин быстро разъедает резину. Удобно пользоваться трубками для диспергирования газа из стекла пирекс.
2. Чистый тетралин был получен из продажного препарата марки «для практических работ» по методу Джорджа и Робертсона Согласно этому методу, 3 кг исходного тетралина подвергали фракционированной перегонке, используя колонку с насыпной насадкой, и собирали фракцию с. т. кип. 204—207° (2,7 кг). Последнюю осторожно взбалтывали с 450 г ртути и верхний слой осторожно декантировали через складчатый бумажный фильтр. Затем неочищенный тетралин взбалтывали с насыщенным водным раствором уксуснокислой ртути и водный слой, а также небольшое количество окрашенного в оранжевый цвет осадка, отбрасывали. После этого водород взбалтывали с пятью последовательными порциями концентрированной серной кислоты но 300 мл, затем с одной порцией 10%-пого раствора едкого натра и, наконец, с водой до тех пор, пока промывные воды гте становились нейтральными. Тетралин еушилп над безводным хлористым кальцием и перегоняли, пользуясь колонкой с насыпной насадкой, в атмосфере азота. Этим путем было получено 2 кг чистого 1 егралппа с т. кип. 206—207° и пр' 1,5428.
3. Сок-ржаипс активного кислорода определяют йодометрически2. Точную навеску (0,1—0.3 а) реакционной смеси растворяют в конической колбе с притертой пробкой в 20 мл смесн уксусной кислоты и хлороформа (3 : 2 ио сбъему). а затем прибавляют к раствору 2 мл насыщенного водного раствора подпетого калия. Воздух из колбы немедленно вытесняют азотом, после чего колбу закрывают и оставляют стоять при комнатной температуре в течение 15 мин. Затем при энергичном перемешивании к содержимом у колбы прибавляют 50 мл воды и выделившийся иод оттитровывают 0.1 н. раствором тиосульфата натрия, пользуясь крахмалом в качестве индикатора. Одновременно проводят
также контрольное титрование, в котором обычно расходуется не больше 0,2 мл тиосульфата. 1 мл ОД н. раствора тиосульфата натрия эквивалентен 0,00821 г гидроперекиси тетралина.
4. Перегонку следует проводить за предохранительным шитом.
5. Потери перекиси до этой стадии весьма незначительны при условии, что синтез проводился в аппаратуре, целиком сделанной из стекла, и что температура перегонки нс превышала 70".
6. Для охлаждения раствора удобно применять баню со смесью сухого льда и этилового спирта.
7. Для фильтрования можно воспользоваться воронкой Бюхнера с рубашкой, заполненной охлаждающей смесью сухого льда и этилового спирта; можно также проводить охлаждение в холодильном шкафу, температуру в котором поддерживают при —50°.
8. Содержание активного кислорода в чистой гидроперекиси тетралина равно 9,74%.
9. Гидроперекись тетралина представляет собой удобное модельное соединение'для многих исследований в области химии перекисей. Вещество остается бесцветным и содержание в нем перекиси не уменьшается месяцами, если его хранить в темноте при температуре, равной 0° или ниже. Если же гидноперекись тетралина хранить в течение нескольких месяцев летом в тепле, то она разложится с образованием темной вязкой жи,угости.
Другие методы получения
Приведенная выше методика разработана па основании исследований Хартмана п Зейберт as, а также Хока п Сюземиля ’. Робертсон и Уотерс5 применяли т>, качестве катализа юра нафтенат кобальта, однако это не является необходимым.
•George, Robertson. Тг.ит-. F.ira4-у Soc.. 12. 2?Г (191 9.
• Wheeler, J. Am. Oil Cliemi-t.’ S c., 9, 89
3 11 a r t m a n n, S e I 1> e r t It. Heiv. Cliim. Acta, 15, 139.) (19.32)
4 H о c k, 8 a s e in i 111, Ber., LG. 61 (1933).
s Robertson. Waters*. !. Clieni. Soc.. 1 jIS, l.V,.
ДИ-ТР£Т-БУТИЛОВЫИ ЭФИР МАЛОНОВОЙ КИСЛОТЫ
СН2(СО2Н)2 - 2 (СН;.),С=С1-12 СН2 [ГО2С (СН3),].2
Предложили: А. VI а.v- Кл о с ка. Г. С. Финкен, Р. Кл-обер и У. Джонсон.
Проверили: Дж. Кэйзон. Г. Дж. Ф .нк?н и У. Даубен.
Получение
В 0,5-л:провую толстостенную it узкогорлую склянку из стекла пирекс, применяемую для проведения реакций’ под давлением, помещают 100 мл эфира (примечание 1k 5 мд
концентрированной серной кислоты, 50.0г (0,48 моля) малоновой кислоты и примерно 120 мл (около 1,5 моля) изобутилена (примечание 2), который сжижают пропусканием в большею пробирку, погруженную в баню со смесью сухого льда и ацетона. Склянку закрывают резиновой пробкой, надежно закрепляемой с помощью зажима или проволоки (примечание 3), и механически взбалтывают при комнатной температуре до тех пор, пока суспендированная малоновая кислота не перейдет в раствор (примечание 4). Склянку охлаждают в бане со смесью льда и соли; затем склянку вскрывают и содержимое ее выливают в делительную воронку, содержащую 250 мл воды, 70 г едкого натра и 250 г льда. Смесь взбалтывают (сперва осторожно), после чего слои разделяют и водную часть экстрагируют двумя порциями эфира по 75 мл. Органические слои соединяют, сушат над безводным поташом и фильтруют в капельную воронку, вставленную в горло специальной колбы Клайзсна емкостью 125 мл (примечание 5). Колбу погружают в масляную баню, нагретую примерно до 100°, и избыток изобутилена и эфира удаляют путем однократного испарения, осуществляемого медленным приливанием раствора из капельной воронки в колбу. Затем капельную воронку удаляют; остаток перегоняют в вакууме и собирают фракцию с т. кип. 112—115° (31 мм). Выход бесцветного ди-трст-бутилового эфира малоновой кислоты составляет 60,0—62,0 г (58—60% теоретич.); и)? 1,4158—1,4161, т. зам. от —5,9 до —6,1° (примечания 6 и 7).
Примечания
1. Увеличение концентрации исходных реагентов и продукта реакции в результате удаления растворителя благоприятствует сдвигу равновесия вправо и таким образом приводит к увеличению выхода сложного эфира, В некоторых опытах, произведенных при проверке синтеза, в которых использовали изложенную выше пропись, но не применяли эфира, количество взятого изобутилена было увеличено до 240 мл (3 молей), а взбалтывание проводилось в течение 12—15 час. до полного растворения малоновой кислоты; выход при этом достигал 88—91%. В тех случаях, когда в качестве растворителя применялся эфир, увеличение исходного количества изобутилена приводило к увеличению выхода только до 73%. Однако авторы синтеза нашли, что при проведении процесса без растворителя выход оказывается более непостоянным (в пределах от 69 до 92%), полного растворения кислоты иногда достигнуть не удается и в опытах, требующих длительного взбалтывания реакционной смеси для полного растворения, образуется пизкокипяшее вещество, для отделения которого необходима фракционированная перегонка. Без растворителя реакция обычно бывает экзотермнчной и смесь нагревается.
Это обстоятельство не является неблагоприятным при работе с количествами исходных реагенюв, указанными в прописи, однако в опытах с большими количествами реа1ентов выделяющееся тепло может вызвать бурное течение реакции.
2. Применялся технический изобутилен.
3. Давление при проведении реакции с данными количествами исходных вешеств не превышало 2,8 атм.
4. Обычно растворение заканчивается через 6 час,, но иногда оно может продолжаться и 12 час.
5. Прежде чем окончательно прополоскать и высушить колбу, ее следует тщательно промыть щелочью, для того чтобы обеспечить удаление следов кислоты, так как последняя катализирует разложение при нагревании эфира с образованием изобутилена, углекислоты и уксусной кислоты. Если разложение все же начнется, что станет заметным посильному вспениванию, то реакция будет протекать уже автокаталитически (под действием образующейся уксусной кислоты) с возрастающей скоростью и остановить ее окажется невозможным. Единственным средством является промывание вещества и аппаратуры щелочью. В качестве ингибиторов начинающегося разложения некоторых трет-бутиловых эфиров использовали твердый поташ или окись магния, некоторое количество которых добавляли перед перегонкой. Однако при использовании изложенной выше методики этого можно и не делать.
6. Дем проводил этот синтез в большем масштабе. Из 150 г малоновой кислоты, 200 мл эфира, 10 мл концентрированно*!! серной кислоты и 375 мл изобутилена он получил после взбалтывания в течение 22 час. в 1-литровой склянке 201,3 г (64% теоретич.) сложного эфира с. п£'- 1,4161.
7. При применении этой общей методики были получены также следующие сложные эфиры: трет-бутиловый эфир уксусной кислоты, выход 50%, т. кип. 94—97° (738 мм), 1,3820; тоет-бутпловый эфир хлоруксуспой кислоты, выход 63%, т. кип. 56—57° (16- 17 мм), 1,4204—1,4210 (синтез осуществил
Хант); трщ'-бути.товып эфир бромуксусиой кислоты, выход 65%. т. кип. 74—76° (25 мм). 1,4162; трет-бутнловый эфир а-хлор-пропноиовой кислоты, выход 63%, т. кип. 52—53° (12 мм), 1,4163 (синтез осуществил Белью); трет-бутиловын эфир о-бен-зоилбензойной кислоты, выход 70%, т. пл. 65—69°; ди-трет-бути-ловый эфир янтарной кислоты (вместо эфира в качестве растворителя применялся диоксан), выход 52%, т. кип. 105—107° (7мм), т. пл. 31,5—35°; дн-трет-бутиловый эфир глутаровой кислоты, выход 60%, т. кип. 113—119° (9 мм). nj 1,4215; ди-трет-бутило-вый эфир 8.г>-диметилглУ1аровой кислоты, выход 67% т. кип. 72—75° (1 мм), п* 1,4246.
Другие методы получения
Настоящая пропись представляет собой видоизменение 1 метода, который разработал Альтшул 2 для получения трет-бутиловых эфиров. Ди-трет-бутиловый эфир малоновой кислоты был получен взаимодействием хлорангидрида малоновой кислоты с трет-бутиловым спиртом в присутствии третичного амина3.
> Fonken, Johnson. J. Am. Chsm. Soc., 74, 831 (1952).
2 Altschul, J. Am. Chem Soc., 64, 2305 (1946).
’Backer, Lol kerns, Rec. trav. chim., 57, 1231 (1938); Backer, Homan, ibid., 58, 1018 (1939); Читтаранааи Pax а, Спит. орг. npen., сб. 5, стр. 19.
3,4 -ДИГИДРО-2-МЕТОКСИ-4-МЕТИЛ-2Н-ПИРАН
CH3
CH
//
HC CHa
I + II
HC CHOCHg
CH3
I
CH
HC CH,
II I
HC CHOCH,
Предложили: P. Лонгли мл., У. Эмерсон и А. Блардинеллн. Проверили: Т. Кэйрнс и Т. Юн?.
Получение
Реакцию проводят в автоклаве для работы при повышенных давлениях, в котором перемешивание осуществляют при помощи взбалтывания или качания. В автоклав помещают 286 г (336 мл. 4,08 моля) кротонового альдегида, 294 г (5,06 моля) метилвини-лового эфира и 1,1 г гидрохинона (примечания 1 и 2). Автоклав нагревают до 200° (примечание 3) и поддерживают эту температуру в течение 12 час. Затем автоклав охлаждают и снижают в нем давление; продукт реакции, окрашенный в черный цвет, перегоняют с применением колонки высотой 60 см и диаметром 1 см с насадкой из одиночных витков стеклянной спирали. Выход 3, 4-дигидпо-2-мстокси-4-метил-2Н-пирана составляет 270— 297 г (52—57%); т. кип. 42—50° (19 мм), 1,4349—1,4374 (примечания 4, 5, 6).
Примечания
1. Применялся кротоновый альдегид высшего качества; использовался продажный метплвинитовый эфир.
2. Авторы синтеза сжижали метилвиниловый эфир в сосуде, содержащем альдегид, охлажденный до 0°, а затем помещали эту
смесь в предварительно охлажденный автоклав. При проверке синтеза автоклав охлаждали вместе с находившимся в нем кротоновым альдегидом до —70', а затем эвакуировали; требуемое количество метилвинилового эфира конденсировали непосредственно в автоклаве.
3. Автоклав должен быть рассчитан на давление 210 атм. Это обеспечивает необходимый запас прочности, так как при 220° давление равно примерно 180 атм.
4. Чистый 3,4-дигидро-2-метокси-4-метил-2Н-пираи имеет т. кип. 135—138° (760 мм) [79—80° (100 сил)] и n-j 1,4370.
5. Авторы синтеза провели реакцию с количествами реагентов, приблизительно в три раза превышающими указанные, и получили выход 82—83%.
6. Авторы синтеза нашли, что в сравнимых условиях соответствующие производные дигидропирапа могут быть подобным же образом получены конденсацией акролеина с метилвиниловым эфиром (выход 80—81%), этилвиииловым эфиром (выход 77— 85%), н-бутилвннпловым эфиром (выход 82%), этилизопропеии-ловым эфиром (выход 50%) и и-бутилпиклогскссниловым эфиром (выход 40%). Другими с'А-непредельпыми карбонильными соединениями, введенными аналогичным образом в конденсацию с этилвиииловым эфиром, были следующие: кротоновый альдегид (выход 87%), метакролеин (выход 4”0%), с'-этил-^-н-пропилакпо-леин (выход 54%), коричный альдегид (выход 60%), )--фурИд-акролеип (выход 85%), метнлвинилкетон (выход 50%), бензаль-яцетон (выход 75%) и бензальацетофенон (выход 74%).
Другие методы получения
3, 4-Дигидро-2-метоксн-4-метил-211-пиран был получен только присоединением метилвинилового эфира к кротоновому альдегиду |-3. ’ !
1 Longlev, Emerson. .1. Am. Chcni S^c., 72, 3079 (1930).
г Smith, Norton, Ballard, J. An. Ch чл. 3 ?c„ 73, 5237 (1951). ’Smith, Norton, Ballard, пат. США 251-11C8.
9, Ю-ДИГИДРОФЕН АНТРЕН
Предложил. Д. Филлипс.
Проверили: У. Джонсон и Р. Реми.
Получение
А. Очистка фенантрена. 1. Очистка посредством азеотропной перегонки1. Смесь 300 г продажного фенантрена (примечание 1). 90 г малеинового ангидрида и 600 мл ксилола кипятят с обратным холодильником в круглодонной колбе емкостью 2.1в течение 20 час. (примечание 2). Раствор, вначале окрашенный в желтый цвет, при нагревании быстро принимает темнокоричневую окраску. Его охлаждают до комнатной температуры и для удаления возможных нерастворимых продуктов присоединения фильтруют с. отсасыванием. Фильтрат экстрагируют двумя порциями разбавленного едкого натра по 100 мл и щелочные вытяжки отбрасывают. Органический слой промывают водой и насыщенным раствором хлористого натрия, после чего фильтруют через слой безводного сернокислого магния. Избыток ксилола отгоняют при атмосферном давлении; последние порции отгоняют в вакууме. Остаток, пока он находится еще в горячем состоянии, переливают в большую ступку и, после затвердения, измельчают до получения частиц желаемого размера. Выход неочищенного фенантрена составляет 230—240 г.
Раствор 52 а неочищенного фенантрена в 400 мл диэтилепгли-коля (примечание 3) подвергают азеотропной перегонке, используя небольшую колонку (примечание 4). Сперва отбирают головной погон, который, в количестве примерно 50 г, переходит при 155—165° (100 мм); затем при 140—141° (21 мм) перегоняется главная фракция в количестве 390—400 г (примечание 5). Головной погон содержит значительное количество флуорена и должен быть отброшен. Основную фракцию прибавляют к пятикратному объему воды; выпавший в осадок углеводород отфильтровывают с отсасыванием и тщательно промывают водой для удаления последних следов диэтиленгликоля. Бесцветный препарат (41—43 г) кипятят в течение 3 час. с обратным холодильником вместе с 450 мл 95%-ного этилового спирта, содержащего приблизительно 9 г никеля Ренея. Горячий раствор фильтруют со слабым отсасыванием через пористый стеклянный фильтр. Из фильтрата поело его выпаривания примерно до 250 мл и охлаждения выпадает 33—35 г (63—67%) бесцветного Фенантрена с т. пл. 97,5—98°.
2 . Очистка посредством обработки натрием2. Продажный фенантрен (примечание 1) обрабатывают малеиновым ангидридом так, как это описано выше (в разделе 1) и 170 г остатка помешают в 1-литровую трехгорлую колбу, снабженную нихромовой мешалкой Гершберга с ргутным затвором6, холодильником с воздушным охлаждением н термометром. К со
держимому кодом прибавляют 10 г натрия и смесь энергично перемешивают в течение 6 час. при температуре 190—200°. Темный остаток охлаждают примерно до 80° и прибавляют к нему 300 мл бензола. Перемешиваемую смесь доводят до кипения и, пока она находится еще в горячем состоянии, осторожно фильтруют через крупнопористый стеклянный фильтр при слабом отсасывании (примечание 6). Бензол отгоняют при атмосферном давлении, а оставшийся фенантрен перегоняют, пользуясь небольшой колонкой (примечание 4), приспособленной для перегонки твердых веществ; в результате получают 125— 130 а (74—76%) бесцветного фенантрена с т. кип. 183—183,5° (15 лглг). Препарат кипятят с обратным холодильником в течение 3 час. вместе с 1,2 л 95%-ного этилового спирта, содержащего примерно 9 а никеля Ренея, и горячий раствор фильтруют так, как это описано в разделе 1. Из фильтрата после его охлаждения выпадает 115—120 г (68—71% теоретич.) бесцветного фенантрена с т. пл. 97—98°.
Б. Каталитическое восстановление. В автоклав для гидрогенизации общей емкостью приблизительно 300 мл помешают 29,5 г (0,17 моля) очищенного фенантрена (примечание 7), а затем добавляют 70 мл циклогексана (примечание 8) и 1,5 г медпо-хромового' катализатора (примечание 9). Автоклав заполняют водородом до начального давления 140 атм при 20°, и содержимое сто при взбалтываний нагревают до 150° (максимальное давление около 200 атм). В этих условиях гидрогенизация протекает быстро, и около 85% теоретического количества водорода поглощается за 1,75 — 2 часа. На этой стадии реакцию прекращают (примечание 10) и катализатор отделяют центрифугировавшем или фильтрованием. Циклогексан отгоняют, а остаток перегоняют, пользуясь небольшой колонкой (примечание 4). После незначительного головного погона (0,2—0,3 г), переходящего ниже 182°, собирают в количестве 21—23 г (70—77% теоретич.) 9, 10-дигидрофенантрен с т. кип. 183 1843 (25 мм) и 1,6401 — 1,6416. Остаток (4,5—5 г, 15—17%) представляет собой фенантрен с т. ггл. 96.5- 98°. который можно снова использовать в реакции.
Примечания
1. Для проведения этого синтеза пригоден технический фенантрен (80—90%-ный).
2. При проведении этой операции удобно пользоваться электрическим колбонаг ревателем.
3. С удовлетворительными результатами можно применять технический диэтиленглпколь.
4. Авторы синтеза пользовались колонкой типа колонки Под-бельняка высотой 65 с л/ с головкой для частичной конденсации паров При проверке синтеза для перегонки фенантрена, обра-
боданного натрием, применяли елочный дефлегматор высотой 15 см, а для фракционирования дигидрофенантрена — роторную колонку высотой 15 см с вращающейся лентой.
5. При этих концентрациях азеотропная смесь является твердой, и необходимо обеспечить соответствующий обогрев холодильника и приемников при помощи инфракрасной лампы или иного аналогичного прибора. В литературе имеются указания ’ на то, что при применении удвоенного, по сравнению с указанным, количества диэтиленгликоля происходит образование жидкой азеотропной смеси, однако в этом случае требуется перегонка пропорционально больших количеств, так как эта азеотропная смесь имеет почти такую же температуру кипения, как и дпэти-ленглпколь.
6. Мелко раздробленный натрин представляет серьезную опасность в пожарном отношении, и следует стремиться оставить возможно большее его количество в колбе; с этой целью жидкость осторожно декантируют. Часть препарата, собирающаяся в воронке, постоянно должна быть покрыта слоем растворителя; ни в коем случае не следует допускать, чтобы она высыхала. Остатки можно уничтожить, поместив воронку и колбу в большое ведро и залив их 1 л изопропилового спирта. Это лучше всего произвести на открытом воздухе.
7. Было найд'ено, что фенантрен, очищенный посредством обработки натрием, превосходит по качеству фенантрен, подвергнутый азеотропной перегонке; однако с обоими этими препаратами были получены удовлетворительные результаты. Имеющийся в продаже фенантрен хорошего качества не удавалось прогид-рировать в описанных условиях даже и после перекристаллизации и обработки никелем Ренея.
8. Был применен продажный циклогексан без дополнительной очистки. Применение в качестве растворителя этилового спирта5 приводило к непостоянным результатам, и выход 9, 10-дигидрофенантрена никогда но превышал 50%. В отсутствие растворителя также получались непостоянные результаты.
9. Медно-хромовый катализатор (IIJS2) был получен по методике Адкинса н его сотрудников 6.
10. Если допустить, чтобы процесс гидрогенизации закончился, то конечный продукт окажется загрязненным значительным количеством полигидрогенпзпрованного продукта, о чем будет свидетельствовать низкий показатель преломления. Оптимальная продолжительность реакции, соответствующая прохождению гидрогенизации примерно на 85%, может быть различной в зависимости от степени чистоты фенантрена и от активности катализатора, Наиболее чистый 9, 10-дпгндрофеиантрен получается в тех случаях, когда водород присоединяется в меньшем количестве, однако выходы прп этом бывают соответственно ниже.
Другие методы получения
9, 10-Дигидрофепантрен был получен из 2,2'-бис(бромметил)-дифенила и натрия7, путем восстановления 2, 2/-дииоддибензила в присутствии 1% палладия па углекислом барии в качестве катализатора8, гидрогенизацией фенантрена в присутствии никеля 7 или'медно-хромового катализатора 217', а также взаимодействием 2, 2'-бг/с(бромметил) дифенила с феппллитием 10.
1 Feldman, Р л n t л g < с1 г с h I n. ,1, Am. C’i .-л. Soc., 73, 13111 19.31). Fieser, Johnson, J. Am. Chem St. 61, 168 (1939).
3 Пинкни, Спит. орг. преп., сб, 2, стр. 298.
4 Cason, Rapoport, Laboratory Text in Organic Chemistry, Prentice-Hall, New York, 1950, p. 237.
5 Dorland, Adkins, J. Am. Chem. Soc., 59, 135 (1937).
6 A d k i n s, Burgoyne, Schneider, J. Am. Chem. Soc., 72, 2626 (1950).
7 S c h г о e t e г, Л1 it 11 e r, Hua n g, Ber., 62, 615 (1929).
s В u s c 11, Weber, J. prakt. Chem., 146, 1 (1935).
“Burger, Mos et tig, J. Am. Chem. Soc., 58, 1857 (1936).
10 Hall, Lesslie, Turner, .1. Chem. Soc., 1950, 711.
ДИМЕТИЛФУРАЗАН (3,4-Диметилфуразан)
CH.- CO CH..---------5 CH,
t.H,C----CCH, I - \ "il il •’ CH2CO2H
'll II ' + ;o —> NN -I- I
NOH NOH 1 / \ / CH,CO,H
I ’ T-J Г Гу ~ 6 a
Ппед.тожгми: ..7. Бер и Дж. Брент.
Проверили: 7. К^йрнс п Дж. Карнахан.
Получение
Тщательно перемешивают 100 г (1 мель) ангидрида янтарной кислоты и 116 г (1 моль) дпметнлглпоксима (примечание 1); оба реагента должны быть в топкопзме.тьченном состоянии. Смесь помещают1 в 1-литровую трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой с затвором, термометром, доходящим почти до дна колбы, и трубкой для отвода газа, соединенной с холодильником водяного охлаждения, установленным для перегонки. Содержимое колбы медленно нагревают с помощью электрического колбонагреватсля или на масляной башу и перемешивание начинают сразу же, как только это становится возможным (примечание 2). Смесь переходит в жидкое состояние примерно при 100°,
и при 150—170' начинается энергичная реакция, сопровождающаяся внезапным повышением температуры. Реакцию легко регулировать, удаляя источник нагревания, когда темпера!ура реакционной смеси достигнет 170’, и помещая колбу в охлаждающую баню на то время, пока температура не понизится до 150'' (примечание 3). Тогда смесь вновь нагревают; отгонка начинается при температуре смеси, равной 160’, и продолжается до тех пор, пока температура не достигнет 200°. Затем мешалку останавливают, меняют приемник и после того, как колба и ее содержимое охладятся примерно до 120’, прибавляют 50 мл воды. Термометр заменяют трубкой, через которую пропускают водяной пар до тех пор, пока не прекратится отгонка нерастворимого вещества. Обычно бывает достаточно собрать 200—300 мл дестиллата. Дестиллат экстрагируют двумя порциями эфира по 100 мл и вытяжки соединяют с диметилфуразаиом, полученным прямой перегонкой (примечание 4). Эфирный раствор сушат в течение недолгою времени над безводным сернокислым магнием. Осушитель отфильтровывают, а эфир отгоняют па паровой бане. Остаток перегоняют при атмосферном давлении, используя небольшой дефлегматор; после головного погона, состоящего главным образом из диацетила, при 154—159° перегоняется диметилфуразап в виде бесцветной жидкости с п'^ 1,4234 —1,4243 и т. пл. от —7,2 до —6,6°. Выход составляет 59—63 г (60—64% тсоретич.).
Примечания
1. Оба реагента должны быть хорошего качес1ва.
2. Ниже температуры плавления смесь с трудом поддается механическому перемешиванию, если только не применяется мощный мотор.
3. Обычно за этот период времени температура поднимается примерно до 190°, причем быстро отгоняется некоторое количество диметилфуразана.
4. Препарат, получаемый прямой перегонкой, содержит некоторое количество воды, от которой диметилфуразап может быть легко отделен.
Другие методы получения
Диметплфуразан был получен пз диметитглиокеима нагреванием е водой, с водным раствором аммиака или с водным раствором едкого натра1 2’. Применение обычных кислых дегидратирующих агентов не даст положительных результатов.
1 Wolff, Вег., 28, 69 (1895).
2 Rimini, Gazz. chini. ital., 25, 11, 266 (1895).
1,4-ДИНИТРОБУ ГАН
.И.ШДДСНЛ HJ — 2AgXO2—> O2XCH2CH2CHxCH2X02 , 2AgJ
Предложили: /'. Фейер и Г. Лестон. Проверили: Дж. Шихан и Дж. Янничелли,
Получение
Реакцию проводят в 1-литровой трехгорлой круглодонной колбе, снабженной механической мешалкой с затвором, обратным холодильником и капельной воронкой. Обратный холодильник и капельную воронку защищают от действия влаги осушительными трубками. В колбу, предохраняемую от действия света (примечание 1), помещают 170 г (1,1 моля) нитрита серебра и 300 мл абсолютного эфира. В результате энергичного перемешивания нитрит серебра суспендируется, и смесь охлаждают до 0" в бане со льдом. Затем в течение 3 час. к содержимому колбы прибавляют по каплям 155 г (0,5 моля) 1, 4-дииодбутана '. После этого температуру смеси поддерживают при 0° в течение еще 2 час., а затем предоставляют ей медленно подняться до комнатной (25°) по мере таяния льда в охлаждающей бане (примечание 2). Через 24 часа после того, как прибавление дииодбутана будет закончено, раствор испытывают на содержание непрореагировавшего иодида (примечание 3). Если проба окажется отрицательной, то смесь фильтруют и иодистое серебро промывают бензолом, взятым в количестве 200 мл (примечание. 4). Эфирный и бензольный растворы соединяют и растворители отгоняют на паровой бане, причем к концу перегонки последнюю ведут в вакууме водоструйного насоса.
В трехгорлую колбу емкостью 500 мл, снабженную механической мешалкой, капельной воронкой и термометром, помещают 200 мл концентрированной серной кислоты. Колбу погружают в баню со смесью льда и соли п охлаждают кислоту до 0—5°. Неочищенный дшштробутан прибавляют по каплям при сильном перемешивании с такой скоростью, чюбы температура не поднялась выше 8°. После того как прибавление будет закопчено, перемешивание продолжают в течение еще 10 мин. Затем раствор осторожно выливают на 1 хг измельченного льда, перемешиваемого от руки. Льду дают растаять и препарат отфильтровывают с отсасыванием, промывают водой и сушат на воздухе. После перекристаллизации из метилового спирта, проводимой при —70° с применением охлаждающей бани из смеси сухого льда и хлористого метилена, получают 30—34 г (41—46% теоретич.) 1,4-динитробутана с т. пл. 33—34° (пгшмечання 5. 6. 7 и 8).
Примечания
1. Необходимо полное предохранение от действия света. Наиболее удобно проводить реакцию в темной комнате.
2. Охлаждающую баню не следует отставлять, так как в противном случае температхра смеси иодинмется выше комнатной.
3. Реакция Бейлыптейна проводится следующим образом. Медную проволоку очищают в пламени бунзеновской горелки и дают ей охладиться. Перемешивание прекращают и проволоку осторожно вводят в прозрачный эфирный раствор так, чтобы не коснуться йодистого серебра в горле и па дне колбы. Затем проволоку вынимают и держат в восстановительной части пламени. Появление зеленой окраски указывает па то, что реакция положительна, и перемешивание продолжают до тех пор, пока проба не даст отрицательного результата.
4. Другой метод очистки состоит в том, что подпетое серебро промывают не бензолом, а 250 мл метилового спирта. Эфир выпаривают, а остаток присоединяют к метанольному раствору. Вещество кристаллизуют при —70°. В результате перекристаллизации этого неочищенного препарата из метилового спирта при —70° получают такой же выход, как и при использовании метода очистки, указанного в прописи.
5. Если конечный продукт не окажется бесцветным, метанольный раствор можно обработать древесным углем.
6. Если исходить из 169 г 1,6-дииод! ексапа2, то подобным же образом можно получить с выходом 46—48% 1,6-динитро-гексаи; т. пл. 36,5—37,5°. При этом также можно применить способ выделения, описанный в примечании 4.
7. Тем же методом можно получить 1,3-динитропропап, исходя из 148 г 1,3-дииодпропана. В этом случае, однако, динигро-соедипение представляет собой жидкость, очистку которой производят следующим образом. Неочищенный 1,З-динитропропан экстрагируют из водного кислотного слоя четырьмя порциями бензола по 150 мл. Бензол отгоняют при атмосферном давлении, а остаток перегоняют из колбы Клайзена емкостью 50 мл; вещество получается с выходом 24—25 г (36—37 % теорсгнч.); его т. кип. 108—110° (1 мм) и п)}' 1,465. Во время перегонки препарат остается бесцветным, но при храпении вскоре окрашивается в желтый цвет. Если водный слой подвергнуть непрерывному экстрагированию в течение 24 час. бензолом или эфиром, то можно получить дополнительно 3 г вещества.
8. 1, 4-Динитропентан можно синтезировать аналогичным образом, исходя из 162 г 1, 5-диподпентана, полученного из тетра-гидропирана согласно указаниям, приведенным при описании синтеза 1,4-ДпнодбутаиаДпнитросоедпненпе представляет собой жидкость, которую получают экстрагированием водного кис
лотного слоя тремя порциями бензола по 125 мл. Бензол отгоняют при атмосферном давлении, а остаток перегоняют из колбы Клайзена емкостью 50 мл. Количество фракции с т. кип. 134° (1,2 мм) и «ф 1,461 составляет 36,6 г (45% теоретич.). Дестил-лат бесцветен, но вскоре принимает желтую окраску.
Другие методы получения
1 , З-Динитропропанзл, 1, 4-дииитробутан 5-6, 1, 5-динитропен-тан5’6 и 1, 6-динитрогсксан 6 были получены только по описанному выше способу, разработанному В. Мейером.
'Стон, Шехтер, Синг. орг. преп., сб. 4, стр. 161.
2 Стон, Шехтер, Спит. орг. преп., сб. 4, стр. 166.
3 Keppler, Meyer, Ber., 25, 1710 (1841).
^ Kispersky, Hass, Holcomb, J. Am. Chem. Soc., 71, 516 (1949). 6 Braun, Sobecki, Ber., 44, 2528 (1911).
• McElroy, Ph. D. Thesis, Purdue University, 1913.
П, я'-ДИНИТРОДИБЕНЗИЛ (4, 4'-Динитродибензил)
2CH3^ ф NOa + i/2O2 —> OSN ^CH2CH2^ %NO2+II2O
Предложил: Г. Хауз.
Проверили: Дж. Шихан и Дж. Янничелли.
Получение
В 3-литровую трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой и трубкой для ввода газа, доходящей до дна колбы, помещают 2 л 30%-кого раствора едкого кали в метиловом спирте (примечание 1). Колбу погружают в баню со льдом и, когда раствор охладиться до 10°, прибавляют к ее содержимому 100 г (0,729 моля) твердого «-нитротолуола (примечание 2).’ Смесь энергично перемешивают и пропускают в нее через трубку для ввода газа быстрый ток воздуха. Через 3 часа баню со льдом отставляют, а пропускание воздуха через смесь продолжают, не прекращая энергичного перемешивания, в течение еще 5 час. Сразу после этого реакционную смесь фильтруют с отсасыванием (примечание 3); твердое вещество промывают на фильтре 2 л кипящей воды, а затем 300 мл 95%-ного этилового спирта при комнатной температуре. Препарат оставляют на воздухе до полного высыхания, а затем растворяют в минимальном количестве
3 Зак. 1428, Сборник № 6
кипящего бензола (примечание 4). Горячий раствор фильтруют, чтобы удалить небольшое количество нерастворимой красно-оранжевой примеси, и фильтрату дают охладиться. «Х-Динитродибензил кристаллизуется в виде окрашенных в оранжевый цвет игл с т. пл. 178—180°. Выход составляет 73—75 г (74—76% теоретич.). После повторной перекристаллизации из бензола получают желтые иглы с. т. пл. 179—180°.
Примечания
1. Для получения 30%-ного раствора едкого кали в метиловом спирте растворяют 680 г химически чистого (не менее чем 85%-ного) гранулированного едкого кали в 2 л метилового спирта.
2. Был применен «-нитротолуол высокого качества с т. пл. 51—52°.
3. В этом случае целесообразно проводить фильтрование через двойной слой обычной фильтровальной бумаги.
4. Требуется 2—3 л бензола. При проверке синтеза было найдено целесообразным пользоваться воронкой для горячего фильтрования.
Другие методы получения
п, п'-Динитродибензил был получен нитрованием дибензила1, действием хлористого цинка на хлористый n-нитробензил 2, действием щелочи па «-нитротолуол3, окислением а,а-бис(и-нитробензил) гидразина окисью ртути4, а также по описанному выше методу5.
iRinkenbach, Aaronson, J. Am. Chem. Soc., 52, 50.0 (1930).
2 Roser. Ann., 238, 363 (1887).
3 Green, Davies, H or si al 1, J. Chem. Soc.. 1907, 2076.
4 Busch, Weiss, Ber., 33, 2701 (1900).
Fuson, House, J. Am. Chem. Soc., 75, 1325 (1953).
ДИФЕНИЛАЦЕТИЛЕН
C6H5COCOC6H5 + 2NH,NH,-11,0 —> Cf,H-,C—CC.SH; Д-4H2O
H,NN NNH,
CeH5C—CC3H3 + 2HgO —► C6H-C=CC6H5-j-2Hg + 2N2 + 2H2O i: II
H2NN NNH,
Предложили: А. Коп, Д. Смит и Р. Коттер. Проверили. Ч. Прайс и Т. Мак-Кеон, мл.
Получение
В 1-литровой круглодонной колбе, снабженной эффективным обратным холодильником, приготовляют раствор 105,1 г (0,5 моля) бензила (примечание 1) в 325 мл н-пропилового спирта. К раствору прибавляют 76 г (1,30 моля) 85%-ного гидразингид-рата и смесь (примечание 2) кипятят в течение 60 час. с обратным холодильником. Затем раствор охлаждают в бане со льдом и дигидразон бензила отфильтровывают с отсасыванием. Кристаллы промывают 200 мл холодного абсолютного этилового спирта и сушат (примечание 3) на фильтре с отсасыванием в продолжение 1 часа. Выход дигидразона бензила составляет 99—106 г (83—89% теоретич.), т. пл. 150—151,5°.
Полученный дигидразон бензила прибавляют к 480 мл продажною бензола, находящегося в 1-литровой тоехгорлой колбе, снабженной обратным холодильником и мешалкой с затвором. К содержимому колбы при перемешивании, благодаря которому дигидразон бензила поддерживается в виде суспензии, прибавляют небольшое количество желтой окиси ртути (2—4 г) и смесь слегка нагревают на паровой бане. Начинает выделяться азот, и смесь окрашивается в серый цвет. После этого желтую окись ртути вводят небольшими порциями так, чтобы реакционная смесь спокойно кипела; всего прибавляют 240 г (1,11 моля) окиси ртути. Смесь в течение 1 часа перемешивают, а затем оставляют на ночь. После этого смесь фильтруют и остаток (ртуть и окись ртути) промывают 100 мл бензола, который присоединяют к имеющему красный цвет бензольному фильтрату. После высушивания над безводным сернокислым натрием бензол отгоняют в вакууме при нагревании на водяной бане. Остаток перегоняют из колбы, снабженной небольшой насадкой, и собирают фракцию с т. кип. 95—105° (0,2—0,3 мм); получают 60—65 г (67—73%,, считая на бензил) дифенилацетилена с т. пл. 59—60°. Препарат можно перекристаллизовывать из 100 мл 95%-ного этилового спирта, после чего он плавится при 60—61° (примечание 4).
Примечания
1. Применялся либо продажный бензил, либо бензил, приготовленный по способу, описанному в «Синтезах органических препаратов»
2. Применялся продажный (85%-ный) гпдразпнгидрат. При прибавлении этого реактива к раствору бензила в осадок выпадает моногидразон бензила, по при нагревании он снова легко растворяется.
3. Дигидразон бензила нельзя сушить в вакуум-эксикаторе, так как он легко возгоняется.
4. Полученный этим методом дифенилацетилен не содержит примеси стильбена, с которым он образует твердый, трудно разделимый раствор2. С высокими выходами тем же методом были получены ди-п-толилацетилен3 и ?-нафтилфенилацетилен4.
Другие методы получения
В дополнение к методам, изложенным в ранее опубликованном сборнике «Синтезов органических препаратов» 5, следует указать на получение дифенилацетилена действием едкого кали на 5,5-дифепил-3-нитрозо-2-оксазолидон (100%) 6. Изложенная выше пропись представляет собой видоизменение методики, которую предложили Шленк и Бергман7.
1 Кларк, Дреджер, Сипт, орг. преп., co. 1, .стр. 83.
’-Pascal, Normand, Bull. soc. chim. France, [4] 13, 151 (1913).
3 К a s t n e r, Curtius, J. prakt. Chem., [2] 83, 225 (1911).
4Ruggli, Reinert, Helv. Cliim. Acta, 9, 67 (1926).
“Смит, Фалков, Синт. орг. преп., сб. 3, стр. 231.
"Newman, К u t n е г, J. Am. Chem. Soc., 73. 4199 (1951), ‘Schlenk, Bergmann, Ann., 463, 76 (1928).
ДИФЕНИЛОВЫЙ ЭФИР ЯНТАРНОЙ кислоты
СН,СО2Н СН,СО,С0Н-
| “ + 2C0HSOH + РОС13—>1 J '+ИРО3 + ЗНС1
СН2СО2Н СНаСОаС6Н5
Предложили; Г. Дауб и У. Джонсон.
Проверили: Дж. Кэйзон, Р. Вессмэн и У. Даубен.
Получение
В 2-литровую круглодонную колбу, снабженную эффективным обратным холодильником, защищенным хлоркальциевой трубкой (примечания 1 и 2), помещают смесь 118 г (1 моль) янтарной кислоты, 188 г (2 моля) фенола и 138 г (83 мл, 0,9 моля) хлорокиси фосфора (примечание 3). В течение 1,25 часа смесь нагревают па паровой бане в вытяжном шкафу (примечание 2), после чего к ней прибавляют 500 мл бензола и кипячение продолжают еще 1 час. Горячий бензольный раствор отделяют декантацией от красного сиропообразного остатка фосфорной кислоты и фильтруют без отсасывания в 1-литровую коническую колбу. Остаток экстрагируют двумя порциями горячего бензола по 100 мл, после чего вытяжки фильтруют в ту же коническую колбу. Соединенные бензольные растворы выпаривают до объема примерно 600 мл (примечание 4) и бледножелтую жидкость
оставляют охлаждаться, в результате чего выпадают бесцветные кристаллы дифенилового эфира янтарной кислоты. Кристаллы отфильтровывают с отсасыванием на воронке Бюхнера, промывают тремя порциями эфира по 50 мл и сушат при 40° на пористой тарелке. Выход дифенилового эфира янтарной кислоты с т. пл. 120—121° составляет 167—181 г (62—67% теоретич.) (примечание 5).
Примечания
1. Лучше всего пользоваться аппаратурой, собранной на шлифах; можно также применять обожженные корковые пробки.
2. Необходимо принять меры для поглощения или отвода хлористого водорода, выделяющегося во время реакции.
3. Применение хлорокиси фосфора в большем количестве не привело к увеличению выхода; кроме того, препарат получался обычно более низкого качества.
4. Если раствор упарить до меньшего объема, прежде чем будут удалены фенол и хлорокись фосфора, то получится темно-окрашенный и загрязненный препарат.
5. При желании можно получить вторую порцию препарата, для чего поступают следующим образом. Маточный раствор экстрагируют в 1-литровой делительной воронке восемью порциями 5%-ного раствора едкого кали по 50 мл. Каждую из этих вытяжек, в свою очередь, экстрагируют порцией бензола в 50 мл. Затем одну порцию воды в 50 мл и две порции насыщенного раствора хлористого натрия по 50 мл применяют для промывания сразу двух бензольных вытяжек. Все бензольные растворы соединяют, сушат над безводным сернокислым натрием, фильтруют и выпаривают до объема 150 мл. После охлаждения получают вторую порцию дифенилового эфира янтарной кислоты, которую отфильтровывают, промывают и сушат так, как это описано для первой порции. Выход препарата с т. пл. 118—120° составляет 13—27 г (5—10% теоретич.).
Другие методы получения
Изложенная выше пропись представляет собой видоизменение методики, описанной Распискам '. Дифениловый эфир янтарной кислоты был также получен реакцией фенола с янтарной кислотой в присутствии фосфорного ангидрида в толуоле 2 и взаимодействием фенола с хлорангидридом янтарной кислоты э.
iRasinski, J. prakt. Chem., 26, 63 (1882): Bischcff, He den-str от, Ber., 35, 4073 (1902).
3 Bakunin, Gazz. chim. ital., 30, 358 (1900).
’ W e s e 1 s k y, Ber,, 2, 519 (1859).
Р-(о-КАРБОКСИФЕНИЛ)ПРОПИОНОВАЯ КИСЛОТА (2-Карбоксигидрокоричная кислота)
/х /\ /ОН ,СО,Н хСОоН
YY сн.сон ' ^YY ‘
I II I------------* I h -NiOH-* I I!
^/XCH=CHCOJ1 ^/\cH3CH„C0iH
Предложили: Г. Пэдж и Д. Тарбелл, Проверили: У. Джонсон, Ш. Розенберг и Р. Эберхардт.
Получение
А. о-Карбоксикоричная кислота. В коническую колбу емкостью 250 мл, погруженную в водяную баню, температуру которой поддерживают при 25—30°, помещают 40%-ную надуксусную кислоту в количестве 88 г (78 мл, 0.46 моля надкислоты) (примечание 1). Над колбой укрепляют капельную воронку емкостью 150 мл таким образом, чтобы ее ножка была опушена в жидкость приблизительно на 4 см ниже ее поверхности. К надкислоте приливают по каплям в течение 4 час. при механическом перемешивании (примечание 2) холодный раствор 20 г (0,14 моля) В-нафтола (примечание 3) в 100 мл ледяной уксусной кислоты. При соответствующей скорости прибавления температура реакционной смеси медленно поднимается до 30—35°, однако она не должна превышать 40°. Когда будет введена третья часть раствора ^-нафтола или несколько большее его количество, из раствора, окрашенного в оранжевый цвет, начинает выпадать твердое вещество. После того как прибавление будет закопчено, смесь перемешивают в течение cine 1 часа и колбу оставляют стоять в водяной бане до тех пор, пока не прекратится экзотермическая реакция (обычно 6—8 час.), а затем в продолжение 4 дней при комнатной температуре (примечание 4). Осадок отфильтровывают с отсасыванием и промывают па фильтре достаточным количеством (10—20 мл) уксусной кислоты, чтобы удалить окрашенные примеси. После высушивания на воздухе получают 19,6—20,1 г неочищенной о-карбоксикоричной кислоты в виде кристаллического вещества, окрашенного в бледпожелтый цвет (примечания 4 и 5).
С целью очистки кислоту растворяют в 360—400 мл холодного 5%-ного раствора бикарбоната натрия, раствор фильтруют н фильтрат подкисляют минеральной кислотой, взятой в избытке, достаточном для того, чтобы индикаторная бумажка Конго красное окрасилась в синий цвет. Препарат отфильтровывают с отсасыванием, промывают водой, чтобы удалить минеральную кис
лоту, и сушат на воздухе. Выход полученного таким образом вещества составляет 17,9—18,7 а (67—70% теоретич.). Обычно оно плавится (примечание 6) в пределах между 202 и 205° и обладает достаточной степенью чистоты (примечание 7) для большинства практических целей.
Б. ^-(о-Карбоксифенил)пропионовая кислота. В открытую широкогорлую круглодонную колбу емкостью 1 л помещают 18 г (0,094 моля) о-карбоксикоричной кислоты и 550 мл 10%-ного раствора едкого натра. Смесь нагревают на паровой бане.до 90° (примечание 8) и перемешивают при помощи механической мешалки. Затем паровую баню отставляют и через открытое горло колбы прибавляют к ее содержимому небольшими порциями (на конце шпателя), но часто, 54 г (примечание 9) порошкообразного никель-алюминиевого сплава (катализатора Ренея) (примечание 10). После того как прибавление сплава будет закопчено (приблизительно через 50 мин.), смесь перемешивают, поддерживая ее температуру в течение 1 часа при 90—95° нагреванием на паровой бане. Затем прибавляют десшллированную воду в количестве, необходимом для того, чтобы объем смеси оставался равным примерно 550 мл. Горячую смесь Фильтруют с отсасыванием и металлический осадок промывают 50 мл горячего 10 %-кого раствора едкого натра и двумя порциями горячей воды по 50 мл, производя это таким образом, чтобы твердое вещество все время было покрыто жидкостью (примечание 11). Охлажденные фильтрат и промывные воды прибавляют по каплям при механическом перемешивании к 300 мл концентрированной соляной кислоты (уд.- в. 1,19), находящейся в открытом 2-литровом стакане, с такой скоростью, чтобы температура не поднималась выше 80—85° (примечание 12). Выделение кристаллического препарата начинается почти немедленно и заканчивается, когда температура содержимого стакана упадет до комнатной. ₽-(о-Карбоксифепил)-пропионовую кислоту отфильтровывают с отсасыванием, промывают водой и сушат на воздухе (примечание 13). Выход составляет 16,8—17,3 <? (94—95% теоретич.), т. пл. 165,5—167° (примечание 14).
Примечания
1. Можно пользоваться продажной 40 %-ной надуксусной кислотой. Применение надкислоты в количестве 3,3 моля вместо требуемых по теории 3,0 молей приводит к получению несколько более высоких и лучше воспроизводимых выходов продукта реакции. При работе с соответственно меньшими количествами реагентов выход вещества (в процентах) остается тем же.
2. Экспериментатор должен быть защищен предохранительным щитом. Удобно пользоваться стеклянной мешалкой (пропел
лерного типа), пропущенной в открытое горло конической колбы; быстрое перемешивание не является необходимым.
3. Не только химически чистый ^-нафтол, но и его препараты различных марок были применены с одинаковым успехом.
4. После 15-часового стояния можно получить 15,0—16,8 г неочищенной о-карбоксикоричной кислоты в результате фильтрования, промывания и высушивания.
5. Ни выпариванием фильтрата в вакууме, ни разбавлением его водой не удается получить еще некоторого количества о-карбоксикоричной кислоты; однако возможно выделить в небольшом количестве кристаллический побочный продукт, повидимому 4- (о-карбокспфепил) -5,6-бензокумарнн
6. При плавлении о-карбоксикоричная кислота циклизуется с образованием лактона Р-окси-Р-(о-карбоксифенил) пропионовой (фталидуксусной) кислоты; т. пл. 153°. Если препарат при определении температуры плавления нагревать слишком медленно или если он не отмыт полностью от минеральной кислоты, то температура плавления может оказаться значительно ниже 200°. Однако стадия восстановления (см. раздел Б) для такого препарата протекает нормально.
7. Кислоту можно перекристаллизовать из водного этилового спирта, причем получаются .мелкие бесцветные спутанные между собой призмы с т. пл. 205°.
8. Рекомендуется опускать термометр в жидкость только периодически, так как при продолжительном соприкосновении стекло разъедается щелочной смесью.
9. Если взять меньше 50 г сплава, то препарат, выход которого останется тем же, будет содержать небольшую примесь невошедшей в реакцию о-карбоксикоричной кислоты. При работе с соответственно меньшими количествами реагентов результаты получаются такими же хорошими.
10. Если произойдет чрезмерное вспенивание, то с целью его регулирования прибавляют несколько капель октилового спирта.
И. Если Металлический остаток на фильтре высохнет, то он может воспламениться. Для удаления остатка его можно растворить в разбавленной азотной кислоте. (Внимание! Бурная реакция).
12. При таком порядке прибавления соли алюминия остаются в растворе, что упрощает дальнейшую работу. Для экономии времени можно применять внешнее охлаждение.
13. При экстрагировании фильтрата эфиром можно дополнительно получить 0,4—0,5 г неочищенной кислоты, отогнав растворитель. Эту кислоту можно соответствующим образом очнетпгь п получить еще 0,25—0,35 ? чистого вещества.
14. Р.-(о-Карбоксифенил) пропионовую кислоту можно перекристаллизовать из горячей воды (около 20 мл воды на 1 г вещества): в результате получается препарат ст. пл. 166,5—167,5°.
Другие методы получения
о-Карбоксикоричная кислота была получена гидролизом нитрила о-карбоксикоричной кислоты1 2, размыканием лактонного кольца в молекуле фталидуксуспой кислоты3'4 и дегидратацией металлических солей н-окси-р-(о-карбоксифенил)пропионовой кислоты 3. Она была получена также из р-нафтола при действии на пего следующих окислителей: перманганата калия в нейтральном или щелочном растворе5, 30%-ного раствора перекиси водорода в уксусной кислоте® и раствора надуксусной кислоты в уксусной кислоте7. Из ^-нафтохинона можно получить о-карбокси-коричную кислоту при окислении его 30 %-пой перекисью водорода 8 или надбензойной кислотой9. Нафталин также образует эту кислоту при окислении надуксусной кислотой 10. Описанную здесь методику в основном разработали Бёзекен и Кёнигсфельдт, а также Гриншпан 7.
{5-(о-Карбокспфенил) пропионовая кислота была получена действием различных реагентов (в качестве окислителя применялся главным образом перманганат калия) на ди- и тетрагид-ропафталипы и их производные11. о-Капбоксикоричная кислота была восстановлена амальгамой натрия 12, а корично-о-гидрокса-мовая кислота восстановлена каталитически 13 до соответствующей замещенной пропионовой кислоты. Диальдегид р- (о-карбок-сифепил) пропионовой кислоты был окислен в соответствующую двухосновную кислоту перманганатом калия в растворе углекислого натрия 14. Двухосновная кислота была, кроме того, получена нагреванием о-карбоксибензилмалоиовой кислоты 15, а также из нитрила о-циангидрокоричной кислоты16, из ^-(о-цианфепил)-пропионовой кислоты 17 и из этилового эфира о-цианбензилмало-новой кислоты 18 по методикам, включающим гидролиз. При гидролитическом расщеплении бис- (1-кето-2-гидриндилиденметил) -гидроксиламина и 2-циангидриндона-1 19 также получается ₽-(о-карбоксифенил) пропионовая кислота. Приведенная выше методика основана на общем способе восстановления коричных кислот20.
1 Bader, J. Am. Chem. Sec., 73, 3731 (1951); D i s c h e n d о r f e г, Danziger, Monatsh., 48, 325 (1927).
2 Beckmann, Liesch e, Ber., 56, 7 (1923); Edwards, J. Chem. Soc., 1426, 816.
«Gabriel, Michael, Ber., 10, 2203 (1877).
4 I. e и p о 1 d, Ber.. 34, 2834 (1901); R о w e, H a i g h. e t Pe r s, .1. Chem.
Soc., 1936, 1104; T 111 e v. J. Chem. Soc.. 1928, 2576.
5 Ehrlich, Benedikt, Monatsh.. 9, 528 (1888); Leman, D e г e-m a u x, Bull. soc. chim. France, 9, 165 (1912).
6 R а а с к e-F els, Wang. Robins, Christensen, J. Org. Chem., 15, 627 (1950).
’ Boeseken, Konigsfeld!, Rec. trav. chim., 54, 31G (1935); Greenspan, Ind. Eng. Chem., 39, 847 (1947).
“Boeseken, Lichtenbeli, Milo, van Alarlen, Rec. trav. chim., 30, 146 (1911); Boeseken, S i о о f f, Rec. trav. chim., 49, 91 (1930), s К a r r e r, Schneider, Helv. Chim. Acta, 30, 859 (1947),
10 Boeseken, Slooff, Rec,, trav. chim.. 49, 100 (1930).
11 Bamberger, Bammann, Ber., 22, 967 (1889); Bamberger, Helwig, Ber., 22, 1915 (1889); Bamberger, Kitschelt, Ber., 23; 1562 (1890); Straus, Ekhard, Ann., 444, 158 (1925); Straus, L e m m e 1, Ber., 46, 239 (1913); Straus, Rohrbacher, Ber., 54, 66 (1921).
12 Beckmann, Liesch e, Ber., 56, 7 (1923); Gabriel, Michael, Ber., 10, 2204 (1877).
13 N e u n h о e f f e г, К 6 I b e 1, Ber., 68, 262 (1935).
n Braun, Zobel, Ber., 56, 2140 (1923).
15 W i s 1 i c e n u s, Ann., 242, 39 (1887).
K Snyder, Poos, J. Am. Chem. Sec,, 71, 1395 (1949).
t'Linstead, Rowe, Tuey, J. Chem. Soc., 1940, 1076; Mayer, Philipps, Ruppert, Schmitt, Ber., 61, 1971 (1928).
18 M i t c h e 1 1, T h о r p e, J. Chem. Soc., 1910, 2271.
19 J о h n s о n, S h e 1 b e r g, J. Am. Chem. Soc., 67, 1757 (1945).
20 S c h w e n k, Papa, Whitman, Ginsberg, J. Org. Chem., 9, 175 (1944).
о-КСИЛИЛЕНДИБРОМИД
(x,?/-Дибром-о-ксилол)
CH.,Br
CH3Br
Н-2НВГ
Предложил: Э. Стефенсон.
Проверили: У. Джонсон, Ч. Тэйлор и У. ДеАцетис.
Получение
Внимание! о-Ксилилендибромид— сильный и устойчивый лакриматор. Поэтому следует как получение, так и все дальнейшие операции с этим веществом проводить в хорошо действующем вытяжном шкафу и защищать руки резиновыми перчатками. На всякий случай наготове должен быть противогаз. Вся аппаратура, которая была в соприкосновении с дибромидом, должна быть погружена в спиртовую щелочь, налитую в большой сосуд с крышкой. Для обезвреживания достаточно 24-х часов. Такие отходы, как фильтровальная бумага и корковые пробки, необходимо в течение нескольких дней вымачивать, прежде чем их можно будет выбросить.
Трехгорлую круглодонную колбу емкостью 1 л снабжают мешалкой с затвором, сделанным из резиновой трубки, капельной воронкой, конец которой почти достигает дна колбы (примечание 1), и эффективным холодильником, ведущим к ловушке для поглощения газа1. В колбу помещают 106 г (1 .моль) о-ксилола (примечание 2), который нагревают па масляной бане и освещают лампой «дневного света» (примечание 3), установленной на расстоянии 1—5 см от верхней части колбы. Когда температура о-ксилола достигнет 125е, к содержимому колбы начинают при перемешивании прибавлять по каплям 352 г' (2,2 моля) брома. Скорость прибавления регулируют таким образом, чтобы весь бром был введен в течение 1,5 часа. Смесь перемешивают, продолжая освещать 'ее при 125° в течение еще 30 мин. Затем смесь оставляют охлаждаться до 60°, после чего выливают в стакан, содержащий 100 мл кипящего (60—68°) петролейного эфира; реакционную колбу ополаскивают небольшим количеством теплого растворителя, который присоединяют к содержимому стакана. При медленном охлаждении гомогенного раствора до комнатной температуры его часто перемешивают, чтобы бурый кристаллический препарат не затвердевал в виде сплошной массы. После того как смесь охладится и основная часть днбро-мида выкристаллизуется, стакан помещают па 12 час. в холодильник (примечание 4). Затем препарат отфильтровывают с отсасыванием, дважды промывают холодным петролейным эфиром порциями по 25 мл, после, чего отжимают на фильтре почти досуха. Окончательное высушивание производит в вакуум-эксика-торе над твердым едким кали. Выход кристаллического препарата, окрашенного в бурый цвет, составляет 123—140 г (48— 53% теоретпч.); он плавится в интервале от 89 до 94° (примечание 5).
Примечания
1. Чтобы можно было легко наблюдать за скоростью прибавления брома, удобно применять капельную воронку с капельницей, впаянной в ножку. Введение брома под поверхность о-кси-лола ч'ерез удлиненною ножку с внутренним диаметром около 4 Л!.ч приводит к лучшему перемешиванию реагентов и меньшей потере паров брома.
2. Авторы синтеза применяли продажным о-ксилол, который кипятили с начнем, а затем перегоняли пяд натрием; собирали фракцию с т. кип. 144— 144,5° и хранили ее над натрием.
При проверке синтеза применялся о-кенлол высшего качества без дальнейшей очистки.
3. Авторы синтеза применяли лампу мощностью 600 вт, а проверявшие синтез — лампу дневного света мощностью 275 вт.
4. Для предотвращения выделения препарата на стенках стакана смесь следует в течение первых 3—4 час. периода охлаждения время от времени перемешивать.
5. Это вещество пригодно для большинства препаративных целей. Для дальнейшей очистки его можно перекристаллизовывать из 95%-ного этилового спирта (3 мл на 1 г вещества) и получить препарат с т. пл. 93—94°; выход при перекристаллизации составляет 80—85%. В качестве других растворителей для перекристаллизации были применены продажный петролейный эфир с т. кип. 60—80° (19 мл на 1 г вещества) и хлороформ (1 мл на 1 г вещества).
Другие методы получения
о-Ксилилендибромид был получен бромированием о-ксилола2 и бромистого о-ксилила3. Он был получен также действием концентрированной бромистоводородной кислоты на монофениловый эфир ?,а'-диокси-с>-ксилола4. Приведенный выше метод в основном разработал Перкин 2 и видоизменили Коп и Фентон5.
1 Аллен, Синт. орг. преп., сб. 2, стр. 78.
3 Perkin, J. Chem. Soc., 1888, 5; Atkinson, Thorpe, ibid. 1907, 1695.
3 Braun, Cahn, Ann., 436, 262 (1924).
‘Braun, Z о b e 1, Ber., 56, 2142 (1923).
5 С о p e, F e n t о n, J. Am. Chem. Soc., 73, 1668 (1951).
2-МЕТИЛБЕНЗИЛД ИМЕТИЛАМИН
(N, N, о-Триметилбензиламин)
s e
CjHsCHzN(CH5)5 + CH3J —>-.^h5ch,n(ch3)3j
Предложили: У. Бразен и Ч. Хаузер.
Проверили: У. Джонсон, М. Малле и А. Уайлдс.
Получение
А. Йодистый бензилтриметил аммоний. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой с затвором из резиновой трубки, а также капельной воронкой емкостью 125 мл и обратным холодильником, защищенными от влаги воздуха осушительными трубками,
помещают раствор 135 г (1 моль) Ы,М-диметилбензиламина (примечание 1) в 200 мл продажного абсолютного этилового спирта (примечание 2). Быстро перемешивая раствор, к нему прибавляют из капельной воронки 190 г (1,34 моля) йодистого метила, производя прибавление сперва медленно, а затем с такой скоростью, чтобы поддерживалось спокойное кипение раствора. После того как прибавление будет закончено (через 30 мин.), раствр кипятят при нагревании на паровой бане в течение еще 30 мин., а затем переносят в 2-литровую коническую колбу, присоединяя к нему 25 мл абсолютного этилового спирта, использованного для ополаскивания реакционного сосуда. По охлаждении до комнатной температуры значительная часть мет-иодида выкристаллизовывается, после чего оставшееся его количество осаждают, прибавляя при перемешивании 1 л абсолютного эфира (примечание 3). Препарат отфильтровывают с отсасыванием, промывают двумя порциями абсолютного эфира по 100 мл (примечание 4) и сушат на воздухе при комнатной температуре. Выход йодистого бензилтримстиламмония |т. пл. 178— 179° (с разл.)] составляет 260—274 г (94—99% теоретич.). Препарат достаточно чист для большинства целей (примечание 5).
Б. 2-Метилбензилдиметиламин. (Внимание! Этот синтез следует проводить в хорошо действующем вытяжном шкафу, чтобы не подвергаться действию выделяющегося аммиака.) К 800 мл жидкого аммиака, находящегося в 2-литровой трехгор-лой колбе, снабженной мешалкой из проволоки с затвором из резиновой трубки и обратным воздушным холодильником, прибавляют нарезанный небольшими кусочками натрий, продолжая прибавление до тех пор, пока синяя окраска раствора не будет постоянной (примечание 6). После этого прибавляют 0,5 г гранулированного азотнокислого железа, а затем 27,8 г (1,2 грамм-атома) натрия (нарезанного на кусочки весом примерно по 0,5 г), вводя последний с такой скоростью, чтобы не затруднять перемешивания. После того как весь натрий будет прибавлен (что займет около 15 мин.), смесь перемешивают до тех пор, пока голубая окраска не исчезнет и не будет получена серовато-черная суспензия амида натрия (15—20 мин.). Тогда перемешивание прекращают и смесь взбалтывают кругообразным движением, чтобы смыть натриевое зеркало, образовавшееся на верхней части стенок колбы (примечание 7).
В коническую колбу емкостью 500 м.1 помещают 277 г (1 моль) йодистого бензилтриметиламмония (полученного так, как это описано в разделе А) и колбу присоединяют посредством короткого куска резиновой трубки большого диаметра к третьему горлу колбы, содержащей амид натрия. Пускают в ход мешалку и равномерно прибавляют соль с возможно большей скоростью, так чтобы не было значительных потерь вещества через
холодильник. Эта операция занимает около 10—15 мин. (примечание 8). Зеленовато-фиолетовая окраска, образующаяся вначале при внесении соли, сохраняется в течение примерно 15 мин. после того, как все количество соли будет прибавлено. На этой и на следующей стадии прибавляют дополнительно такое количество аммиака, которое требуется для того, чтобы сохранить первоначальный объем смеси. Смесь перемешивают в течение еще 2 час., а затем осторожно прибавляют к ней 27 г (0.5 моля) хлористого аммония, чтобы разрушить избыток амида натрия.
Затем колбу снабжают капельной воронкой и прибавляют к ее содержимому, сперва по каплям, воду в количестве (около 100 мл), достаточном для того, чтобы перевести весь остаток в раствор. Смесь перемешивают до тех пор, пока ее температура не достигнет комнатной, затем прибавляют 70 мл эфира, после чего органический слой отделяют. Водный слон экстрагируют двумя порциями эфира по 70 мл и соединенные эфирные вытяжки промывают двумя порциями насыщенного раствора соли по 50 мл и сушат над безводным поташом. После фильтрования и отгонки эфира амин перегоняют, пользуясь елочным дефлегматором высотой 10 см. Выход фракции с т. кип. 72—73° (9 мм) [97—99° (13 мм) или 197 — 198° при атмосферном давлении] составляет 134—141,5 г (90—95% теоретич.); и,,0 1,5050—1,5060 (примечание 8). При повторной перегонке препарата потеря его составляет только около 5%: т. пл. 78—79° (12 мм), п™ 1,5049—1,5052.
Примечания
1. Продажный П,П-диметилбеизиламин применялся без дополнительной очистки.
2. Этиловый спирт при получении как этой, так и других четвертичных солей можно заменить на метиловый. Однако в метиловом спирте такие соли обычно растворимы лучше, и потому для полного осаждения требуется больший объем эфира.
3. При указанном процессе выделения препарат получают в гранулированном виде; такой препарат более удобен для применения в реакции перегруппировки, чем рыхлое вещество, которое получается при быстром охлаждении.
4. Эфир не должен содержать перекисей, так как в противном случае из соли будет выделяться иод, который окрасит продукт реакции.
5. Этот процесс при изменении количества используемого этилового спирта может быть применен для получения подпетого 2-м'етилбепзилтрпметиламмопия (350 мл этилового спирта на 1 моль амина; выход 98—99%) и подпетого г.З-димстплбензил-
триметиламмония (500 мл этилового спирта на 1 моль амина: выход 98—99%).
6. Достаточно уже 0,05 г натрия, если только аммиак не слишком влажен.
7. О полном удалении натрия свидетельствует отсутствие появления голубой окраски при омывании верхней части стенок колбы кругообразно взбалтываемым раствором.
8. По существу та же методика применима и для получения 2, 3-диметилбензилди.метиламнна из йодистого 2-метилбензилтри-метиламмония, за исключением того, что продолжительность прибавления последнего к амиду натрия должна быть увеличена до 75 мин. При проверке синтеза было также найдено, что следует применять больший объем аммиака. Так, при проведении синтеза с исходным веществом, взятым в количестве 0,3 моля, был использован 1 л аммиака и в общей сложности еще 600 мл его было прибавлено во время реакции для поддержания объема реакционной смеси равным 800—1000 мл.
Вследствие образования нейтральных побочных продуктов реакционную смесь экстрагируют избытком 4 н. соляной кислоты и смесь аминов выделяют из кислого раствора, нейтрализуя его едким натром. Амины извлекают эфиром и эфирный раствор сушат над безводным сернокислым натрием или твердым едким натром. После отгонки эфира 2,3-дйметилбензилдиметил-амип переходит при 101 —102° (15 мм) [107—109° (19 мм)]; Пр 1,5100—1,5102. Выход составляет 60—70% (теоретич.).
Другие методы получения
Приведенная пропись основана на методе, который разработали Кантор и Хаузер '. 2-Метилбензилдиметиламин был получен также из бромистого о-ксплила и гексаметилентетрамина
1 Kantor, Hauser, J. Am. Chem. Soc,, 73, 4122 (1951).
о-МЕТИЛБЕНЗИЛОВЫЙ СПИРТ
CIl2N(CH,).,
%н5вг—►o-CH c.H4CH2N(CH3)2Ber
%H5
..-> О-СП3С61ЦСН2ОСОСН3 —O-CH3CSH4CH2OH
Предложили: J'. Бразен и Ч. Хаузер.
Проверили: У. Джонсон. Д. Стаутемайр п А. Уайлдс.
Получение
А. о-Метилиензилацетат. В круглодонную колбу емкостью 500 мл, снабженную обратным холодильником, защищенным хлоркальциевой трубкой, помещают расiвор 20,8 а (0,20 моля) 2-метилбензилдиметиламина (стр. 44) и 32,7 г (0,30 моля) бромистого этила в 40 мл абсолютного этилового спирга. Раствор кипятят в течение 1 часа на паровой бане; затем прибавляют еще 10,8 г (0,10 моля) бромистого этила и нагревание продолжают еще 3 часа. Растворитель и оставшийся бромистый этил удаляют в вакууме (водоструйного насоса), нагревая колбу на водяной бане, температуру которой поддерживают примерно при 60° (примечание 1). А1асляннстый остаток обрабатывают 30 мл абсолютного эфира и посредством трения о стенки колбы стеклянной палочкой вызывают кристаллизацию. Препарат отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают двумя порциями абсолютного эфира по 50 мл и сушат в вакуум-эксикаторе. Выход бесцветного бромистого 2-метилбензилэтилдимстиламмония составляет 47,5—49,0 г (92—95% теоретич.) (примечание 2). Препарат гигроскопичен, и поэтому его не следует оставлять на влажном воздухе.
В круглодоппую колбу емкостью 500 мл, снабженную обратным холодильником, защищенным хлоркальциевой трубкой, помещают 38,7 г (0,15 моля) четвертичной аммонийной соли (примечание 3), получение которой описано выше, 24,6 г (0,3 моля) плавленого уксуснокислого натрия и 100 мл ледяной уксусной кислоты. Смесь кипятят в течение 24 час. (примечание 4), после чего дают ей охладиться. Затем смесь переносят в большой стакан (примечание 5), приливают к ней 250 мл воды и кислоту частично нейтрализуют, для чего прибавляют 84 г твердого бикарбоната натрия. Смесь экстрагируют тремя порциями эфира по 75 мл и соединенные эфирные вытяжки промывают двумя или более порциями насыщенного раствора бикарбоната натрия по 50 мл до тех пор, пока не будет удалена вся уксусная кислота. Затем эфирный слой промывают 50 мл насыщенного раствора хлористого натрия и сушат над безводным сернокислым натрием. Эфир отгоняют, а остаток перегоняют в вакууме. Выход бесцветного жидкого о-метилбензилацетата с т. кип. 119—121° (15 мм) [129—13Г (31 мм)] составляет 21,6—22,4 г (88—91%); Др 1,5041 —1,5045 (примечание 6).
Б. о-Метилбензиловый спирт. В круглодонпую колбу емкостью 250 мл, снабженную обратным холодильником, помещают раствор 16,4 г (0,1 моля) 2-метилбензилацетата (полученного так, как это описано в разделе А) в 50 мл метилового спирта и к этому раствору прибавляют раствор 5 г (0,12 моля) едкого
натра в 50 мл воды. Смесь кипятят в течение 2 час., охлаждают, разбавляют 50 мл воды и экстрагируют тремя порциями эфира по 75 мл. Соединенные эфирные вытяжки промывают 50 мл воды и 50 мл насыщенного раствора хлористого натрия и сушат над безводным сернокислым натрием. Растворитель отгоняют (заканчивая отгонку в вакууме, чтобы удалить последние следы метилового спирта) и остаток растворяют в 50 мл кипящего петро-лейного эфира (т. кип. 30—60°). После охлаждения, завершаемого в бане со льдом, получают бесцветные кристаллы, которые отфильтровывают с отсасыванием, промывают несколькими миллилитрами холодного петролейного эфира и сушат на воздухе. Упариванием маточных растворов до 6—7 мл и охлаждением получают дополнительную порцию препарата. Общий выход вещества с температурой плавления, лежащей между 33—34 и 35—36°, составляет 11,6—11,8 г (95—97% теоретик.) (примечание 7).
Примечания
1. Чтобы избежать кипения толчками, необходимо установить капиллярную трубку.
2. Аналогичным образом и со сравнимым выходом можно получить бромистый 2,3-диметилбензилэтилдиметиламмоний. Обе соли могут быть использованы в реакции замещения без, дополнительной очистки.
3. В этой реакции бромэтилаты следует предпочесть иодмеги-латам, так как первые лучше растворимы в ледяной уксусной кислоте и в отличие от иодметилатов не выделяют галоида.
4. Уксуснокислый натрий растворяется по мере того, как смесь нагревается до температуры кипения, однако небольшое количество твердого вещества (вероятно, бромистый натрий) остается нерастворенным на протяжении всего нагревания.
5. При нейтрализации возможно значительное вспенивание, что может привести к потерям реакционной массы, если реакцию проводить в небольшом сосуде с узким горлом.
6. Авторы синтеза пользовались той же методикой для получения 2,3-диметилбензилацетата из соответствующей четвертичной соли (примечание 2). Выход препарата с т. кип. 127—129° (9 мм) составлял 94%.
7. Гидролизом 2,3-диметилбензилацетата (примечание 6) по той же методике был получен 2,3-диметилбензиловый спирт (т. пл. 65—66°) с выходом 96%.
Другие методы получения
Метилбензиловые спирты с заместителями в орто-положении были получены в основном при помощи аномальной реакции соответствующим образом замещенного реактива Гриньяра
4 Зак. 1428. Сборник № 6
с формальдегидом '. Изложенный выше метод является предпочтительным, так как при его применении получаются более чистые препараты, чем при использовании реактива Гриньяра.
1 Reichstein. Cohen, Ruth, Л1 с 1 d a h I, Helv. Chim. Acta, 19, 412 (1936).
N-МЕТИЛ-!,2-ДИФЕНИЛЭТИЛАМИН И ЕГО ХЛОРИСТОВОДОРОДНАЯ СОЛЬ
CeH5CHO + CH3NH2 —> CeH6Cl 1=NCH3 — Н2О
CeH5CIl=NCH3 — C6HjCH2MgCl CeHcCHCH2C8H3
CHgNMgCl
CeH.,CHCHaC6H5 + HaO —> CeH5CHCHaC6H5 + Mg(OH)Cl
I I
CHgNMgCl CH3NH
CeH5CHCH2C6H5 + HC1 —» CeH5CHCH2CeH6 I I
CH3NH CH3NH HCI
Предложил: P. Моффетт.
Проверили: H. Леонард и Л. Миллер.
Получение
A. N-Бензилиденметиламин. В круглодонную колбу емкостью 300 мл помещают раствор 31,9 г (0,3 моля) бензальдегида в 80 мл бензола, охлаждают его примерно до 10° и добавляют к нему раствор 14 г (0,45 моля) безводного метиламина в 50 млбензола (примечание 1). При стоянии раствор разгоревается и становится похожим на молоко. Через час к колбе присоединяют водо-отдслить типа водоотделителя Дина и Старка *, к которому в свою очередь присоединяют обратный холодильник, и смесь нагревают так, чтобы растворитель кипел до тех пор, пока не перестанет отделяться вода (примечание 2). Тогда водоотделитель заменяют на елочный дефлегматор высотой 20 см (примечание 3) и раствор перегоняют в вакууме. После удаления растворителя вещество переходит при 92—93° (34 мм). Выход бесцветной жидкости составляет 31—34 г (87—95%); Пв 1,5497, « Ь° 1.5528.
Б. N-Метил-1,2-дифенилэтиламин. В 1-литровой трехгорлой колбе приготовляют хлористый бензилмагний так, как это было описано ранее2, исходя из 19,5 г (0,8 грамматома) магния, 92 мл
(102 г, 0,8 моля) хлористого бензила и 300 мл безводного эфира. При перемешивании к реактиву Гриньяра медленно прибавляют из капельной воронки раствор 24,0 г (0,2 моля) N-бензилиден-метиламниа в 50 мл безводного эфира или бензола (примечание 3). Смесь перемешивают в течение 2 час. при температуре кипения; затем ее охлаждают и медленно выливают'на смесь льда с 200 мл концентрированной соляной кислоты. Раствор расслаивается; эфирный слой отделяют и экстрагируют 100 мл воды, после чего эфирный раствор отбрасывают. Водный слой и водные вытяжки соединяют, промывают 100 мл эфира и сильно подщелачивают, добавляя 600 мл 20%-ного водного раствора едкого натра. Водную суспензию гидроокиси магния экстрагируют в течение 48 час. эфиром (800 мл) в экстракторе непрерывного действия. Эфирные вытяжки промывают 150 мл воды и сушат над безводным поташом. Раствор фильтруют, чтобы отделить осушитель, растворитель отгоняют па паровой бане, а остаток перегоняют в вакууме из колбы Клайзена. Препарат переходит в виде бесцветной жидкости при 83—90° (0,04 мм) [90—93° (0,2 мм), 94—97° (0,3 лл)]. Выход составляет 38,4—40,5 г (91—96%); //1)4,5640, «5° 1,5667.
В. Хлористоводородная соль N-метил-!, 2-дифенилэтиламина. В раствор 30 г (0,14 моля) N-метил-!, 2-дифенилэтиламина в 500 мл абсолютного эфира пропускают при перемешиваний газообразный хлористый водород (примечание 4) до насыщения или до тех пор, пока нанесение капли эфира на влажную индикаторную (pH) бумажку не покажет, что раствор стал сильно кислым. Хлористоводородная соль выпадает в виде бесцветного кристаллического осадка. Ее отфильтровывают с. отсасыванием, промывают эфиром и сушат. Выход составляет 34,2—35,1 з (97,5—100% теоретич.); полученный препарат является фактически чистым, его т. пл. 184—186°. При желании вещество можно перекристаллизовать, растворяя его в небольшом количестве метилового спирта, а затем прибавляя к раствору абсолютный эфир.
Примечания
1. Удобнее всею пользоваться продажным метиламином из баллона, Однако метиламин можно получить также и в лаборатории, для чего в колбу, содержащую его .хлористоводородную соль, прибавляют по каплям 50%-ный водный раствор едкого натра и амин отгоняют. Другим методом получения является прибавление по каплям водного раствора метиламина в колбу, в которой находится твердый едкий натр или едкое кали. Метиламин перегоняют непосредственно под поверхность взвешенного количества бензола, который поддерживают при температуре, немного превышающей температуру его замерзания. Для
определения концентрации метиламина полученный раствор снова взвешивают или же аликвотное количество его оттитровывают стандартной кислотой.
2. Для того чтобы отогналось теоретическое количество воды (около 5,4 мл) требуется около 3 час.
3. Для получения N-метил-!, 2-дифенилэтиламина перегонка N-бензилиденметиламииа не является строго обязательной. Высушенный раствор его в бензоле можно применять непосредственно.
4. Наиболее удобно пользоваться газообразным хлористым водородом, взятым из баллона, который следует соединять с прибором через предохранительную склянку. При желании хлористый водород может быть получен в лаборатории3.
Другие методы получения
Единственный практический метод получения N-бензилиден-метиламина заключается во взаимодействии бензальдегида с метиламином 4 -6.
N-Метил-!, 2-дифеиилэтиламин был получен с выходом 8% по реакции Лейкарта из дезоксибензоина и муравьинокислого метиламмония 7, а также описанным выше методом 8.
1 Н а т е л ь с о и, Г о т т ф р и д, Синг. орг. преп.. сб. 3, стр. оОо,
2 Г и л I. м а н, Катлин, Синт. орг. преп., сб. ], стр. 364.
3 Конант, Квейл, Сннт. орг. преп., сб. 1, стр. 214.
< Zattnschirm, Ann., 245, 279 (1888).
6 Kindler, Ann., 431, 187 (1923).
6 Campbell, Helbing, Florkowski, Campbell, J. Am. Chem. Soc., 70, 3868 (1948).
7 Ooodson, Wiegand, Splitter, J. Am. Chem. Soc., 68, 2174 (1946).
8 M of f e 11, H о e h n, J. Am. Chem. Soc.. 69, 1792 (1947).
3-МЕТИЛПЕНТАНДИОЛ-1, 5
CH;,
CH
/ \ CH8
HC CH2 I
II । ohcch2chch2cho
HC CHOCHR
о
CHS CH„
I I
OHCCH2CHCH2CHO никель’реае»HO(CH2)2CH(CH2)2OH
Предложили: P. Лонгли, мл. и У. Эмерсон.
Проверили: Т. Кэйрнс и Дж. Харрис, мл.
Получение
В 2-литровую трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и термометром, помещают 336 г (2,62 моля) 3,4-дигидро-2-мет-окси-4-метил-2Н-пирана (стр. 24), 630 мл воды и 24 мл концентрированной соляной кислоты (уд. в. 1,19). Смесь перемешивают в продолжение 2 час., причем за это время температура может подняться до 50°; дальнейшего повышения температуры допускать нельзя. Затем к содержимому колбы прибавляют твердый бикарбонат натрия до тех пор, пока раствор не станет нейтральным на индикаторную (pH) бумажку (примечание 1). Всю реакционную смесь, количество которой составляет около I кг, а также 39 г никеля Ренея 1 помещают в 3-литровый качающийся автоклав для гидрогенизации, сделанный из нержавеющей стали. При давлении водорода не ниже 115 атм (примечание 2) автоклав нагревают до 125° и, встряхивая последний, поддерживают эту температуру в течение 4 час. Смеси дают охладиться в течение ночи, а затем отделяют катализатор либо фильтрованием с отсасыванием через бумажную массу (Filtercel), либо центрифугированием. Раствор перегоняют, пользуясь елочным дефлегматором высотой 30 см. После отделения метилового спирта и воды переходит при 139—146° (17 мм) [149—150° (25 льи)] З-метилпснтандиол-1,5. Выход составтяет 251—256 г (82—87% теоретич.): 1,4521 — 1,4512.
Примечания
1. Авторы синтеза указывают на то, что на этой стадии после гидролиза можно выделить альдегид ^-метилглутаровой кислоты. Гидролиз 196 г 3,4-дигидро-2-метокси-4-метил-2Н-пирана в 650 мл воды и 15 мл концентрированной соляной кислоты проводят в течение 3 час. После нейтрализации бикарбонатом натрия раствор насыщают хлористым натрием и в течение 20 час. непрерывно экстрагируют эфиром. Затем эфир отгоняют, а для высушивания препарата его подвергают азеотропной перегонке ср смесью бензола и гексана. В результате перегонки получают альдегид ^-метилглутаровой кислоты с т. кип. 85—86° (15 мм) и «р5 1,4307—1,4351. Выходы достигали 90%. При стоянии альдегид полимеризуется, но в виде 50%-ного водного или эфирного раствора он стоек. Мономер может быть получен осторожной деструктивной перегонкой полимера.
2. Начальное давление водорода должно быть достаточно высоким для того, чтобы за время взбалтывания оно не упало ниже 70 атм.
Другие методы получения
З-Мети.тпентандиол-1,5 был получен гидрогенизацией этилового эфира фметилглутаровой кислоты2, этилового эфира ”-ме-тил-7,у-дикарбоэтоксиглутаровой кислоты3 и альдегида ^-метил-глутаровой кислоты4, а также нагреванием 3,4-дигидро-2-метокси-4-метил-2Н-пирана с водой и водородом в присутствии меднохромового катализатора или никеля, осажденного на кизельгуре 4.
1 Мозинго, Синт. орг. преп., сб. 3, стр. 338.
2 Paden, A d k i n s, J. Am. Chem. Soc., 58, 2487 (1936).
"’Wojcik, A d к i n s, J. Am. Chem. Soc., 55, 4939 (1933).
4 Longley, Emerson, S h a f e r, J. Am. Chem. Soc., 74,2012 (1952).
3-МЕТИЛТИОФЕН
CH3---CHCH3
CO3Na CO3Na
HC—CCH3
II II
HC CH w
Предложили: P. Фельдкамп и Б. Тьюлар.
Проверили: К. Гамильтон, By Яо-хуа и У. Paiix.
Получение
Внимание! Синтез следует проводить в хорошо действующем вытяжном шкафу, чтобы не подвергаться воздействию сероводорода.
Трехгорлую круглодонную колбу емкостью 1 л снабжают мешалкой с затвором на стеклянном шлифе, погруженным в жидкость термометром, трубкой для ввода газа, воронкой (примечание 1) и насадкой для перегонки, обмотанной асбестовой тканью и присоединенной к нисходящему холодильнику. В колбу помещают 150 мл минерального масла (примечание 2) и из системы тщательно удаляют воздух, пропуская через нее медленный ток углекислоты, которую подают через трубку для ввода газа, нагревая колбу с помощью электрического колбонагревагеля. Когда температура масла достигнет 240—250°, в воронку помещают пастообразную массу из 90 г (0,51 моля) измельченной безводной двунатрневой соли метилянтарной кислоты (примечание 3), 100с (0,287 моля) гептасульфида фосфора (примечание 4) и 250 мл минерального масла. При эффективном перемешивании, продолжая пропускать через систему медленный непрерывный ток углекислоты. пастообразную массу прибавляют к горячему минераль
ному маслу с такой скоростью, чтобы происходила довольно быстрая отгонка 3-метилтиофена, сопровождающаяся значительным выделением газа (преимущественно сероводорода). Вовремя прибавления, которое продолжается около 1 часа, температуру поддерживают при 240—250° (примечание 5). Затем температуру повышают до 275° и перемешивание продолжают в инертной атмосфере в течение еще 1 часа или до тех пор, пока не прекратится отгонка 3-метилтиофена. Весь дестиллат, количество которого достигает 33—38 мл, промывают двумя порциями 5%-ного раствора едкого натра по 50 мл, а затем 50 мл воды (примечание 6). Затем неочищенный 3-метилтиофен перегоняют (примечание 7). Небольшой головной погон отбрасывают и собирают фракцию с т. кип. 112—115°. Выход составляет 26—30 г (52— 60% теоретич.); ng 1,5170+ 0,0005 (примечания 8, 9 и 10).
Примечания
1. Для регулирования прибавления пастообразной массы пригодна обыкновенная воронка, в которую вставляют стеклянную палочку соответствующего диаметра.
2. В качестве растворителя для этой реакции можно применить также «Даутерм А». Однако ввиду того, что температура кипения этого растворителя (около 265°) близка к температуре реакции, значительное количество его отгоняется вместе с З-.ме-тилтиофеном. Общее количество дестиллата достигает 60—75 мл-, после промывания и фракционированной перегонки из дестиллата получают такое же количество 3-метилтиофена, как и при применении минерального масла. * При применении Даутерма паста и остаток получаются более жидкими; растворитель можно легко регенерировать перегонкой в вакууме.
3. Двунатриевая соль метилянтарной кислоты была получена гидрогенизацией концентрированного раствора продажной итаконовой кислоты в водном растворе едкого натра (pH 8,7) в присутствии никеля Ренея при давлении 5,5 атм и температуре 80— 100°. Катализатор был отфильтрован, после чего для выделения препарата вода была выпарена, а остаток высушен в вакуумном сушильном шкафу при 70—80°.
4. Применялся продажный гептасульфид фосфора. Было показано ', что «трехсернистый фосфор», который использовали ранее для таких плавок, в действительности представлял собой немного загрязненный гептасульфид фосфора.
5. Скорость прибавления пасты и температуру реакции следует точно регулировать. Около двух третей неочищенного 3-метилтиофена отгоняется во время прибавления пасты. Остальное количество получают в результате последующего нагревания при 260—275°
6. При дальнейшем промывании водой может образоваться эмульсия. Небольшое количество хлористого натрия (2—3 г), растворенного в воде для промывания, способствует разрушению этой эмульсии.
7. Во время перегонки может произойти довольно сильное вспенивание, которое, однако, легко регулировать в случае использования для реакции колбы емкостью 250 мл. Чтобы увеличить скорость перегонки, насадку для перегонки и колбу можно обернуть асбестом.
8. При применении свежего минерального масла (первый опыт) был получен выход, составлявший 52—54%. Однако при использовании регенированного минерального масла (примечание 9) выход возрос до 60%.
9. Остатку дают охладиться до комнатной температуры, после чего его фильтруют с отсасыванием. Фильтрат, состоящий из темноокрашепного минерального масла, можно вновь использовать в процессе. Дурно пахнущий остаток на фильтре не пиро-форен и почти нацело растворяется в воде или в разбавленной щелочи с выделением сероводорода.
10. Авторы синтеза, используя удвоенные против указанных в прописи количества исходных веществ, получили сравнимые выходы. Та же методика была ими применена к динатриевой соли янтарной кислоты, в результате чего был получен тиофен с выходом 25%, сравнимым с выходом, достигаемым при сплавлении реагентов 1 2.
Другие методы получения
3-Метилтиофен был получен сплавлением соли .метилянтарной кислоты с «трехсернистым» фосфором3. Позднее эта реакция была подробно исследована в отношении количеств исходных реагентов, скорости нагревания, а также результата, вызываемого проведением реакции в атмосфере углекислоты и разбавлением реагентов песком 4, Был описан превосходный технический метод получения метилтиофенов, заключающийся в проведении реакции между предварительно нагретой серой и пентанами в паровой фазе5. 3-Метилтиофен был также, получен прибавлением 50%-ного неочищенного изопрена (технического амилена) к расплавленной сере при 350°6.
1 Chem. and Eng. News, 27, 2143 (1949).
2 Филлипс, Смит. орг. преп., сб. 2, стр. 458.
3 Volhard, Erdmann, Ber., 18, 454 (1885).
4 L i n s t е a d, Noble, Wright, J, Chem. Soc., 1937, 915.
3 Rasmussen, Hansford, пат. США 2450686 [С. A., 43, 1067 (1949)].
6 Shepard, Henne, Midgley, Jr., J. Am. Chem. Soc., 56, 1355 (1934).
НАТРИЕВАЯ СОЛЬ В-СТИРОЛСУЛЬФОКИСЛОТЫ И ХЛОРАНГИДРИД Р-СТИРОЛСУЛЬФОКИСЛОТЫ
(Хлорангидрид 2-фенилэтиленсульфокислоты)
СвН5СН=СН2 + диоксан • SOs —> C6H3CH=CHSO3H
CeH5CH=CHSO3HNaOH —> C6H;CH=CHSO3Na + НаО
C8HsCH=CHSO3Na + PCI6 —> C6H5CH=CHSO3C1 -f- POCI3 т NaCl
Предложили: К. Рондестведт, мл. и Ф. Бордуэлл. Проверили: Т. Кэйрнс и X. Уинберг.
Получение
А. Натриевая соль л-стиролсульфокислоты. В 3-литровую трехгорлую колбу, одно из горл которой закрыто пришлифованной пробкой, а в два других вставлены осушительная трубка и мешалка с затвором, помещают 800 мл дихлорэтана (примечание 1). После этого весь прибор взвешивают, а затем присоединяют (через третье горло колбы) к прибору для. перегонки серного ангидрида (примечание 2). Последний перегоняют в колбу до тех пор, пока не соберется около 300 г его. Во время перегонки колбу охлаждают в большом сосуде с холодной водой (примечание 3). Когда перегонка будет прекращена, холодильник отъединяют и горло колбы закрывают стеклянной притертой пробкой, после чего колбу вновь взвешивают.
Затем пробку заменяют на термометр, а во втором боковом горле устанавливают двурогий форштос, в который вставляют капельную воронку и осушительную трубку. Раствор серного ангидрида охлаждают ниже —5° в бане со смесью льда и соли, а затем при сильном перемешивании медленно прибавляют к нему диоксан (примечание 4) в количестве, эквивалентном количеству серного ангидрида, с такой скоростью, чтобы температура не превышала 5° (примечание 5).
Один молярный эквивалент стирола (примечание 6) растворяют в 2 объемах дихлорэтана и прибавляют этот раствор при перемешивании к суспензии диоксан-сульфотриоксида. Во время прибавления, продолжающегося в течение 1 часа, температуру раствора поддерживают ниже 10°; при этом суспензия бесцветного твердого вещества превращается в мутный раствор бурого цвета. Охлаждающую баню отставляют и перемешивание продолжают еще 1 час. После стояния в течение ночи почти прозрачный окрашенный в желтый цвет раствор кипятят в продолжение 2 час. на паровой бане. Затем раствор, принявший уже темнобурую окраску, оставляют охлаждаться, после чего выливают его
в 3 л ледяной воды; реакционную массу перемешивают или взбалтывают, чтобы обеспечить переход сульфокислоты в водный раствор (примечание 7), Эмульсию нейтрализуют раствором едкого натра (примечание 8), слои разделяют и водную фазу экстрагируют двумя порциями диизопропилового эфира по 500 мл (примечание 9).
Выпаривая водный раствор при перемешивании на электрической плитке до начала кристаллизации, а затем охлаждая его, получают несколько порций кристаллов. Каждую порцию сушат в течение 2 час. при 100° и анализируют на наличие непредельных соединений титрованием по бромид-броматному методу (примечание 10). Количество двух первых порций обычно составляет около 380 г (считая на 300 г серного ангидрида), что соответствует выходу 49%; степень чистоты, по данным титрования равна примерно 95%. Препарат можно подвергнуть дальнейшей очистке с помошью одной перекристаллизации из воды; при этом получают около 80% соли, степень чистоты которой превышает 99%.
Количество третьей порции составляет обычно около 100 г; степень ее чистоты равна приблизительно 80%. Вес четвертой порции со степенью чистоты около 60% составляет примерно 75 г (примечание 11). С целью очистки третью порцию перекристаллизовывают из маточного раствора, полученного от перекристаллизации объединенных первой и второй порций; четвертую порцию перекристаллизовывают из маточного раствора от перекристаллизации третьей порции. Для получения вещества, степень чистоты которого превышала бы 95%, обычно требуется еще одна перекристаллизация из воды.
Общий выход натриевой соли ,3-стиролсульфокислоты, степень чистоты которой превышает 95%, из 300 г серного ангидрида составляет 450—500 г (58—65% теоретич.) (примечания 12 и 13).
Б. Хлорангидрид ?-стиролсульфокислоты. В круглодоппую колбу емкостью 500 мл помещают 100 г сухой натриевой соли г-стиролсульфокислоты (примечание 14); при сильном взбалтывании соль тщательно смешивают со 120 г измельченного в порошок пятихлористого фосфора. К колбе присоединяют обратный холодильник, защищенный осушительной трубкой2, и нагревают колбу На паровой бане до тех пор, пока реакционная смесь не станет жидкой, а затем в течение еще 4 час. Хлорокись фосфора отгоняют в вакууме (водоструйного насоса) при нагревании на паровой бане. Полутвердый остаток экстрагируют тремя порциями хлороформа по 100 мл, кипятя его с каждой из порций в течение 15 мин. Остаток в колбе растворяют в 200 мл воды, охлажденной до 0°, и экстрагируют 100 мл хлороформа. Соединенные хлороформенные растворы промывают 200 мл воды, двумя пор
циями 5%-ного раствора бикарбоната натрия по 100 мл и, наконец, 100 мл воды. Затем раствор сушат в течение 2 час. над хлористым кальцием, обрабатывают 3 г активированного березового угля, фильтруют и упаривают до 150 мл- после этого к раствору прибавляют 200 мл петролейного эфира (т. кип. 60—68°). По охлаждении хлорангидрид б-стиролсульфокислоты выпадает в виде бесцветных игольчатых кристаллов с т. пл. 88—90"; выход составляет 81—86 г (83—88% теоретич.). После перекристаллизации температура плавления повышается до 89—90° (примечания 15. 16 и 17).
Примечания
1. Для высушивания дихлорэтан хорошего качества медленно перегоняют и содержащую влагу головную фракцию отбрасывают. Технический дихлорэтан перед употреблением следует подвергнуть тщательному фракционированию; превосходные результаты получаются при использовании фракции с т. кип. 82,6—82,8°.
2. Прибор для перегонки серного ангидрида состоит из круглодонной колбы емкостью 500 мл, присоединенной с помощью шлифа к отрезку стеклянной трубки длиной 15 см и диаметром 20 мм. Предохранительная трубка (диаметром 8 мм), доходящая до дна колбы, соединена с верхней частью прибора посредством шлифа; для удобства верхнюю часть трубки следует согнуть таким образом, чтобы в случае выброса кислоты ее можно было бы собрать в стакан. Боковой отвод, припаянный к верхней части широкой трубки, соединен через шлиф с холодильником воздушного охлаждения, представляющим собой трубку длиной 75 см и диаметром 12 мм, заканчивающуюся шлифом (имеющим внутри капельницу) для присоединения к реакционной колбе. Важно, чтобы весь прибор целиком был собран из стекла, так как резиновые, или пробковые соединения быстро разрушаются под действием серного ангидрида.
При нагревании помещаемой в колбу 60 %-ной дымящей серной кислоты отгоняется серный ангидрид. Концентрацию отработанной кислоты можно повысить при помощи продажного стабилизированного жидкого серного ангидрида (Sulfan В). Неразбавленный «сульфан Б» после небольшого нагревания затвердевает в колбе, и дальнейшее нагревание его может быть опасным.
3. На этой стадии требуется лишь небольшое охлаждение. Для удобства перемешивание можно прервать. Если серный ангидрид затвердеет над поверхностью дихлорэтана в результате чрезмерного охлаждения, его можно легко расплавить, нагревая колбу коптящим пламенем.
4. С целью очистки диоксан кипятят с обратным холодильником в течение 12 час. с избытком металлического натрия, а затем перегоняют. Собирают фракцию с т. кип. 99,6—99,8° и хранят ее над хлористым кальцием или, лучше, над гидридом кальция.
5. Если температуре дать подняться значительно выше 5°, то произойдет обугливание и конечный продукт получится окрашенным. С успехом можно применять баню с сухим льдом. Полученный таким образом реагент следует применять ik позднее чем через несколько часов, так как серный ангидрид медленно действует на диоксан.
6. Стабилизированный стирол (мономер) может применяться непосредственно. Наличие небольшого количества стабилизатора не препятствует протеканию реакции.
7. В опытах, проводимых с небольшими количествами реагентов, для разрушения эмульсии можно добавить эфир, что позволяет разделить слои до нейтрализации раствора. В опытах, осуществляемых в больших масштабах, требуется чрезмерно большое количество эфира, и потому лучше сперва провести нейтрализацию.
8. Удобным индикатором является метиловый красный. На 1 моль серного ангидрида требуется несколько более 1 моля едкого натра. Можно получить также и соли других металлов, применяя для нейтрализации соответствующую гидроокись или углекислую соль.
9. Диизопропиловый эфир можно заменить диэтиловым эфиром, однако недостатком этого растворителя является большая растворимость его в воде. После выпаривания соединенных органических слоев в вакууме при температуре ниже 40° остается в количестве около 5% (считая на серный ангидрид) 2,4-дифенил-бутан-1,4-сультон, который можно очистить (выход 60%) перекристаллизацией из смеси ацетона и воды; т. пл. 147—149°. Выход сультона можно повысить примерно до 25%, считая на чистый препарат, если взять 3 моля стирола на 1 моль серного ангидрида.
10. Точную навеску (около 0,2 а) растворяют в 25 мл воды, а затем к раствору прибавляют 25 мл 0,1 н, соляной кислоты и 0,2 г бромистого калия. Раствор титруют 0,017 М раствором бромноватокислого калия до появления иеисчезающей желтой окраски. Затем прибавляют иодистый калий (0,1 г) и избыток брома оттитровывают 0,1 н. раствором тиосульфата натрия в присутствии растворимого крахмала. Голубая окраска снова появляется примерно через 1 мин., так как кислая реакция среды способствует окислению избытка иода кислородом воздуха. Точность титрования будет лишь немногим меньшей, если за конечную точку титрования принять момент появления слабожелтой окра
ски брома. 1 моль бромноватокислого калия эквивалентен 3 молям натриевой соли i'-стиролсульфокислоты.
11. Можно выделить и дальнейшие порции кристаллов, однако затрата времени на получение из них чистого вещества не оправдывается; выделяемый препарат представляет собой главным образом натриевую сесть 2-фенил-2-оксиэтан-1-сульфокислоты наряду с некоторым количеством сульфата натрия.
12. Видоизменив процесс, можно получить натриевую соль 2-фенил-2-оксиэтан-1 -сульфокислоты. Температуру во время прибавления стирола поддерживают ниже 0°. Перемешивание продолжают в течение еще 30 мин. при 0°, после чего смесь гидролизуют ледяной водой без нагревания. Отдельные порции выделенной соли анализируют и те, в которых содержание непредельных соединений окажется низким, перекристаллизовывают из 70%-ного водного этилового спирта. Порции, содержащие большее количество непредельных соединений, перекристаллизовывают, пользуясь для этого маточными растворами. Выход препарата, количество непредельных соединений в котором не достигает 5%, составляет 45—50%.
13. Так как натриевые соли сульфокислот не имеют определенных температур плавления, то для того, чтобы их охарактеризовать, можно превратить их в кристаллические соли бензилтиуро-ния, л-хлорбензилтиурония, анилина или п-толуидина.
14. Соль сушат в течение 4 час. при 100°, а затем растирают в порошок.
15. Можно дополнительно получить 6—7 г вещества с т. пл. 88—89°, если упарить маточные растворы и по возможности быстро перегнать остаток при давлении 2 мм (температура бани 120—140°). Суммарный выход составляет, таким образом, £8— 92% теоретич.; в синтезах, проводившихся с меньшими количествами реагентов, выходы часто достигали 96%. При работе в больших масштабах трудно удовлетворительно проводить перегонку.
16. В качестве растворителя при перекристаллизации можно применять также четыреххлористый углерод. Для того чтобы задержать медленное разложение препарата, его следует хранить в герметически закрытой склянке из коричневого стекла.
17. При проверке синтеза обе стадии проводили с количествами реагентов, составляющими одну треть указанных в прописи, причем были получены сравнимые результаты.
Другие методы получения
Соли ?-стиролсульфокислоты были получены сульфированием стирола диоксансульфотриоксидом *, нагреванием стирола с аммонийной солью сульфаминовой кислоты2 или взаимодействием стирола с бисульфитом натрия в присутствии кислорода 3.
1 Bor dwell, Suter, Holbert, Rondestvedt, Jr., J. Am. Chem. Soc., 68, 139 (1946); В ordwell, Rondestvedt, Jr., ibid., 70, 2429 (1948).
2 Q u i I i c o, Fleischner, Alt! acad. Lincei, 7, 1059 (1928) [C. A., 23, 1628 (1929)].
’ Kharasch, Schenck, Mayo, J. Ain. Chem. Soc., 61, 3092 (1939).
НИТРИЛ АЗЕЛАИНОВОЙ КИСЛОТЫ
HOaC (CH2)7 CO2H-1-2NH3 С"-л"- зге-1Ь-> NC(CH2)7CN + 4H2O
Предложили: А. Коп, Р. Коттер и Л. Исте<. Проверили: II. Леонард и Р. Фалмер.
Получение
Внимание! Синтез следует проводить в вытяжном шкафу, чтобы избежать воздействия выделяющегося аммиака.
Реакция проводится в приборе, схема которого изображена на рис. 1. А — трубка для сжигания из стекла пирекс длиной 54 см и диаметром 3,5 см, в которой па расстоянии 14 см от нижней части либо помещена перегородка, либо сделана наколка для поддержки катализатора; на концах трубки имеются шлифы. 5— трубка из стекла пирекс длиной 21 см и диаметром 3,5 см, к нижней части которой припаяна капиллярная трубка длиной 6 см и диаметром 6 мм. Капиллярная трубка соединена со шлифом, а над нижней ее частью имеется трубка В для ввода газа. Верхнюю часть прибора (расположенную выше первого шлифа) закрывают асбестом и обматывают хромелевой проволокой № 22 А длиной 427 см. Г — круглодонная двугорлая колба емкостью 500 мл со шлифами и припаянным ко дну краном диаметром 4 мм. Колба снабжена эффективным холодильником, который соединен с ловушкой для поглощения газа '. Вдоль трубки для сжигания А помещают термопару, горячий спай которой располагают у центра трубки; трубку А обертывают тонким слоем асбеста. Для нагревания трубки служит электропечь с нагревательной секцией длиной 33 см, рассчитанная па 6,8 а (110 е).
На перегородку, находящуюся в трубке А, помещают кусок стеклянной ваты и в трубку насыпают 74 а (110 мл) силикагеля с величиной зерна от 14 до 20 меш (примечание 1). Трубку нагревают до 500° и в течение 30 мин. через прибор пропускают азот, чтобы активировать катализатор. Затем пропускают безводный аммиак со скоростью 3,9 моля в час (примечание 2). В резервуар Б, температуру которого поддерживают при 108— 112° при помощи рубашки с электрическим обогревом, помещают 100 г (0,53 моля) расплавленной азелаиновой кислоты (примеча
ние 3); кислота стекает по каплям на горячий силикагель в течение 4 час. (примечание 4). После того как все количество азелаиновой кислоты будет прибавлено, аммиак пропускают через трубку в течение еще 30 мин., поддерживая температуру при 500°, чтобы обеспечить полное удаление из трубки продукта реакции.
К конденсату, находящемуся в приемнике Г, прибавляют 100 мл воды и 350 ли эфира и смесь взбалтывают. Водный слой отделяют; эфирный слой промывают 75 мл 6 н. раствора едкого
натра, а затем водой до тех пор, пока промывная жидкость не станет нейтральной, после чего сушат над безводным сернокислым магнием. Эфир отгоняют в вакууме, нагревая раствор на водяной бане, а остаток перегоняют, пользуясь елочным дефлегматором или колонкой с насыпной насадкой. Нитрил азелаино-вой кислоты переходит при 120—12Г- (0,2 мм) [175—176° (6 мм)]. Выход составляет 50—54 г (63—68% теоретич.); пп 1,4443—1,4448 (примечания 5 и 6).
Примечания
1. Применялся продажный силикагель с размером зерен от 14 до 20 меш.
2. Для калибровки реометра 2 через него пропускали аммиак, который далее поступал в стандартный раствор 4 н. соляной кислоты, к которому было прибавлено несколько капель раствора фенолфталеина. Отмечали время, требуемое для точной нейтрализации определенного объема кислоты, а также перепад давления в коленах реометра (в миллиметрах). При составлении диаграммы, в которой по одной оси откладывали логарифмы скорости пропускания аммиака (в молях в час), а по другой — логарифмы давления, получалась, при различных скоростях пропускания, прямая, которая и была использована для определения скоростей пропускания при иных перепадах давления.
3. Продажная азелаиновая кислота была перекристаллизована из воды и имела т. пл. 101—102°.
4. Сравнимые результаты были получены и в том случае, когда кислоту прибавляли в течение двух часов. Желательно поддерживать давление азота над кислотой несколько более высоким, чем давление тока аммиака, чтобы предотвратить уменьшение скорости поступления кислоты вследствие образования соли в капилляре.
5. Охлаждение приемника Г может способствовать уменьшению потерь продукта реакции в результате механического увлечения током отходящих газов.
6. Эта пропись является примером общего метода получения нитрилов из монокарбоновых3 и дикарбоповых кислот4.
Другие методы получения
Нитрил азелаиновой кислоты был получен с 80%-ным выходом при действии цианистого калия на 1,7-дибромгептан 5 или 1,7-дииодгептан6; из азелаиновой кислоты через промежуточно образующиеся хлорангидрид и диамнд7; с 60—70%-ным. выходом дегидратацией диамида азелаиновой кислоты8; действием амида натрия и ацетонитрила на 1, 5-дигалоидопентаны 9.
1 Аллен, Сннт. орг. преп., сб. 2, стр. 78, примечание 2.
2 Altieri, Gas Analysis and Testing of Gaseous Materials, American Gas Association, inc., New York, N. Y., 1945, p. 57.
3 M i t c h e 11, R e i d, J. Am. Chem. Soc., 53, 321 (1931).
< Lazier, пат. CILIA 2144340 [C. A„ 33, 3398 (1939)].
5 Braun, Danziger, Ber., 45, 1971 (1912).
3 Dionneau, Ann. chim., [9] 3, 248 (1915).
7 Trunel, Ann. chim., [11] 12, 112 (1939).
s Солонина, ЖРФХО, 29, 410 (1897).
’Paul, Tchelitcheff, Bull. soc. chim. France, 1949, 470.
a-TETPAJIOH
О
II
/=\ X cn.'.u Полифосфорная I H r,
4 ^-(СН2)з-СООН--------ДисДла---* I II I + H2°
^/\/
Предложили: X. Снайдер и Ф. Вербер Проверили: Э. Хорнинг и Дж. Уокер.
Получение
В стакане емкостью 600 мл нагревают до 90° на паровой бане 80 г полифосфорной кислоты (примечание 1). Затем к содержимому стакана прибавляют в один прием при перемешивании Кругообразным движением 22,0 г (0,134 моля) расплавленной у-фе-нилмасляной кислоты (примечание 2), предварительно нагретой до 65—70°. После этого стакан вынимают из паровой бани и смесь в течение 3 мин. непрерывно перемешивают от руки; в про должеиие этого времени за счет теплоты реакции температура удерживается при 90° или несколько выше. Прибавляют еще 70 г полифосфорной кислоты и смесь снова нагревают па паровой бане в течение 4 мин., одновременно энергично перемешивая ее от руки. Полученному раствору дают охладиться до 60°, а затем гидролизуют его, прибавляя 200 г льда и воды.
По окончании гидролиза, что заметно по превращению оран- • жевой вязкой массы в маслянистую желтую жидкость, водную смесь переносят в делительную воронку емкостью 500 мл и экстрагируют двумя порциями эфира (соответственно 200 и 100 мл). Вытяжки соединяют и промывают последовательно 200 мл воды, двумя порциями 5%-ного раствора едкого натра по 100 мл (примечание 3), 200 мл воды, 100 мл 30 %-кого водного раствора уксусной кислоты, 100 мл 5%-ного раствора бикарбоната натрия и 100 мл воды. Эфирный раствор сушат над безводным сернокислым магнием; эфир удаляют либо выпариванием на паровой
5 Зак. 1428. Сборник № 6
бане, либо перегонкой из колбы емкостью 50 мл, в которую непрерывно, по мере того как отгоняется растворитель, добавляется раствор с помощью капельной воронки, ножка которой должна быть опущена ниже бокового отвода насадки для перегонки. Затем к колбе присоединяют елочный дефлегматор высотой 15 см и оставшуюся маслянистую жидкость перегоняют в вакууме. Таким образом получают 14,8—16,9 г (75—86% теоретич.) бесцветного масла с т. кип. 90—91° (0,5—0,7 мм) [94—95° (2,1 — 2,3мм)] (примечание 4).
Примечания
1. Применялась продажная полифосфорная кислота.
2. у-Фенилмасляная кислота была получена каталитическим восстановлением (в присутствии палладия, осажденного на угле) (’-бензоилпропионовой кислоты и очищена перегонкой; выход вещества с т. кип. 133—135° (1,0—1,3 мм) составлял 96% (теоретич.).
3. Количество не вошедшей в реакцию у-фенилмасляной кислоты, выделяющейся в результате подкисления щелочного раствора, ничтожно. В том случае, когда для реакции было взято только 72 г полифосфорной кислоты, добавленной в один прием, было выделено 1,5 г у-феннлмасляной кислоты .и выход г-тетра-лона составлял 15,9 г (81%).
4. Авторы синтеза применяли полифосфорную кислоту при циклизации гидрокоричной, 2-бром-5-метоксигидрокоричной и о-бензоилбензойной кислот.
Другие методы получения
Обзор других методов получения а-тетралона приведен в ранее вышедших сборниках «Синтезов органических препаратов» 1-2. Имеются указания на то, что при применении метода окисления тетралина воздухом 2-6 течению реакции в некоторых случаях благоприятствует наличие окиси меди4 или сернокислой меди5 и что получающийся продукт может содержать примесь а-тетралола 7. а-Тетралон был также получен циклизацией у-фе-нилмасляной кислоты в присутствии фосфорной кислоты и фосфорного ангидрида 8 или фтористоводородной кислоты9, а также из хлорангидрида у-фенилмасляной кислоты при действии на него хлористого алюминия 10. Описанный выше метод в основном разработали Снайдер и Вербер ”.
'Мартин, Ф и з е р, Спит. орг. преп., сб. 2, стр. 448.
2 Томпсон, Спит. орг. преп., сб. 3, стр. 405.
3 Н о с Ч, S п s е m i h 1, Вег., ьь, 61 (1933).
'Brown. Widiger, Letang, J. Am. Chem. Soc., 61, 2601 (1939). s Пат. США 2462103 [С. A., 44, 3848 (1949)J.
6 Медведев, Подъяпольская, Ж. физ. хим., 13, 719 (1939).
" Mentzer, Billet, Bull. soc. chim. France, 1948, 835; В e у e r nt a n, Rec. trav. chim., 72, 550 (1953).
8 Birch, Jaeger, Robinson, J. Chem. Soc., 1945, 582.
9 Fieser, Herschberg, J. Am. Chem. Soc., 61, 1272 (1939).
1» Johnson, Glenn, J. Am. Chem. Soc., 71, 1092 (1949).
tt Snyder, Werber, J. Am. Chem. Soc., 72, 2962 (1950).
П-ТОЛИЛСУЛЬФОНИЛМЕТИЛ НИТРОЗОАМИД (N-MeTiM-N-нитрозо-п-толуолсульфонамид)
СН3 / \ SO2C1 4- 2CH3NH2 — (CH5NH2. НО 4- NaOH — -> оЦ \so3nch3 + ch,nh2.hci -> CH3NH, 4- NaCl 4- H2O) NO
СнЦ \SO2NCH,4-1INO3 - -> ch3/’ \so2nch:,4-h2o
Предложили: Т. де Боер и X. Бэкер.
Проверили: Дж. Кэйзон, Дж. Роган и У. Даубен.
Получение
320 г (1,68 моля) хлорангидрида п-толуолсульфокислоты (примечание 1) делят на три части, равные 190, 90 и 40 г; затем приготовляют щелочной раствор, растворяя при охлаждении 70 г едкого натра в 70 мл воды. Первую порцию хлорангидрида н-то-луолсульфокислоты (190 а) прибавляют при взбалтывании кругообразным движением в течение примерно 5 мин. к 210 мл (2,1 моля) 33%-ного водного раствора метиламина (или к 174мл 40%-ного раствора), находящегося в 1-литровой круглодонной колбе. Смеси дают нагреться до 80—90°, для того чтобы сульфо-пилметиламид (т. пл. 78°) оставался в расплавленном состоянии (примечание 2). После того, как вся первая порция хлораигид-рида будет прибавлена, смесь энергично взбалтывают. Чтобы не дать смеси нагреться до температуры кипения и избежать чрезмерной потери метиламина, смесь немного охлаждают водой.
Как только смесь станет кислой (примечание 3), чго опреде^ ляют, нанося каплю раствора на лакмусовую бумажку, к ней при взбалтывании кругообразным движением осторожно прибавляют 50 мл 50 %-ного раствора едкого натра. Немедленно после этого начинают постепенное прибавление второй порции хлорангидрида л-толуолсульфокислоты (90 г), производя эту операцию так
же, как и прибавление первой порции. Когда смесь вновь станет кислой (примечание 3), к ней прибавляют 25 мл раствора 'едкого натра, а затем последние 40 г хлорангидрида. Убедившись, что смесь снова имеет кислую реакцию, прибавляют оставшееся количество раствора едкого натра. Жидкая фаза конечной смеси должна быть щелочной (примечание 4).
Стенкн колбы ополаскивают небольшим количеством воды и смесь, состоящую из двух слоев и осадка хлористого натрия, нагревают для завершения реакции на паровой бане в Течение 15 мин. при сильном механическом перемешивании. Затем горячую смесь (примечания 2 и 5) приливают к 1,5 л ледяной уксусной кислоты, находящейся в 5-литровой колбе, а реакционную колбу многократно ополаскивают уксусной кислотой (всего 250 мл) (примечание 6). Раствор охлаждают в бане со льдом приблизительно до 5° (примечание 7), а затем, перемешивая его с помощью механической мешалки, прибавляют к нему в течение примерно 45 мин. из капельной воронки раствор 124 г (1,8 моля) нитрита натрия в 250 мл воды. Температуру смеси поддерживают ниже 10° и после того, как прибавление будет закончено, перемешивание продолжают в течение еще 15 мин. Во время реакции питрозосоеДйнение выделяется в виде желтых кристаллов.
К смеси прибавляют 1 л воды; затем осадок отфильтровывают с отсасыванием, отжимают на воронке и промывают примерно 500 мл воды. После этого препарат переносят в стакан, тщательно размешивают с 500 мл холодной воды, а затем отфильтровывают и вновь промывают на фильтре. Если нужно, то этот процесс повторяют еще раз, для того чтобы удалить запах уксусной кислоты. После высушивания до постоянного веса в ва-куум-эксикаторе над серной кислотой, полученный препарат плавится в пределах между 55 и 60° (примечание 8). Выход составляет 306—324 г (85—90%) (примечания 9 и 10).
Примечания
1. Хлорангидрид и-толуолсульфокислоты, применявшийся авторами синтеза, был перекристаллизован из смеси бензола н петролейиого эфира (т. кип. 60—80°), взятых в соотношении 1 : 20 и плавился при 67,5—69°. При проверке применялся продажный препарат. Длительно хранившиеся препараты хлорангидрида л-толуолсульфокислоты можно освободить от сульфокислоты путем тщательного промывания холодной водой с последующим немедленным высушиванием в вакуум-эксикаторе над серной кислотой.
2. При более низкой температуре сульфоиилметиламид может образовать твердую лепешку. В опытах с небольшими количествами исходных реагентов, равными, например, 0,2 моля, смесь
нагревается значительно меньше; поэтому реакционную смесь следует нагреть на паровой бане после первого прибавления хлорангидрида n-толуолсульфокнслоты, а также, если будет необходимо, нагревать и в дальнейшем.
3. Реакционная смесь может и не стать кислой после прибавления очередной порции хлорангидрида, особенно после прибавления первой порции. В таких случаях интервал между последовательными прибавлениями хлорангидрида п-толуолсульфокис-лоты и щелочи не должен превышать 5 мин. Весь процесс занимает около 30 мин.
4. Если реакция конечной смеси окажется кислой, что указывает на чрезмерную потерю метиламина, то для того, чтобы сделать смесь щелочной, количество метиламина следует восполнить. Такие случаи чаще всего наблюдаются в опытах, проводимых с небольшими количествами исходных веществ (0,1 — 0,2 моля).
5. Можно не удалять осадок хлористого натрия до проведения нитрозирования, так как при промывании конечного продукта водой этот осадок растворяется.
6. Для того чтобы растворить весь амид при низких температурах, требуется в общей сложности 1750 мл уксусной кислоты. При меньших количествах уксусной кислоты трудно обеспечить полное нитрозирование, даже при очень эффективном перемешивании суспензии.
В одном из опытов, в котором было использовано 750 мл ук-сусной кислоты, полученный неочищенный препарат был промыт сперва водой для удаления уксусной кислоты, а затем 1'н. раствором едкого натра для удаления н-толилсульфонилметиламида (холодный водный раствор едкого натра не действует на нитрозосоединение). Выход n-толилсульфонилметилнитрозоамида с т. пл. 58—60° составлял 76%. После подкисления щелочных промывных вод был получен (в количестве 9%) п-толплсульфоиил-метиламид с т. пл. 77,5—78,5°.
7. Для более эффективного охлаждения можно воспользоваться смесью льда и соли, однако не следует проводить реакцию при температуре ниже 0°, так как общее количество уксусной кислоты как раз достаточно для того, чтобы сульфоиилметил-амид оставался в растворе при температуре выше 0°.
8. Если температура плавления имеет в указанных пределах более низкое значение, то это свидетельствует о наличии прнмеси я-толилсульфоиилметиламида, который может быть удален так, как это указано в примечании 6; одиако подобная очистка не является необходимой, поскольку присутствие амида де препятствует получению диазометана.
9. Этот препарат можно хранить при комнатной температуре годами без заметных его изменений. При длительном хранении
рекомендуется держать вещество в темной склянке; кроме того, более стабильны перекристаллизованные препараты. Для перекристаллизации лучше всего растворить вещество в кипящем эфире (1 м.1 эфира на 1 г вещества), прибавить к раствору равный объем низкокиияшего петролейного эфира (технического пентана) и в течение ночи охлаждать раствор в холодильнике. Для перекристаллизации можно воспользоваться также и другими растворителями (бензолом, четыреххлористым углеродом, хлороформом), но максимальная температура при этом не должна превышать 45°.
10. n-Толилсульфонилметилнитрозоамид пригоден для получения диазометана (стр. 97). Он, повидимому, мало токсичен. При получении л-толилсульфонилметилнитрозоамида, его перекристаллизации, хранении, а также при проведении реакции со щелочью с целью получения диазометана, авторы синтеза пи разу не наблюдали разложения этого вещества со взрывом. Благодаря таким свойствам л-толилсульфонилметилнитрозоамид обладает преимуществами перед другими нитрозосоединениями, применявшимися для получения диазометана.
Другие методы получения
/г-Толилсульфопилметилнитрозоамид ранее получали прибавлением нитрита натрия к кислой водной суспензии п-толилсуль-фонилметиламида ’А Приведенный метод позволяет проводить синтез быстрее и дает более высокие выходы.
1 Fr iedlander, Forlschritle der Teerfarbenfabrikation, 10, 1216 (1910); Bayer Co., герм. пат. 224388 [Chem. Zentr., 1910, II, 609].
2 Tjkizawa. J. Pharm. Soc. Japan, 70, 490 (1950) [C. A., 46, 454 (1952)]
2, 4, 6-ТРИМЕТИЛБЕНЗОЙНАЯ КИСЛОТА
(^-Изодуриловая кислота)
CH3 g,
I II
сн3!^сн3
, .. C,HsBr
+ Mg ’
CH8
A/M«* co
I I -s-
CH3/'^/'4CH3
CH3 CH3
I A’ ! f
СН./^/'ЧСН, СН,/'А'''щн:.
Предложил; Д. Боуэн.
Проверили: X. Снайдер и Дж. Демут.
Получение
В сухую 2-литровую трехгорлую колбу, снабженную мешалкой из проволоки с затвором, обратным холодильником, защищенным осушительной трубкой, и капельной воронкой, помещают 85,0 г (3,5 грамматома) магниевых стружек и 150 мл абсолютного эфира (примечание 1). В воронку наливают раствор 199 а (1 моль) тщательно перегнанного броммезитилсна и 218 г (2 моля) бромистого этила (примечание 2) в 1 л абсолютного эфира (примечание 1). Пускают в ход мешалку и к содержимому колбы прибавляют около 25 мл эфирного раствора; почти немедленно начинается реакция. Оставшееся количество раствора галоидопроизводных прибавляют к энергично кипящей смеси в продолжение 1,25—1,5 часа; для того чтобы в течение указанного времени можно было прибавить все имеющееся количество раствора, необходимо несколько охлаждать реакционную смесь. После того как прибавление будет закончено, кипение поддерживают в течение еще 30 мин., нагревая колбу извне. Затем реакционную смесь охлаждают и раствор алкилмагиийбромидов медленно сливают с избытка магния в 4-литровый стакан, содержащий 600 г сухого льда, который перемешивают от руки. Следует взять сухой лед в виде небольших кусочков и приливать к нему раствор достаточно медленно, чтобы избежать разбрызгивания. Колбу ополаскивают двумя порциями абсолютного эфира по 200 мл и присоединяют эфир к смеси, подвергаемой карбонизации. Когда большая часть сухого льда улетучится, прибавляют еще 200 г его вместе с 250 мл абсолютного эфира. Вязкую смесь перемешивают до тех пор, пока она в основном не станет зернистой.
Когда основная масса сухого льда испарится, к реакционной смеси прибавляют при перемешивании 800 мл 20%-ной соляной кислоты и достаточное количество льда, чтобы смесь оставалась холодной. После того как большая часть осадка растворится, смесь переносят в делительную воронку, куда приливают обыкновенный эфир, если объем органического слоя окажется значительно меньшим одного литра. После взбалтывания, которое продолжают до тех пор, пока оба слоя не станут прозрачными, водный слой отбрасывают, а эфирный слой промывают тремя порциями холодной воды по 1 л, чтобы удалить соляную кислоту и большую часть пропионовой кислоты, образовавшейся в результате карбонизации. Затем препарат экстрагируют, взбалтывая его сперва осторожно, а затем энергично с 540 мл (600 а) 10%-ного раствора едкого натра, охлажденного до 0°. После взбалтывания, продолжаемого в течение нескольких минут, водный раствор все еще Должен оставаться сильно щелочным, что устанавливают при помоши соответствующей индикаторной бумажки,
Водный слой отделяют и при перемешивании подкисляют, медленно прибавляя к нему 250 мл 20%-ной соляной кислоты. Суспензию охлаждают и почти бесцветный препарат, состоящий из мелких зерен, отфильтровывают и тщательно промывают водой. Неочищенная кислота, получающаяся в количестве 141 —143 г (86—87% теоретич.) (примечание 3) и плавящаяся при 152— 154° (испр.), пригодна для большинства целей. Более чистый препарат можно получить в виде больших почти бесцветных кристаллов с т. пл. 153,4—154,4° (испр.) в результате перекристаллизации из насыщенного при температуре кипения раствора в 45 %-ном метиловом спирте. Выход перекристаллизованной кислоты составляет 138—141,5 г (84—86% теоретич.) (примечание 4).
Примечания
1. При проверке синтеза применяли продажный абсолютный эфир, сохранявшийся над натриевой проволокой; отдельные части прибора перед сборкой сушили в сушильном шкафу. В тех случаях, когда дополнительное обезвоживание эфира над натрием не производилось, вещество, получалось с заметно более низким выходом.
2. При применении 1 моля бромистого этила на 1 моль бром-мезитилена выход неочищенной кислоты составлял 81—82%. Использование бромистого этила в количестве, превышающем два эквивалента, заметно не сказывается на улучшении выхода. Если же бромистый этил вовсе не вводить в реакцию, то броммезити-лен будет реагировать с магнием очень медленно и выход 2, 4, 6-триметилбензойной кислоты из полученного реактива Гриньяра будет составлять только 61—66%, считая на броммезитилен. Применять атмосферу азота при синтезе имеет смысл лишь в том случае, если реакция проводится в отсутствие бромистого этила.
3. Той же методикой можно воспользоваться при работе с количествами реагентов, составляющими одну пятую от указанных выше, без ущерба для выхода.
4. При проверке синтеза для растворения применяли 20 мл смеси, содержащей 45% (по весу) метилового спирта на каждые 10 г неочищенной кислоты. Чтобы избежать потери метилового спирта из горячего раствора, перекристаллизацию проводили при кипячении с обратным холодильником и прозрачный, почти бесцветный раствор быстро охлаждали, не переливая в другой сосуд. Если желательно профильтровать горячий раствор, то удобнее применять растворитель с более высокой концентрацией метилового спирта *.
Сб 3) ^тПИС4вЗЯ Д^ГИХ чвтодов получения Приведены в .Сант, орг. open,"
ФЕНАНТРЕНХИНОН
Предложили: Р. Уэндлэнд и Дж. ЛаЛонд. Проверили: У. Джонсон и С. Шульман.
Получение
В 3-литровую трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, механической мешалкой с затвором и капельной воронкой емкостью 1 л, помещают 100 г (0,56 моля) фенантрена (примечание 1), 210 з (2,1 моля) хромовой кислоты (примечание 2) и 1 л воды. Пускают в ход мешалку и из капельной воронки к суспензии прибавляют 450 мл концентрированной серной кислоты с такой скоростью, чтобы происходило спокойное кипение смеси (примечание 3). После того как прибавление серной кислоты будет закончено, через капельную воронку к содержимому колбы осторожно прибавляют смесь 210 г (2,1 моля) хромовой кислоты и 500 мл воды (примечание 4). Полученную смесь кипятят с обратным холодильником в продолжение 20 мин. .
Когда температура реакционной смеси понизится до комнатной, смесь выливают в равный объем воды и охлаждают в бане со льдом до 10°. Осадок отфильтровывают с отсасыванием и тщательно промывают холодной водой до тех пор, пока в промывных водах не будет более заметна зеленая окраска трехва-лентиого хрома. Затем осадок растирают с тремя порциями кипящей воды по 300 мл и смесь фильтруют, чтобы удалить образовавшуюся в результате реакции дифеновую кислоту. После этого осадок растирают с несколькими (4—6) порциями горячего 40%-ного раствора бисульфита натрия по 300 мл и сМесь снова фильтруют (примечание 5). Нсрастворившаяся часть представляет собой смесь антрахинона и некоторого количества смолистых веществ, образовавшихся из антрацена и других примесей, содержавшихся в исходных реагентах (примечание 6). Фильтраты после обработки бисульфитом натрия соединяют и охлаждают в бане со льдом до 5°. Выпавший осадок отфильтровывают с отсасыванием; затем его переносят в 1-литровый стакан и диспергируют в 300 мл воды. К суспензии при энергичном перемешивании прибавляют 500 мл насыщенного раствора углекислоту
натрия. Выделившийся фенантренхинон, окрашенный в темно-оранжевый цвет, отфильтровывают с отсасыванием (примечание 7), тщательно промывают холодной водой и сушат на фарфоровой тарелке. Выход вещества с т. пл. 205—208° (исправл.) составляет 52—56 г (44—48% теоретич.). С целью дальнейшей очистки препарат можно перекристаллизовать из 95 %-ного этилового спирта (100 мл спирта на 1 г вещества). При этом выход первой порции вещества превышает 80%; т. пл. 208,5—210° (исправл.).
Примечания
1. Продажный фенантрен был перекристаллизован из кипящего толуола с применением активированного березового угля. После одной перекристаллизации был получен препарат с т. пл. 99,5°. При проверке синтеза применяли технический (90%-ный) фенантрен.
2. Была использована техническая хромовая кислота (99,5 %-ная СгОз).
3. С полной безопасностью можно прибавить сразу 100 мл кислоты, чтобы начался процесс окисления, но как только температура поднимется до 70—75°, оставшееся количество следует прибавлять медленно, чтобы избежать бурного кипения.
4. Половину смеси (250 мл) прибавляют осторожно (на этой стадии реакция может стать бурной), после чего на 20—25 мин. прибавление прекращают, чтобы окисление протекало самопроизвольно. Затем медленно прибавляют оставшуюся смесь.
5. Чтобы предотвратить выпадение кристаллов, целесообразно применять обогреваемую воронку Бюхнера.
6. Антрахинон можно очистить, экстрагируя нерастворимую примесь 150 мл раствора едкого кали и гидросульфита натрия (взятых примерно по 10 вес. % каждого). Полученный красный раствор быстро фильтруют с отсасыванием и к фильтрату прибавляют перекись водорода до тех пор, пока не появится желтый осадок. Затем к смеси прибавляют разбавленную соляную кислоту до кислой реакции на лакмус; осадок отфильтровывают с отсасыванием, тщательно промывают водой и сушат на воздухе. Таким путем можно получить 5—7 г антрахинона с т. пл. 280— 283°.
7. Чтобы проверить полноту осаждения, фильтрат следует обработать еще некоторым количеством углекислого натрия.
Другие методы получения
Фенантренхинон был получен обработкой фенантрена раствором хромовой кислоты в уксусной кислоте', двухромовокислого калия в серной кислоте 2-4 и перекиси водорода в уксусной кис
лоте5'6, а также двуокисью селена при температуре выше 250°7. Кроме того, фенантренхинон можно получить обработкой бензила хлористым алюминием при 120°8 и обработкой бифенил-2,2'-ди-альдегида цианистым калием 9.
1 Graebe, Ann., 167, 131 (1873).
s Anschutz, Schultz, Ann., 196, .32 (1879).
’Oyster, A d k i n s, J. Am. Chem. Soc., 43, 208 (1921).
4 Underwood, Kochmann, J. Am. Chem. Soc., 46, 2069 (1924). “Henderson, Boyd, J. Chem. Soc., 1910, 1659.
в C harrier, M о g g i, Gazz. chim. ital., 57, 736 (1927).
7 Постовский, Луговкин, Ber., 68, 852 (1935).
8 Scholl, Schwarzer, Ber., 55, 324 (1922).
'> Mayer, Ber.. 45, 1105 (1912).
1-ФЕНИЛПИПЕРИДИН
CH2
CH2 Cll2
I I
CH2 CH, \ /
+ C6H6NH2
CH2 CH2 I I CH, CH2
+ H2o
N
I
CUH5
о
Предложили: А. Бурне, X. Эмблетон и M. Хэнсалд.
Проверили: Р. Арнольд, У. Пархам и К. Серрес.
Получение
Прибор (рис. 2) состоит из реакционной трубки длиной 100 см и диаметром 3 см с отводом, в который вставлена градуированная капельная воронка. Нижний конец реакционной трубки присоединяют к холодильнику Фридриха и приемнику. В верхний конец при помощи стандартного шлифа вставляют карман для термопары, располагающейся концентрично по отношению к реак; ционной трубке. В трубку помещают 200 см3 окиси алюминия в виде кусочков размером 4—8 меш (примечание 1), которые удерживаются на месте при помощи тампона из стеклянной ваты, лежащего на сделанных в трубке наколках; далее насыпают 100 см3 мрамора (в кусочках), служащего для выпаривания и предварительного подогревания реагентов. Реакционную трубку помещают в печь с электрообогревом (примечание 2) так, чтобы в печи оказалась часть трубки, находящаяся между отводом для капельной воронки и местом присоединения холодильника.
Реакционную трубку нагревают до 330—340° (примечание 3) и продувают током азота. Затем в градуированную капельную воронку помещают раствор 258 г (3 моля) тетрагидропирана (примечание 4) и 559 г (6 молей) анилина и вводят его в реакционную трубку со скоростью 90—100 мл в час. Катализат, который собирают в 1-литровую колбу, содер?кащую 10 г хлористого натрия, состоит из светложелтой маслянистой жидкости и нижнего водного слоя. После того как прибавление реагентов будет закончено, через реакционную трубку пропускают в продолжение 20—30 мин. медленный ток азота, чтобы удалить вещество,
Рис. 2.
адсорбированное на катализаторе. Нижний водный слой отделяют и отбрасывают, а верхний органический слой сушат над зерненым едким натром. Препарат фракционируют в вакууме, используя колонку Уитмора-—Люкса1 (примечание 5), только для того, чтобы отделить небольшое количество не вошедшего в реакцию тетрагидропирапа и избыток анилина. Жидкости в колонке дают стечь и остаток перегоняют в вакууме из обыкновенной колбы Клайзена. 1-Фенилпиперидин получают в виде бесцветной или светложелтой жидкости с т. кип. 123—126° (12,5 мм) [133—136° (21 мм)]; п% 1,5603. Выход составляет 403—435 с (83—90%, считая на тетрагидропиран) (примечание 6).
Примечания
1. В качестве катализатора применялась активированная окись алюминия (с размером зерна 4—8 мещ). Для придания свежему катализатору максимальной активности через слой его пропускают в течение 94 час, при 390—405’ медленный ток воз
духа. Без этой предварительной обработки выходы получаются на 5—10% ниже тех, которые указаны в прописи. После каждого опыта катализатор регенерируют, пропуская через него воздух в течение 39 час. при 390—405°.
2. Можно пользоваться печью, конструкция которой была описана в сборнике 3 «Синтезов органических препаратов» 1 2. Желательно, хотя это и не является обязательным, обеспечить возможность самостоятельного регулирования элементов нагрева каждой из двух зон реакционной трубки.
3. Температуру печи измеряют с помощью термопары, которую можно передвигать внутри кармана и устанавливать таким образом в разных положениях. Оптимальная для катализа температура равна 325—345°, хотя на концах слоя катализатора она может опускаться до 320°, в зависимости от конструкции печи.
4. Продажный тетрагидропиран может быть использован без дополнительной очистки.
5. Можно применить также и другую колонку эквивалентной эффективности.
6. Подобным же образом можно получить 1-лг-толилпипери-дин [т. кип. 141 —143° (16 мм), nf 1,5535] и 1-п-толилпиперидин [т. кип. 140—143° (15 мм), п-® 1,5509] с выходом 85—90%. 1-о-Толилпиперидин [т. кип. 123—125° (15лии), 1,5391] синте-
зируют в тех же условиях с выходом 60%, однако для получения чистого препарата его необходимо фракционировать.
Другие методы получения
1-Фенилпиперидин был получен нагреванием анилина с 1,5-дибромпентаном3’4 5, нагреванием 5-анилино-1-бромпентана 6, дегидратацией 5-анилинопентанола-1 над окисью алюминия6, электролитическим восстановлением N-фенилглутаримида 7, каталитической гидрогенизацией хлористого 1-фенил-З-оксипиридиния 8, действием бромбензола на пиперидин в присутствии лития9, взаимодействием фторбензола, 1-метилпиперидина и фениллития10, действием дифенилсульфона на пиперидин в присутствии амида натрия11, диазотированием и дезаминированием 1-(2-аминофе-. нил)пиперидина 12 и 1-(4-аминофенил) пиперидина 13, а также с помощью изложенного выше метода и.
1 Whitmore, Lux, J. Am. Chem. Soc., 54, 3451 (1932).
2 Ньютон, Кобурн, Синт. орг. преп., сб. 3, стр. 190, прим. 3.
3 Braun, Вег., 37, 3212 (1904).
4 Paul, Bull. soc. chim. France, 53, 1489 (1933).
5 Braun, Ber., 40, 3920 (1907).
8 Scriabin e, Bull. soc. chim. France, 1947, 454.
7 Sakurai, Bull. Chem. Soc. Japan, 13, 482 (1938).
8Koelsch. Carney, J. Am. Chem. Soc., 72, 2285 (1950).
s Horning, Bergstrom, J. Am. Chem. Soc., 67, 2110 (1945).
10 Wittig, Merkle, Ber., 76B, 109 (1943).
11 Bradley, J. Chem. Soc., 1938, 458.
12 Le Fevre, J. Chem. Soc., 1932, 1376.
13 L e 11 m a n n, Geller, Ber., 21, 2279 (1888).
14 Bourns, Entbleton, Hansuld, Can. J. Chem., 30, 1 (1952).
о-ФТАЛЕВЫЙ АЛЬДЕГИД
UCH>
+ 4Br,
СНВгй
Мен». +
Bra + 2H,o
CHBr, 2
. +4HBr
J| CHO
Предложили: Дж. Билл п Д. Тарбелл.
Проверили: А. Коп и Г. Петри.
Получение
Внимание! Следует проводить этот синтез в вытяжном шкафу и защищать руки резиновыми перчатками, чтобы не подвергаться действию брома, а также получаемого в качестве побочного продукта о-ксилилендибромида, являющегося лакриматором и раздражающе действующего на кожу.
А. а,а,а',Д-Тетрабром-о-ксилол. В 2-литровую трехгорлую колбу, снабженную мешалкой системы Трюбор с масляной смазкой, а также капельной воронкой, термометром, доходящим почти до дна колбы, и обратным холодильником (примечание 1), присоединенным к ловушке для поглощения газа *, помещают 117 г (1,1 моля) сухого о-ксилола (примечание 2). На расстоянии примерно 1 см от колбы устанавливают ультрафиолетовую лампу дневного света мощностью 275 вт таким образом, чтобы на колбу падало максимальное количество света. Пускают в ход мешалку и о-ксилол нагревают до 120° при помощи электрического колбонагревателя. Из капельной воронки в реакционную колбу прибавляют отдельными порциями в общей сложности 700 г (4,4 моля) брома с такой скоростью, чтобы окраска, вызываемая бромом, исчезала к моменту прибавления следующей порции. После того как будет прибавлена приблизительно половина всего количества брома, температуру медленно повышают до 175°; к концу реакции смесь сильно темнеет. Вначале бром можно прибавлять быстро, но в конце скорость прибавления не должна превышать 4—5 капель в минуту, чтобы избежать потери заметного
количества брома вместе с выделяющимся бромистым водородом. После того как весь бром будет прибавлен (10—14 час.), смесь продолжают освещать и перемешивать при 170° в течение еще 1 часа. Затем мешалку и прочие приспособления удаляют, а смесь охлаждают и оставляют на ночь на воздухе в реакционной колбе для того, чтобы препарат закристаллизовался.
Темный твердый тетрабромид растворяют в 2 л горячего хлороформа (примечание 3) и обрабатывают 100 а активированного березового угля с размером частиц 325 меш. Затем смесь фильтруют со слабым отсасыванием и уголь промывают горячим хлороформом; после этого обработку активированным березовым углем повторяют. Окрашенный в бурый цвет фильтрат после вторичной обработки углем концентрируют до 250—300 мл, отгоняя часть растворителя в вакууме, и остаток охлаждают до 0°. Твердый препарат собирают в охлажденной воронке Бюхнера и промывают небольшим количеством холодного хлороформа. Фильтрат выпаривают и после охлаждения получают вторую порцию кристаллов, которую с целью очистки перекристаллизовывают из хлороформа. Выход тетрабромида, полученного в виде первой порции (бесцветный) и в виде второй порции после перекристаллизации (светлобурый), составляет 344—370 г (74—80% теоретик.) ; т. пл. 115—116°.
Б. о-Фталевый альдегид. а,а,а',а'-Тетрабром-о-ксилол (344— 370 г), полученный так, как это описано в разделе А, помещают в 5-литровую круглодопную колбу вместе с 4 л 50%-ного (по объему) этилового спирта и 275 г щавелевокислого калия. Смесь кипятят в течение 50 час. с обратным холодильником (прозрачный желтый раствор образуется через 25—30 час.). Затем отгоняют около 1750 мл этилового спирта (отгонку прекращают прежде, чем препарат начнет перегоняться с водяным паром) и к водному остатку прибавляют 700 г кристаллической кислой двунатриевой соли фосфорной кислоты (Na2HPO.r 12Н2О). Смесь быстро перегоняют с водяным паром (примечание 4), применяя эффективный холодильник, до тех пор, пока не будет собрано 10—12 л дестиллата и пока дестиллат не перестанет окрашиваться в черный цвет при испытании на присутствие о-фтале-вого альдегида2. (Эта проба заключается в том, что на небольшое количество дестиллата действуют концентрированным раствором аммиака, а затем ледяной уксусной кислотой.) Полученный дестиллат насыщают при комнатной температуре сернокислым натрием, а затем разделяют на части приблизительно по 4 л; каждую часть экстрагируют этилацетатом сперва порцией в 200 мл, а затем шестью порциями по 100 мл. Соединенные вытяжки сушат над безводным сернокислым натрием, фильтруют и
упаривают в вакууме. Остаток перекристаллизовывают из лигроина (т. кип. 90—100°); при упаривании маточного раствора получают вторую порцию кристаллов. Общий выход о-фта.тсвого альдегида с т. пл. 55,5—56° составляет 87—94 г (74—80%, считая на тетрабромид, или 59—64%, считая на о-ксилол).
Примечания
1. Как отмечают Вавзонек и Карлл 1 2 3, наилучшие результаты были получены при применении прибора, состоящего целиком из стекла и собранного на шлифах.
2. Продажный чистый о-ксилол (99 %-ной или более чистоты) был высушен путем перегонки, продолжаемой до прекращения помутнения дестиллата; остаток был использован в реакции.
3. Хлороформ для освобождения от воды и этилового спирта оставляют стоять в течение ночи над безводным хлористым кальцием.
4. Авторы синтеза указывают на то, что перегонка с водяным паром протекает значительно более эффективно, если применять перегретый пар (175—180°); в этом случае особое внимание должно быть обращено на то, чтобы дестиллат был полностью сконденсирован.
Другие методы получения
о-Фталевый альдегид был получен действием едкого кали на о-(дихлорметил)бензальдегид4, гидролизом ,а,а',а'-тетрахлор-о-ксилола 5 и гидролизом а,а,а',х'-тетраацетата о-фталевого альдегида 2. Изложенный выше метод в основном разработали Тиле и Гюнтер6'7. Гидролиз тетрабромида можно осуществить также путем обработки его дымящей серной кислотой, а затем водой8. Для получения о-фталевого альдегида при использовании небольших количеств исходных реагентов наиболее предпочтительным методом является восстановление N, N, N', N'-тетраметилфталамида алюмогидридом лития 9.
1 Аллеи, Синт. орг. преп., сб. 2, стр. 78.
2 Т h i е 1 е, Winter, Ann., 311, 360 (1900).
3 Wa wzonek, Karli, J. Am. Chem. Soc., 70, 1666 (1948).
4 Chaudhttri, J. Am. Chem. Soc., 64, 315 (1942).
“Colson, Gautier, Ann. chim. (Paris), 6, 11, 28 (1887).
«Thiele, Gunther, Ann., 347, 107 (1906).
7 С о p e, Fenton, J. Am. Chem. Soc., 73, 1672 (1951).
«Weygand, Vogelbach, Zimmermann, Chem. Ber., 80, 396 (1947).
«Weygand, Tietjen, Chem. Ber., 84, 625 (1951).
ХЛОРАНГИДРИД я-ТОЛУОЛСУЛЬФИНОВОЙ кислоты
СН3/ \ SO2Na • 2Н2О -ф 3SOCL —>
—> CH,/ SOCI-{-NaCI-р 3SO2-|-4HCI
Предложил: Ф. Курцер.
Проверили: Р. Шрейбер и Ф. Каган.
Получение
Внимание! Этот синтез следует проводить в вытяжном шкафу, чтобы не подвергаться действию выделяющихся сернистого ангидрида и хлористого водорода.
В круглодоппую колбу емкостью 250 мл помещают 179 г (108 мл, 1,5 моля) хлористого тионила (примечание 1) и к содержимому колбы прибавляют при комнатной температуре отдельными порциями в течение 10—15 мин. 42,8 г (0,2 моля) порошкообразного дигидрата натриевой соли п-толуолсульфииовоп кислоты 1' (примечание 1). Происходит бурная реакция с выделением хлористого водорода и сернистого ангидрида. Как только будут прибавлены первые порции соли л-толуолсульфиновой кислоты, температура реакционной смеси повышается, однако вскоре по мере протекания реакции она падает до 0° (примечание 2). Полученную реакционную смесь, представляющую собой прозрачную желтую жидкость, содержащую белое опалесцирующее твердое вещество, защищают от влаги воздуха осушительной трубкой с хлористым кальцием и оставляют на 1,5—2 часа при комнатной температуре. В течение этого времени продолжается слабое выделение газа (примечание 3) и взвешенное белое непрозрачное вещество постепенно превращается в порошкообразный прозрачный осадок.
Избыток хлористого тионила отгоняют в вакууме (15—20льи) при температуре бани ниже 50°; последние следы его удаляют в результате одного или двух выпариваний в вакууме, каждый раз после прибавления абсолютного эфира, порциями по 50 мл (примечание 4). Остаток представляет собой вязкую маслянистую жидкость Желтого цвета, в которой суспендировано бесцветное неорганическое твердое вещество. Неочищенный хлор-ангидрид л-толуолсульфиновой кислоты легко растворяется в результате трех последовательных обработок абсолютным эфиром (соответственно порциями в 50, 30 и 30 мл), который без труда отделяют декантацией от большей части неорганического твердого остатка (примечание 5). После отгонки растворителя в вакууме получают хлорангидрид w-толуолсульфиновой кислоты в виде
прозрачной маслянистой жидкости, слабо окрашенной в соломенно-желтый цвет. Выход составляет 30—32 г (86—92% теоретич.) (примечание 6). После перегонки в вакууме (примечание 5) хлорангидрид /г-ю.туолсульфиновой кислоты получают в виде темножелтого подвижного масла с т. кип. 113 115 (3,5 мм) [99—102° (0,5 мм)] (примечание 7). Выход повторно перегнанного препарата равен 23—26 г (66—74%). В колбе для перегонки остается небольшое количество (2—3 а) темною смолистого остатка.
Примечания
1. Рекомендуется подвергнуть хлористый тионил предварительной перегонке. Никаких затруднений не наблюдалось в тех случаях, когда реактив был окрашен в темножелтый цвет. Дигидрат натриевой соли п-толуолсульфиповой кислоты следует тщательно высушить ria воздухе, чтобы удалить механически связанную воду.
2. При работе с меньшими количествами хлористый тионил можно прибавить к соли н-голуолсульфиновой кислоты в один прием. Поднявшаяся вначале температура падает примерно до 0°. В случае проведения синтеза с большими количествами исходных реагентов такая методика неприменима.
3. Если натриевая соль л-толуолсульфшювой кислоты недостаточно тщательно растерта в порошок, то реакция протекает более медленно, причем слышится характерное слабое потрескивание.
4. Эфир был высушен сперва над хлористым кальцием, а затем над фосфорным ангидридом. При проверке синтеза было найдено, что после выпаривания эфира все еще сохранялся запах хлористого тиснила. Следы хлористого тиснила лучше всего удалить при давлении 1—2 .млг. После удаления хлористого тиснила остаток терял едкий запах хлористого водорода или сернистого ангидрида, но обладал слабым запахом, типичным для хлор-ангидридов сульфиновых кислот.
5. Если впоследствии потребуется перегнать хлорангидрид п-толуолсульфиновой кислоты, то необходимо удалить даже следы взвешенных частиц путем фильтрования эфирного раствора через небольшой фильтр (удобнее всего непосредственно в перегонную колбу). Перед фильтрованием рекомендуется выпарить эфирный раствор до небольшого объема, так как более концентрированные эфирные растворы хлорангидрида п-толуолсульфиновой кислоты менее склонны притягивать влагу из воздуха. Фильтр промывают небольшим количеством абсолютного эфира.
При проверке синтеза пользовались переверну гой воронкой, присоединенной к источник)' сухого азота, чтобы обеспечить воз-
мощность фильтрования в инертной атмосфере, Осадок возможно лучше отделяли от фильтрата непосредственно под опрокинутой воронкой, через которую пропускали быстрый ток азота.
6. Полученный таким образом хлорангидрид п-толуолсульфиновой кислоты пригоден для дальнейшей препаративной работы. При проверке синтеза было найдено, что средний выход неочищенного препарата после отделения неорганических солей фильтрованием составляет около 81 %.
7. При нагревании окраска хлорангидрида п-толуолсульфиновой кислоты претерпевает изменения (становится зеленой); цвет повторно перегнанного препарата может оказаться темнее, чем бледножелтая окраска остатка, полученного после удаления эфира.
Для перегонки при проверке синтеза применяли насадку Клайзена с приспособлением для отбора фракций. Около 90% препарата переходит при 93 96° (1,1 мм) (п, % 1,6004) и 10% перегоняется при 98—100° (1,3—1,6 мм) (п'Д1 * 3 * s * *1,5998), Средний общий выход перегнанного вещества в двух опьпах составлял 74% теоретического.
Другие методы получения
Хлорангндриды арилсульфиновых кислот были получены при действии на соответствующие арилсульфиновые кислоты взятого в избытке хлористого тиснила в отсутствие растворителя либо при слабом нагревании 2-7 либо при комнатной температуре 8. Имеются указания !<1С па то, что применение приблизительно эквимолярных количеств реагентов и использование эфира в качестве разбавителя в этих реакциях приводит к получению более чистого препарата. Хлорангидрид п-толуолсульфиновой кислоты можно получить непосредственно из гидрата натриевой соли я-толуол-сульфпцовой кислоты действием на него большого избытка хлористого тионила; изложенная выше методика основывается именно на этом варианте 1'.
1 Уитмор, Гамиль1ои, Спит. орг. преп.. co. 1, стр. 394.
-Hilditch, Smiles, Ber., 41, 4115 (1908).
’Braun, Kaiser, Ber., 56, 549 (1923).
•Whalen, Jones, J. Am. Chem. Soc., 47, 1353 (1925).
'Hunter, Sorenson, J. Am. Chem. Soc., 54, 3368 (1932).
s Courtoi, Frenkie I, Compt. rend., 199, 557 (1934).
7 Burton, Davy, J. Chem. Soc., 1948, 528.
8 Raiford. Hazlet, J, Am. Client. Soc. 57, 2172 (1935).
‘'Hilditch. J. Chem. Soc., 97, 2585 (1910).
Iu P h i 1 1 i p s, J. Chem. Soc., 1925, 2569.
11 Kurz er, J. Chem. Soc., 1953, 552.
ХЛОРИСТОВОДОРОДНАЯ СОЛЬ МЕТИЛ ИЗОМОЧЕВИНЫ
(Хлористоводородная соль 2-метилпсевдомочевины)
CaNCN + 2СН3СО2Н —> ХН2СХ -- Са (О2ССН,)2
NH,CN -ф CH3GH -и НС1 —> NHX (ОСН3) NH НС1
Предложили: Ф. Курцер п А. Лоусон. Проверили: У. Джонсон и У. Цацос-
Получение
А. Цианамид. В большую ступку помещают 57 г (54 мл, 0,95 моля) (примечание 1) ледяной уксусной кислоты и 46 мл воды (примечание 2). К раствору, при тщательном перемешивании и растирании, медленно прибавляют 40 г (0,5 моля) цианамида кальция (примечания 3 и 4). По мере его прибавления выделяется небольшое количество ацетилена и бывшая первоначально жидкой сметанообразная масса постепенно превращается в густую пасту, имеющую темносерую, до черной, окраску. В течение всего времени прибавления смесь должна оставаться кислой на лакмус. После высушивания при 50—55° в течение 4—9 час. получается светлосерый совершенно сухой порошок. Его подвергают исчерпывающему экстрагированию в аппарате Сокслета двумя последовательными порциями эфира по 400 мл (примечание 5), содержащими несколько капель разбавленной уксусной кислоты; каждое экстрагирование продолжают в течение 2—3 час. Эфирные вытяжки (примечание 6) сушат (каждую в отдельности) над 30 г безводного сернокислого натрия, затем обе порции соединяют, после чего растворитель отгоняют в вакууме (примечание 7). Бесцветный, вязкий, маслянистый остаток цианамида пригоден для применения в следующей стадии. Выход цианамида составляет 10,5—15,8 г (50—75% при расчете на формулу CaNCN) (примечания 8 и 9). Цианамид можно получить в кристаллическом состоянии, растворяя его в бензоле (2 части) и разбавляя раствор эфиром (1 часть).
Б. Хлористоводородная соль метилизомочевины. Цианамид, полученный так, как это указано в разделе А, растворяют в 100 мл безводного метилового спирта и прозрачный раствор, если потребуется, декантируют для отделения от следов пераство-рпвшегося маслянистого вещества. Затем через прозрачную бесцветную жидкость пропускают безводный хлористый водород до тех пор, пока привес не будет составлять 1 г хлористого водорода на 1 г неочищенного цианамида (1,15 моля). Во время пропускания хлористого водорода раствор цианамида поддерживают при комнатной температуре, охлаждая колбу льдом. Полученную про
зрачную жидкость оставляют на 3—4 дня, после чего метиловый спирт отгоняют в вакууме. Оставшееся бесцветное кристаллическое вещество сушат в вакуум-экоикаторе над едким кали и фосфорным ангидридом; оно представляет собой хлористоводородную соль метилизомочевины. Выход составляет 1,8—2,1 г на 1 г цианамида (69—80% теоретич.) (примечание 10).
После перекристаллизации из кипящего метилового спирта (1 мл спирта на 1 г неочищенного препарата) вещество образует блестящие бесцветные толстые призматические иглы, плавящиеся с разложением (примечания И и 12). Их отфильтровывают с отсасыванием при 0° и быстро промывают очень небольшим количеством метилового спирта, охлажденного до 0°. Полученный препарат гигроскопичен; его быстро отжимают между листами фильтровальной бумаги; а затем сушат в вакуум-эксикаторе над фосфорным ангидридом. Частичным упариванием фильтратов в вакууме можно получить дополнительную порцию вещества; общий выход перекристаллизованного препарата составляет 85— 90% теоретического (примечания 13).
Примечания
1. Точное количество уксусной кислоты, требуемое для реакции с определенным образцом цианамида кальция, сперва определяют объемным путем, для чего поступают следующим образом. Навеску цианамида кальция (около 1 г) суспендируют примерно в 50 мл дестиллированной воды и титруют стандартным раствором соляной кислоты (лучше всего нормальным), применяя в качестве индикатора фенолфталеин. Кислоту прибавляют до тех пор, пока розовая окраска индикатора не будет появляться вновь через 2—3 мин. На основании данных титрования вычисляют количество требуемой уксусной кислоты, причем для того, чтобы иметь уверенность в том, что реакционная смесь останется кислой в продолжение всего эксперимента, кислоту берут в 10 %-ном избытке.
2. Для того чтобы облегчить высушивание на последующей стадии, количество воды должно быть минимальным и только обеспечивать получение пасты, которую можно было бы эффективно перемешивать. -
3. Прибавление цианамида кальция к кислоте следует производить достаточно медленно для того, чтобы обеспечить тщательное перемешивание и предотвратить разогревание реакционной смеси.
4. Для проведения этого синтеза пригоден продажный цианамид кальция, содержащий уголь и небольшую примесь карбида кальция.
5. При проверке синтеза было найдено желательным перед экстрагированием насытить эфир водой (путем взбалтывания).
6. Цианамид не изменяется, если его хранить при 0° в эфирном растворе в присутствии следов уксусной кислоты. Поэтому можно объединить эфирные вытяжки от нескольких опытов и обработать их вместе,
7. Перегонку лучше всего проводить из небольшой предварительно взвешенной колбы; взвешенный остаток цианамида следует немедленно растворить в метиловом спирте для использования при проведении следующей стадии.
8. Выходы цианамида из продажного цианамида кальция бывают различными в случае различных образцов последнего, но для одного и того же образца колеблются лишь незначительно.
9. Этот метод оказался удовлетворительным для получения цианамида в количествах от 15 до 30 г.
10. Полученный препарат1 пригоден для большинства синтетических целей без дополнительной очистки.
11. При нагревании хлористоводородная соль мегилизомоче-вины разлагается с выделением хлористого метила. Температура разложения зависит от скорости нагревания, но при регулировании последней можно получить воспроизводимые результаты. Если образцы чистой (98—99 %-ной) (примечание 12) хлористоводородной соли метнлизомочевмны поместить, не подвергая чрезмерному предварительному воздействию атмосферной влаги, в капилляры, а затем ввести капилляры в прибор для определения температуры плавления, нагретый до 60°, и нагревать далее со скоростью 12° в минуту, то образцы будут при 118—119° спекаться, а при 122—124° разлагаться (масса будет быстро передвигаться вверх по капилляру).
12. Чистота перекристаллизованного препарата, определяемая объемным способом по методу Фольгарда, превышает 98%. Согласно этому методу 10 мл 1 %-ного раствора хлористоводородной соли метилизо'мочевииьг подкисляют несколькими каплями азотной кислоты и обрабатывают 20 мл 0,1 н. раствора азотнокислого серебра. Хлористое серебро отфильтровывают, после чего определяют избыток азотнокислого серебра с помощью 0,1 н. раствора тиоцианата, применяя в качестве индикатора железные квасцы. Согласно другой методике, порции подкисленного азотной кислотой 0,1 н. раствора азотнокислого серебра по 10 мл титруют непосредственно 1%-ным раствором хлористоводородной соли мс-тилизомочевипы в присутствии тартразина.
Вследствие того, что в неочищенном препарате содержится небольшая примесь свободной соляной кислоты, указанные выше методы применимы только к перекристаллизованным образцам.
13. Хлористоводородную соль метилизомочевины можно безопасно хранить в течение долгого времени в небольших, хорошо закупоренных п доверху заполненных склянках, помещенных в эксикатор.
Другие методы получения
Хлористоводородная соль метилизомочевины была получена действием хлористого водорода па суспензию цианамида серебра 1 или на раствор цианамида г- 2 в метиловом спирте 2, а также действием диметилсмльфата на мочевину при 112°4. Свободное основание получают обработкой соли порошкообразным едким кали в смеси воды с эфиром2 или метилатом натрия в метиловом спирте5.
Другой метод лабораторного получения цианамида и ряд литературных ссылок были опубликованы в сборнике «Синтезы неорганических препаратов» 6. Изложенный выше метод разработал Вернер 7.
'Stieglitz, McKee,' Ber., 33, 810 (1900); McKee, Am. Chem. J., 28, 244 (1901).
2 S 11 e g 1 i t z, McKee, Ber.. 33, 1517 (1900); McKee, Am. Chem. J., 26, 245 (1901).
3 Basierfield, Powell, Can. J. Research, 1, 261 (1929); Cox, R a y-mond, J. Am. Chem. Soc., 63, 300 (1941).
4 Werner, J. Chem. Soc., 1914, 927.
“ Ka pfha mm er, Muller, Z. physiol. Chem., 225. 7 (1934); Родионов, Урбанская. ЖОХ, 18, 2023 (1948).
6 Pine k, Salisbury, Inorg. Syntheses, 3, 39 (1950).
7 Werner, .1. Chem.' Soc., 1916, 1325; Werner, The Chemistry of Urea, Longmans, London, 1923, p. 181.
(2-ХЛОР-1, 1, 2-ТРИФТОРЭТИЛ)ЭТИЛОВЫЙ ЭФИР
СКС1=СР2 Ф- CSH5OH HCFC1CF2OC2H5
Предложил: Б. Инглунд.
Проверили: Р. Шрейбер и 5. Тиффани.
Получение
Применяемый прибор изображен па рис. 3 (примечание 1). В условиях, предотвращающих попадание влаги, приготовляют раствор этилата натрия, для чего 2,5 г чистого металлического натрия (0,11 грамматома) растворяют в 230 г (292 мл, 5 молей) абсолютного этилового спирта; раствор помещают в реакционный сосуд В. Сосуд В вместе с раствором взвешивают; затем в него вставляют трубку для ввода газа, оканчивающуюся цилиндром Г из пористого стекла, который располагают на некотором расстоянии от дна сосуда. В сосуд Ж, служащий счетчиком пузырьков, наливают несколько миллилитров этилового спирта. Ловушки J и В предназначаются для предохранения в случае
обратного засасывания, если произойдет перерыв в подаче газа. Затвор Б представляет собой муфту, сделанную из резиновой трубки. Пригоден обратный холодильник Д любой эффективной конструкции.
Хлортрифторэтилен (примечание 2) вводят с такой скоростью (регулируемой игольчатым клапаном), при которой он практически полностью поглощается в реакционном сосуде В, что можно видеть по отсутствию или малому числу пузырьков газа в счетчике Ж.
Р п с. 3.
При такой скорости пропускания хлортрифторэтилена 233 г (2 моля) его (примечание 3) поглощаются в течение 2—2,5 час., причем за это время температура повышается до температуры кипения (примечание 4).
Когда требуемое количество хлортрифторэтилена будет поглощено, реакционную смесь выливают в 500 мл воды. Продукт реакции выделяется в виде светложелтого маслянистого слоя,, который отделяют, промывают 250 мл воды и сушат над 20 г безводного хлористого кальция. Выход неочищенного эфира из 233 г (2 моля) хлортрифторэтилена составляет 300—315 г (92— 97% теоретич.). Этот препарат пригоден для получения этилового эфира хлорфторуксусной кислоты (стр. 101). Фракционируя его с применением эффективной колонки, можно получить 285— 300 г (88—94% теоретич.) чистого (хлортрифторэтил) этилового эфира с т. кип. 87—88° и Ир 1.3427,
Примечания
1. Реакционный сосуд В может иметь любые подходящие размеры. Автор синтеза пользовался сосудом размером 300 X 55 мм со стандартным коническим стеклянным шлифом 55/35. При проверке синтеза применяли калибрированную капельную воронку емкостью 500 мл, удобную в том отношении, что использование ее давало возможность следить за увеличением объема реакционной массы во время поглощения хлортрифторэтилена. Для безопасности на кран была нанесена густая смазка типа «Cello-Grease».
2. Применявшийся хлортрифторэтилен содержал ингибитор для предотвращения полимеризации.
3. Количество поглощенного хлортрифторэтилена определяется взвешиванием реакционного сосуда В вместе с его содержимым. Другой удобный способ заключается в установлении увеличения объема реакционной смеси, которое в данном случае составляло 165 мл.
4. Скорость поглощения, небольшая вначале, увеличивается с повышением температуры.
Дру гие методы получения
(2-Хлор-1,1,2-трифторэтил) этиловый эфир был получен присоединением этилового спирта к 1-хлор-1,2,2-трифторэтилену в присутствии щелочи, взятой в качестве катализатора ’’2.
t Hanford, Rigby, наг. США 240927-1 [С. А., 41, 982 (1947)].
- Park, Vail, Lea, Lacher, J. Am, Chem. Soc., 70, 1550 (1948).
ЦЕТИЛМАЛОНОВЫЙ ЭФИР
(Диэтиловый эфир цетил малоновой кислоты)
CjjHaKKLG.H-, 1 (С<).,с.,ц.,), Х.т.Ш > С16Н33СНСО2С„Н6 )l I I
СОСОаС,НБ
СщНзлСНСО.СоН- —> С1аН33СН (СО3С2Н6)3 + СО
СОСО3С3Н5
Предложили: Д. Флойд и С. Миллер.
Проверили: Дж. Кэйзон и Дж. Джильс.
Получение
Приготовляют раствор этилата натрия в этиловом спирте, для чего 23 г (1 грамматом) свеженаре.зашюго металлического натрия, взятого в виде кубиков со стороной, равной примерно 6 лгл, прибавляют порциями по 3—4 г к 300 мл абсолютного этилового спирта, находящегося в 1-литровой трехюрлой колбе, снабженной термометром и вертикально расположенным обратным холодильником с водяным охлаждением; холодильник защищают осушительной трубкой, наполненной смесью драйерита и крупнозернистой извести (примечание 1). Натрий прибавляют через третье горло колбы, которое закрывают пробкой.
После того как весь натрий растворится, холодильник удаляют и к содержимому колбы быстро прибавляют 584 г (4 моля) диэтилового эфира щавелевой кислоты (примечание 2) и 312 г (1 моль) этилового эфира стеариновой кислоты (примечание 3). Обратный холодильник заменяют насадкой, которая через нисходящий холодильник соединена с приемником. Весь прибор должен быть собран для проведения перегонки в вакууме. В случае использования водоструйного насоса между приемником и насосом необходимо поместить осушительную трубку с драйеритом. Приемник охлаждают в бане с ледяной водой. Реакционную смесь нагревают при 50° и давление в системе снижают примерно до 100 мм. Температуру постепенно повышают до 60°, поддерживая давление в системе равным 100 ± 10 мм, чтобы удалить этиловый спирт, как служивший растворителем, так и образовавшийся в качестве побочного продукта, Такая перегонка занимает 2—3 часа (примечание 4).
Затем приемник меняют и избыток диэтилового эфира щавелевой кислоты отгоняют в вакууме в температурных пределах 76—82° (15 лги) (примечание 5). Остаток в реакционной колбе представляет собой вязкую краснобурую массу, состоящую из натриевого производного эшлового эфира а-этоксалилстеарпновой кислоты (примечание 6). К остатку постепенно и без охлаждения прибавляют 66 г (1,1 моля) ледяной уксусной кислоты. Затем, перемешивая смесь от руки, к ней приливают 1 л воды. Наконец, смесь перемешивают в течение нескольких минут при помощи механической мешалки, а затем дают ей расслоиться. Органический (верхний) слой растворяют в 300 мл эфира и раствор тщательно промывают раствором двууглекислого натрия и водой; эфир отгоняют на паровой бане.
Оставшийся а-этоксалиловый эфир декарбонилируют с целью получения эфира цетилмалоновоп кислоты, нагревая до 160—170° в вакууме. Применение водоструйного насоса достаточно для облегчения удаления окиси углерода, образовавшейся в результате нагревания. Декарбоиплирование занимает 1 —1,5 часа (приме
чание 7). Эфир цетилмалоповой кислоты, остающийся в колбе в виде темноокрашенной жидкости, фракционируют в вакууме (примечание 8).
Количества головного погона, состоящего из этилового эфира стеариновой кислоты, и промежуточной фракции составляют приблизительно 60 г; т. кип. 185—204° (2 мм) (примечание 8). Цетилмалоиовый эфир представляет собой бесцветную жидкость, выход которой достигает 265—275 г (68,5—71 % теоретич.); т. пл. 204—208° (2 л/м), пъ 1.4433 (примечания 9 и 10).
Примечания
1. Выделяющийся водород необходимо отводить в вытяжной шкаф или за окно, чтобы избежать опасности взрыва.
2. Чтобы высушить диэтиловый эфир щавелевой кислоты, можно отогнать небольшое его количество от основной массы вещества. Вода переходит вместе с дестиллатом.
3. Этиловый эфир стеариновой кислоты, применявшийся при проверке синтеза, был получен этерификацией продажной стеариновой кислоты восемью эквивалентами безводного этилового спирта, содержащего 10% (вес.) концентрированной серной кислоты. Полученный препарат после промывания и высушивания был перегнан с применением елочного дефлегматора высотой 60 см, снабженного рубашкой для обогрева и головкой для частичной конденсации паров. Выход вещества с т. кип. 186,5— 189° (3,5 мм) и т. пл. 32,2—34,2° (исправл.) составлял 80%. Можно применять также продажный этиловый эфир стеариновой кислоты высокого качества.
4. При отгонке этилового спирта применение дефлегматора необязательно. Если же вместо этилового эфира стеариновой кислоты используют эфиры кислот меньшего молекулярного веса, то для того, чтобы предотвратить потерю эфира на этой стадии требуется применение соответствующего елочного дефлегматора. Не следует допускать, чтобы температура реакции поднималась выше 60", так как эго может привести к разложению продукта конденсации.
5. При отгонке избытка эфира щавелевой кислоты содержимое колбы не следует нагревать выше 90°. поскольку в противном случае может произойти разложение препарата. Выделенный диэтпловый эфир щавелевой кислоты содержит небольшие примеси этилового спирта и этилового эфира угольной кислоты. Его можно легко очистить фракционированной перегонкой; однако он вполнепригоден для повторного использования в дальнейших опытах и без дополнительной очистки.
6. Это натриевое производное можно растворить в таком растворителе, как, например, толуол, и использовать в качестве
промежуточного продукта в других реакциях (алкилирование, ацилирование и т. п.).
7. Выделяющуюся окись углерода следует отвести в вытяжной шкаф, чтобы избежать опасности отравления или взрыва. На этой стадии затруднений не встречалось, но рекомендуется принимать меры предосторожности.
8. При проверке синтеза был признан удовлетворительным елочный дефлегматор высотой 60 см с рубашкой для обогрева и головкой для регулируемого отбора дестиллата. Если применять головку для полной конденсации паров, этиловый эфир стеариновой кислоты может затвердеть в холодильнике. При повторном фракционировании головного погона можно дополнительно получить 30—40 г (10—13% теоретич.) чистого вещества. Препарат, содержащий несколько процентов этилового эфира стеариновой кислоты, можно получить с выходом 85—90% простой перегонкой неочищенного продукта реакции из колбы Клайзена.
9. Цетилмалоновую кислоту с т. пл. 115,5—120,5° можно получить омылением эфира и однократной перекристаллизацией из ацетона.
10. Описанный общий метод применим также и для получения эфиров алифатических кислот меньшего молекулярного веса.
Другие методы получения
Приведенный метод основан на общем способе, который ранее описали Флойд и Миллер ’. Эфир цетилмалоновой кислоты был также получен конденсацией этилового эфира стеариновой кислоты с этиловым эфиром угольной кислоты 2 и алкилированием натриймалоцового эфира йодистым3 или бромистым 4 цетилом.
1 Floyd, Miller, J. Am. Chem. Soc., 69, 2354 (1917).
2 Wallingford, Home у er, Jones, J. Am. Chem. Soc., 63, 2056 (1941).
s Kraft, Ber., 17, 1630 (1884); Q u t h z e i t, Ann., 206, 357 (1881).
4 Phillips, Mumford, J. Chem. Soc., 1931, 1736.
ЦИКЛОГЕПТАНОН
СПОСОБ A
()
II
HO. zCHNO2Na
HO
CH.,NO3
C.H.CO.H
[1,, никель Ренея CfbCO3H
Предложили: X. Даубен, мл., Г. Рингольд, Р. Вейд, Д. Пирсон п А. Андерсон, мл.
Проверили: А. Коп, У. Бэкстер и Р. Коттер.
Получение
В трехгорлой колбе емкостью 3 л, снабженной обратным холодильником Аллина, защищенным осушительной трубкой, большой эффективной мешалкой Гершберга с затвором и капельной воронкой, приготовляют раствор этилата натрия, для чего 57,5 а (2,5 грамматома) чистого натрия прибавляют к 1,2 л абсолютного этилового спирта (примечание 1). После того как патрий-растворится, раствор охлаждают до 40° и холодильник заменяют термометром, шарик которого должен быть погружен в жидкость. При сильном перемешивании к содержимому колбы прибавляют по каплям в течение примерно 3 час. смесь 245,5 г (258,5 мл, 2,5 моля) перегнанного циклогексанона и 198 г (175 мл, 3,25 моля) перегнанного нитрометана (примечание 2). Прибавление ведут с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси оставалась равной 45 ± 3° (примечание 3). После того как прибавление будет закончено, белую пастообразную массу перемешивают в течение еще 3 час., не охлаждая и не подогревая ее, а затем оставляют на ночь. Полученную суспензию охлаждают в бане со льдом и бесцветную натриевую соль 1-(нитрометил) циклогексанола отфильтровывают на воронке Бюхнера диаметром 25 см, а затем в течение 1 часа сушат отсасыванием. Лепешку натриевой соли разбивают и переносят в 4-литровый стакан, снабженный мешалкой Гершберга и погруженный в баню со льдом. К содержимому стакана прибавляют в один прием холодный раствор 184 г (175 мл, 2,9 моля) ледяной уксусной кислоты в 1250 мл воды и смесь перемешивают в течение 10—30 мин. до полного растворения. Маслянистый слой 1-(нитрометил) циклогексанола отделяют, а водный слой экстрагируют тремя порциями эфира по 100 мл. Эфирные вытяжки и 1-(нитрометил)циклогексанол соединяют и сушат в течение недолгого времени над сернокислым магнием; эфир и избыток нитрометана отгоняют на паровой бане в вакууме водоструйного насоса при 20—35 мм. Неочищенный и неперегнан-ный 1-(нитрометил) циклогексанол (примечание 4) растворяют в 450 мл ледяной уксусной кислоты, находящейся в 2-литровом охлаждаемом снаружи сосуде для гидрогенизации, изготовленном из нержавеющей стали (примечание 5). Затем к содержимому
сосуда прибавляют 3 полных чайных ложки никеля Ренея W-4 1 и, охлаждая сосуд так, чтобы температура оставалась ниже 35°, взбалтывают смесь в атмосфере водорода (2,8—3.2 атм) до тех пор, пока не будет поглощено около 90% теоретического количества (7,5 моля) водорода и реакция по прекратится (примечание 6). Затем катализатор отфильтровывают с отсасыванием через слой фильтрующей массы (Filtercel); фильтрат (иногда окрашенный в зеленый или бурый цвет), содержащий (-(аминометил) цикло! ексапол, применяют непосредственно в следующей стадии (примечание 7).
Фильтрат переносят в круглодонную колбу емкостью 5 л, погруженную в смесь льда с солью и снабженную мешалкой Герш-берга, термометром и капельной воронкой. Раствор разбавляют водой (2.3 л), охлажденной до 0°; затем в течение примерно 1 часа к нему при перемешивании прибавляют по каплям охлажденный до О3 раствор 290 г (4,2 моля) нитрита натрия в 750 мл воды, поддерживая температуру смеси при —5° с помощью бани со льдом и солью. Смесь перемешивают в течение еще 1 часа, а затем оставляют на ночь; по мере того как лед в охлаждающей бане тает, температура смеси поднимается до комнатной. Уксусную кислоту в реакционной смеси нейтрализуют, прибавляя небольшими порциями твердый бикарбонат натрия, после чего нейтральный (на лакмус) раствор перегоняют с водяным паром до тех пор, пока не будет собрано 2 л дестиллата. Маслянистый слой циклогептанона отделяют, а водный слой экстрагируют тремя порциями эфира по 100 мл; эфирные вытяжки присоединяют к основной массе продукта и раствор в течение недолгого времени сушат над сернокислым магнием. Большую часть эфира отгоняют при атмосферном давлении, пользуясь колонкой высотой 17 см и диаметром 2,5 см с насадкой из одиночных витков стеклянной спирали (примечание 8). Затем остаток перегоняют, применяя ту же колонку, и собирают фракцию с т. кип. 80—85° (30 мм). Выход циклогептанона составляет 112—118 г (40—42% теоретич.); пр) 1,4600 (примечания 9 и 10).
Примечания
1. Применялся продажный абсолютный этиловый спирт без дополнительного высушивания. Авторы синтеза указывают на то, что от применения абсолютного этилового спирта можно отказаться, сели прибегнуть к конденсации по методу Вуда и Кадо-•рина-й проводимой с 5 мол. %-ным раствором едкого натра в водном метиловом спирте при 15—20’ в течение 6 час.; однако выход 1-(нитрометил) циклогексанола получается при этом значительно более низким (51%).
2. Циклогексанон сушат в течение суток над сернокислым магнием или сернокислым калышем и перегоняют; применяют фракцию с т. кип. 152,5—154 (ио iicnpj. Таким же образе?.! сушат и нитрометан, после чего его перегоняют. Небольшие количества примесей кислого характера удаляются вмеси? с головным погоном; применяют фракцию с т. кип, 101.5—102,5" (не испр.). При использовании циклогексанона и нитрометана хорошего качества высушивания часто можно не производить.
3. Для получения максимального выхода необходимо эффективное перемешивание пастообразной реакционной смеси.
4, Удаление оставшейся в неочищенном препарате примеси уксусной кислоты не является необходимым: наличие такой примеси следует предпочесть присутствию следов оснований, например таких, как бикарбонат натрия, оставшийся в некотором количестве после нейтрализации, который при попытке перегнать 1-(нитрометил)циклогексанол вызывает реакцию, обратную реакции конденсации2. По данным авторов, в случае проведения синтеза с удвоенными против указанных выше количествами реагентов при фракционированной перегонке остатка было получено 620—670 г (78—84% теорегич.) 1-(иитрометил)циклогекса-нола с т. кип. 129—132° (19 мм') и я03 1,4835.
5. Можно применять толстостенную склянку из стекла пирекс; для предотвращения повреждений, вызываемых осколками стекла в случае взрыва, склянку следует заключить в предохранительный кожух.
6. Каталитическая гидрогенизация 1-(нптрометил)Ц11клогекса-нола в растворе уксусной кислоты является, несомненно, экзотермической реакцией, и, если не следить за тем, чтобы температура смеси оставалась ниже 35°, 1-(аминометил) циклогексанол будет получаться с низким выходом вследствие гидрогенолиза и дезактивации катализатора. Охлаждение можно осуществить, либо пропуская холодную воду через медный змеевик, окружающий сосуд для гидрогенизации, либо периодически прибавляя лед в предохранительный кожух, в котором находится сосуд. Значительное охлаждение требуется в начальной стадии гидрогенизации, однако охлаждение ниже 25° сильно замедляет реакцию востановления. В указанных условиях поглощение водорода обычно заканчивается через 15—18 час., однако может погребо-ваться и более длительное время, в зависимости от температуры и давления, а также от количества и активности катализатора.
7. 1-(Ам11нт1сгнл)ц:11<логе1{сапог1 можно выделить в виде его соли с уксусной кислотой, для чего к раствору в уксусной кислоте или к остатку после ее удаления в вакууме прибавляют двойной объем эфира, а затем смесь тщательно перемешивают и охлаждают в течение ночи. После того как будет отфильтрована
первая порция кристаллов с т. пл. 118—121°, можно получить вторую порцию соли с т. пл. 113—116°. Для этого из разбавленного водного раствора концентрированного фильтрата удаляют растворенный никель, насыщая жидкость сероводородом, а затем упаривают раствор и обрабатывают его эфиром. Общий выход воздушносухой неочищенной соли уксусной кислоты и 1-(амипо-метил) циклогексанола, полученной указанным образом из 100— 350 г 1-(нитрометил)циклогексанола, колеблется в пределах от 69 до 94%.
8. Препарат перегоняют из специальной колбы Клайзена и собирают фракцию с т. кип. 67—77° (20 мм) (в основном с т. кип. 64—72°); получают 140—149 г неочищенного циклогептанона (nff 1,4570—1,4590), содержащего в почти одинаковых количествах (10—15 г) как ниже-, так и вышекипящие примеси [главным образом 1-(нитрометил) циклогексанол], которые были выделены при перегонке с применением колонки с насадкой из одиночных витков стеклянной спирали.
9. Согласно данным авторов синтеза, выходы циклогептанона, полученного из взятой в количествах от 60 до 700 г неочищенной соли уксусной кислоты и 1-(аминометил) циклогексанола (выделенного по методике, приведенной в примечании 7), составляли 57—65%.
10. Небольшие количества циклогептанона удобнее получать, используя метод с применением диазометана (стр. 97) 3 или прибегая к сухой перегонке солей пробковой кислоты '~6 или самой пробковой кислоты в смеси с железными опилками и гидроокисью бария 7.
Другие методы получения
Для получения циклогептанона применялись различные варианты двух основных методов, а именно метода, основанного на реакции замыкания кольца, и метода, основанного па реакции расширения кольца. Среди методов первой группы применялись следующие: а) сухая перегонка кальциевой4 (выход 35—50%), ториевой5 (выход 45%), цериевой 5 (выход 45%), а также цинковой или магниевой6 (выход 55—60%) солей пробковой кислоты; б) пиролиз смеси пробковой кислоты, железных опилок п гидроокиси бария7 (выход 40%); в) конденсация по способу Дикмана диэтилового эфира пробковой кислоты с этилатом натрия в эфире 8; г) конденсация по способу Торпе — Циглера нитрила пробковой кислоты, лучше всего с применением метилани-лида в эфире, проводимая с использованием техники большого разбавления с последующими гидролизом и декарбоксилированием (выход 80—85%) э; д) дегидрогалоидирование хлорангидрида пробковой кислоты с применением триэтиламина, проводи-
ЦИК.’ЮГЕПТАНОИ
мое с использованием техники большого разбавления (выход 33% )10. Примененными методами второй группы были: а) действие диазометана на циклогексанон( выход 33—36% )3 и б) восстановление. циангидрина циклогексанона и обработка полученного 1-(аминометил)циклогексанола азотистой кислотой (выход 23—29%)п. Изложенная выше пропись представляет собой улучшенное видоизменение метода, который разработали Даубев. Рингольд, Вейд и Андерсон 12.
1 Р a v 11 с, Adkins, J, Am. Chem. Soc., 68, 1471 (1916).
2 W о о d, C a d о ri n, J. Am. Chem. Soc., 73, 5504 (1951).
3 Kohler, 'fishier, Potter, Thompson, J. Am. Chem, Soc., 61, 1059 (1939); Mosettfg, Burger, J. Ain. Chem. Soc., 52, 3460 (1930); Me er we in, герм. пат. 579309 [С. A., 27, 4546 (1933)].
4 D а у, К о n, Stevenson, J. Chem. Soc., 1920, 642.
“Ruzicka, Brugge r, Pfeiffer, Sehin z, Stoll, Helv. Chim. Acta, 9, 515 (1926).
e В 6 e s e k e n, Derr, Rec. trav. chim., 40, 530 (1921); Derr, Rec. trav. chim., 41, 338 (1922).
7 V о g e 1, J. Chem. Soc., 1928, 2032.
8 Dieckmann, Ann., 317, 49 (1901).
9 Ziegler, Eberle, Ohlinger, Ann., 504, 120 (1933); Ziegler, Aurnhammer, Ann., 513, 57 (1934).
10 Blomquist, Spencer, J. Am. Chem. Soc., 70, 30 (1918).
11 T c 11 о u b a r, Bull. soc. chim. France, 1949, 160, 164, 169.
13 D a ub en, Ringold, Wade, Anderson, J. Am. Chem. Soc., 73, 2359 (1951).
СПОСОБ Б
n-CH8CeH4SO2N(NO) CH3 + C2H5OH
—> n-CH8CcH4SO2OC2H5 + CH,N2 -% H2O
Предложили: T. де Боэр и X. Бекер.
Проверили: Дж. Кэйэон, Дж. Роган и У. Даубен.
Получение
Внимание! Диазометан очень ядовит; поэтому синтез следует проводить в хорошо действующем вытяжном шкафу.
В круглодонную колбу емкостью 500 мл, снабженную механической мешалкой (примечание 1), термометром и капельной воронкой, помещают 49 г (0,5 моля) циклогексанона (примечание 2), 125 г (0,58 моля) п-толилсульфонилметилнптрозоамнда (стр. 67), 150 мл 95%-ного этилового спирта и 10 мл воды (при
мечание 3). Ннтрозосоедии'чшс в основном остается псраство-репным. Мешалку устанавливают таким образстт, чтобы перемешивалась только верхняя часть раствора, а осадок лишь слегка приводился в движение. Шарик термометра должен быть погружен в жидкость.
Реакционную смесь охлаждают приблнзинльно до U' при помощи бани со льдом и солью; затем к слабо перемешиваемой смеси очень медленно, по каплям, прибавляют из капельной воронки раствор 15 г едкого кали в 50 мл 50%-ного водного этилового спирта. После прибавления 0,5—1 мл щелочного раствора начинается бурное выделение азота и температура повышается. Прибавление ведут с такой скоростью, чтобы температура оставалась в пределах 10—20° (примечание 4). Прибавление щелочи занимает около 2 час., в течение которых иитрозосоедииеиие постепенно вступает в реакцию. Раствор, окрашенный в оранжевожелтый цвет, перемешивают в продолжение еще 30 мин.; затем к раствору прибавляют 2 и. соляную кислоту (около 50 мл) до тех пор, пока он ие станет кислым па лакмусовую бумажку.
Продолжая перемешивание, к содержимому колбы прибавляют раствор 100 г бисульфита натрия (примечание 5) в 200 мл воды. Через несколько минут выпадает плотный осадок. Затем в течение 10 час. смесь перемешивают или, лучше, механически взбалтывают при комнатной температуре, защищая от действия воздуха. Продукт присоединения бисульфита отфильтровывают с отсасыванием, промывают эфиром до обесцвечивания и разлагают в колбе тепловатым раствором 125 г углекислого' натрия в 150 мл воды. Слой кетона отделяют, водный слой экстрагируют четыре раза эфиром порциями по 25 мл и объединенные органические слои сушат над безводным сернокислым натрием. Большую часть эфира отгоняют при атмосферном давлении, а оставшуюся маслянистую жидкость перегоняют в вакууме (примечание 6).
После перехода нескольких капель головного погона практически вся жидкость перегоняется при 64—65° (12 мм). Выход циклогептанона составляет 18,5—20,2 г (33—36% теоретич.) (примечание 6).
Примечания
1. Если желательно определить количество выделившегося азота, то следует пользоваться мешалкой с затвором и трубкой для отвода газа; однако установление количества выделившегося азота не дает особых преимуществ. Изменением температуры можно в достаточной мере регулировать скорость реакции, а растворение нитрозосоедннения указывает на то, что реакция идет.
2. Перед употреблением циклогексанон был перегнан; его т. кип. 154—155°.
3. В присутствии воды калиевая соль к-толуолсульфоки слоты, образующаяся в результате частичного омыления эфира, остается в растворе.
4. При проведении некоторых опытов допускали временное повышение температуры до 35°, что не вызывало неприятных последствий, однако в целях безопасности лучше работать при более низких температурах.
5. На этой стадии отделяется циклооктапон (побочный продукт реакции), так как он не образует продукта присоединения с бисульфитом натрия.
6. При проверке синтеза было найдено желательным перегонять препарат с использованием ректификационной колонки с целью более эффективного отделения небольшого головного погона и еше меньшего хвостового погона. Результаты перегонки с применением обыкновенной колонки типа колонки Подбельняка высотой 50 см являются следующими: фракция 1 —1.13 г, т. кип. до 63° (12 мм), ritf 1,4549; фракция 2—19,44 г, т. кип. 63—64= (12 мм), /гр5 1,4592; фракция 3—0,55 г, т. кип. > 64° (12 мм), п'$ 1,4604. Средняя часть фракции 2 имела п* 1,4590.
Другие методы получения
Методы получения циклогептанона были приведены выше (стр. 96).
Изложенная здесь пропись является видоизменением прежних методов с применением диазометана и предполагает использование сравнительно стойкого п-толилсульфонилметилнитрозоамида.
ЭТИЛОВЫЙ ЭФИР ф^-ПЕНТАМЕТИЛЕНГЛИЦИДНОЙ КИСЛОТЫ
(Этиловый эфир 1 -оксаспиро [2,5) октан-2-карбоновой кислоты)
СНСО2С2Н5
/\ /\
I | + С1СН2СО2СН5шКОС(СН3)3 —> I I +(CH,)3COH-FKCi
Предложили; Р. Хант, Л. Чинн и У. Джонсон. Проверили: Н. Леонард и Ф. Хаук, мл.
Получение
Реакцию проводят в круглодонной трехгорлой колбе емкостью 500 мл, к которой присоединены (на шлифах) мешалка из проволоки с затвором из резиновой трубки, термометр и капельная
воронка с приспособлением для уравновешивания давления. Верхняя час!ь воронки соединена с системой для создания разрежения и введения азота ’. Прибор эвакуируют и сушат пламенем горелки, после чего в колбу помещают 14,50 г (0,148 моля) све-жеперегнанного циклогексанона и 18,15 г (0,148 моля) свеже-перегнанного этилового эфира хлоруксусной кислоты. В капельную воронку вносят раствор 6,0 г (0,153 грамматома) калия в 125 мл сухого трет-бутилового спирта (примечания 1 и 2), после чего систему эвакуируют и наполняют азотом. Колбу охлаждают в бане со льдом, включают мешалку и в течение примерно 1,5 часа прибавляют из капельной воронки раствор трет-бутилата калия, поддерживая температуру реакционной смеси при 10—15”. После того как прибавление будет закончено, смесь перемешивают в продолжение еще 1—1,5 часа при 10”. Большую часть трет-бутилового спирта отгоняют из реакционной колбы в вакууме (водоструйного насоса) при температуре бани 100°. Маслянистый остаток растворяют в эфире, эфирный раствор промывают водой, а затем насыщенным водным раствором хлористого натрия и, наконец, сушат над безводным серпокислым натрием. Остаток, полученный после выпаривания эфира, перегоняют, пользуясь елочным дефлегматором высотой 15 см, и получают 22,5—26,0 г ('83—95% теоретич.) бесцветного глицидного эфира с т. кип. 131 — 137° (21 мм) [147—152° (30 мм)} и < 1,4568—1,4577 (примечание 3).
Примечания
1. Получение трет-бутилата калия проводится в соответствии с методикой, описанной ранее Особое внимание следует обратить на меры предосторожности при обращении с металлическим калием.
2. трет-Бутиловый спирт можно сушить над натрием ’. Тщательно высушенный трег-бутиловый спирт можно получить перегонкой обработанного таким образом спирта над гидридом кальция (около 1 г гидрида кальция на 4 л спирта).
3. Получается препарат достаточно хорошего качества, как об этом можно судить на основании превращения его в твердые производные с высокими выходами.
Другие методы получения
Этиловый эфир [V-пентаметиленглицидной кислоты был получен конденсацией циклогексанона с этиловым эфиром хлоруксусной кислоты, причем в присутствии этилата натрия выход составлял 65 %3, а в присутствии натрия в ксилоле — 50% 4. В описанной выше методике в качестве конденсирующего агента применяется трет-бутилат калия2.
1 Джонсон, Шнейдер, Смит. орг. преп., сб. 4, стр. 279.
2 Johnson, Belew, Chinn, Hunt, J. Am. Chem. Soc., 75,4993 3).
з Darzen s, Lefebure, Compt. rend., 142, 71 t (1906).
4 Lu nt, Sondh eimer, J. Chem. Soc,, 1950, 2957.
ЭТИЛОВЫЙ ЭФИР ХЛОРФТОРУКСУСНОЙ кислоты о
HCClFCF,OCaHb-|- Нао-—-> НСС1ГСОС2Н54-2Н1-
Предложил: 5. Инглунд.
Проверили: Р. Шрейбер и В. Тиффани.
Получение
Внимание! Газообразный фтористый водород обладает сильным корродирующим действием и очень ядовит. Необходимо проводить работу в хорошо действующем вытяжном шкафу и разбирать прибор в резиновых перчатках.
Трехгорлую круглодонную 2-литровую колбу снабжают механической мешалкой и капельной воронкой емкостью 500 мл (примечание 1). В третье горло вставляют термометр и отрезок резиновой трубки, через которую выделяющийся фтористый водород отводят в глубин)' вытяжного шкафа. В колбу помещают 340 г (2,09 моля) неочищенного (2-хлор-1,1,2-трифторэтил) этилового эфира (сгр. 87) и охлаждают колбу в бане со льдом до тех пор, пока температура галоидоэфира не будет ниже 5°. Из капельной воронки прибавляют 228 мл 96 %-пой серной кислоты (420 г, 4,1 моля) с такой скоростью, чтобы температура оставалась в интервале 5—15°. Прибавление занимает 30—45 мин.; в течение этого времени начинается выделение фтористого водорода. Реакционную смесь перемешивают в продолжение 2 час. при 10°, а затем осторожно выливают в смесь 1 кг измельченного льда и 500 мл воды. Синтезируемое вещество, в виде почти бесцветной маслянистой жидкости, образует нижний слой. Его отделяют, Отмывают от кислоты тремя порциями насыщенного раствора бикарбоната натрия по 25 мл (примечание 2), а затем четырьмя порциями воды по 25 мл и сушат над 10 г драйерита. Выход неочищенного сухого сложного эфира составляет 200—210 а (68— 71% теоретич.). После фракционированной перегонки получают 190—200 г (65—68% теоретич.) чистого этилового эфира хлор-фгоруксусной кислоты с т. кип. 129—130° и /ЦГ 1,3925 (примечание 3).
Примечания
1. Выделяющийся фтористый водород разъедает стеклянный сосуд, в котором проводится реакция, однако одно и то же оборудование может служить для проведения 4—6 синтезов.
2. Если неочищенный препарат не отмыть от кислоты, то при перегонке будет происходить значительное его разложение, что соответственно приведет к уменьшению выхода.
3. При проверке синтеза было найдено, что для получения удовлетворительных результатов при фракционировании необходимо применять колонку со средней эффективностью (высотой 12 см и диаметром 2 см с насадкой из одиночных витков стеклянной спирали).
Другие методы получения
Этиловый эфир хлор фторуксусной кислоты был получен действием серной кислоты 1 или двуокиси кремния 2 на (2-хлор-1,1,2-трифторэтил)этнловый эфир. Приведенную выше методику в основном разработали Юнг и Таррант '.
1 Y о u n g, Tarrant, J. Am. Chem. Soc., 71, 2432 (1919).
2 Hanford, Rigby, пат. США 2409271 [С. A., 41, 982 (1917)].
ЭТИЛОВЫЙ ЭФИР ЭНАНТИЛЯНТАРНОЙ кислоты
(Диэтиловый эфир гептаноилянтарной кислоты)
о
СН3(СН„)6СНО - СНСО2С,Н3 сн.. (СН,)5 сснсо.>с2н-
1 II I '
СНСО,С2Н5 сн.,со.,с,н;
Предложили: Т. Патрик, мл. и Ф. Эриксон.
Проверили: Т. Кэирнс и Р. Кремер.
Получение
В снабженную обратным холодильником колбу с рубашкой (рис. 1) (примечание 1), также соединенной с обратным холодильником, помещают смесь 228 г (2,0 моля) энантовото альдегида (примечание 2) и 172 г (1,0 моль) этилового эфира малеи
новой кислоты (примечание 3). В рубашку наливают трихлорэтилен (примечание 4), который нагревают до кипения, и, когда температура реакционной смеси достигнет 84—85е, к смеси через холодильник прибавляют 0.5 г перекиси бензоила. Через 3—8 час. добавляют еще 0,5 г перекиси бензоила и нагревание продолжают в общей сложности в течение 18—24 час. (примечание 5).
Затем реакционную смесь перегоняют, пользуясь небольшим (20— 30 см) елочным дефлегматором, и получают 108—111 г энантового альдегида с т. кип. 64—65° (38 мм), 6—16 г промежуточной фракции с т. кип. 82—128° (1 м.м) и 202—216 г (71—76% теоретич.) этилового эфира
и
м25
Г1Г) 7 и
5).
энантилянтарнои кислоты кип. 119-122 (0,7 мм)
1,4392—1,4398 (примечания 8).
не
Примечания
1. Хотя эта часть прибора и является необходимой, она дает возможность удобно регулировать температуру в случае протекания умеренно экзотермической реакции, которую приходится проводить в течение ночи п притом без тшаюльно-го присмотра. При проверке синтеза один опыт был проведен с использованием обычного прибора, который нагревали при помощи
рубашки. В результате менее удовлетворительного регулирования температуры (70—91°) выход составил только 44%.
2. Эчантовый альдегид хорошего качества был предварительно перегнан. Для предохранения от окисления лучше всего сохранять его в темной склянке в атмосфере азота.
3. Продажный этиловый эфир малеиновой кислоты был предварительно перегнан. Можно использовать также и этиловый эфир фумаровой кислоты, но выход вещества в этом случае бывает ниже, так как образуется значительно большее количество высококипящих соединении. В этих условиях альдегиды к малеиновому ангидриду по свободно-радикальному механизму не присоединяются.
4. Трихлорэтилен можно заменить любой другой стойкой жидкостью с температурой кипения около 80—90'.
5. Продолжительность реакции не является существенным фактором. Для удобства можно начать реакцию рано утром, вторую порцию перекиси прибавить к вечеру и нагревание прекратить на следующее утро.
6. Авторы синтеза собрали препарат, переходящий в пределах 128—150° (1 мм), и нашли, что он вполне пригоден для полу* чения у-оксокаприновой кислоты (примечание 7).
7. Авторы синтеза указывают на то, что этиловый эфирэнан-тилянтарной кислоты можно подвергнуть гидролизу и декарбоксилированию до у-оксокаприновой кислоты. Для проведения этой реакции 57 г кетоноэфира нагревают с раствором 140 мл концентрированной серной кислоты в 250 мл воды. Затем при перемешивании смеси постепенно в течение 3 час. отгоняют этиловый спирт. Кислоту растворяют в бензоле, извлекают из бензольного раствора водным раствором щелочи, а затем выделяют из щелочного раствора путем подкисления последнего концентрированной соляной кислотой. После перекристаллизации из 50%-ного этилового спирта получают около 29 г (78% теоретич.) у-оксокаприновой кислоты в виде бесцветных кристаллов с т. пл. 69—70°.
Авторы синтеза указывают также на то, что путем гидрогенизации 50 г у-оксокаприновой кислоты в 150 мл этилового спирта над 5 г никеля Ренея при 135° и давлении 70 атм можно получить лактон у-каприновой кислоты. После фильтрования и перегонки получают около 38 г (83% теоретич.) лактона у-каприновой кислоты с т. кип. 109—110° (2,5 мм) и 1,4470.
8. Таким же путем из соответствующих предельных алифатических альдегидов и эфиров малеиновой кислоты можно получить ряд других эфиров ацилянтарных кислот ’’2. Приведенная методика применима также для получения эфиров s-ацилтрикарб-аллиловой кислоты из альдегидов и эфиров аконитовой кислоты '. Для успешного проведения этих реакций наиболее существенным является тщательное регулирование температуры (80—90°).
Другие методы получения
Этиловый эфир энантилянтарной кислоты был получен присоединением энантового альдегида к этиловому эфиру малеиновой кислоты по свободно-радикальному механизму ’.
1 Patrick, J. Org. Chem., 17, 1009 (1952).
•- L a d d. пат. США 2577133 [С. A., 46, 6147 (1952)].
ЭТОКСИАЦЕТИЛЕН
(Этилэтиниловый эфир)
Жидк. 5Н
С1СН2СН (ОС2Н-)2+ 3\аКН2----->
—► N'aCl 4- С2Н5О.\а — VaCziCOQH- -У 3>’Н3 NaC-£COC2H5-HI2O —> NaOH-l HC=COC21I-
Предложилп: Э. Джонес, Дж. Эглинтон, М. Уайтинг и Б. Шоу. Проверили: А. Коп и Р. Пайк.
Получение
Внимание! Этот синтез следует проводить в вытяжном шкафу, чтобы не подвергаться действию выделяющегося аммиака.
В 1-литровой трехгорлой колбе (примечание 1), снабженной трубкой для ввода газа, а также холодильником типа «холодный палец» (охлаждение сухим льдом), соединенным через колонку с натронной известью с ловушкой для поглощения газа приготовляют по ранее описанному способу раствор амида натрия в жидком аммиаке (примечание 2). Для этого в колбу через трубку вводят взятый из баллона безводный жидкий аммиак (500 мл), после чего прибавляют 0,5 г кристаллического азотнокислого железа, а затем 38 г (1,65 грамматома) чистого свеженарезанного натрия (примечание 3). Трубку для ввода газа заменяют капельной воронкой емкостью 100 мл и смесь перемешивают кругообразным движением (примечание 1) до тех пор, пока весь натрий не превратится в амид натрия; после этого в течение 15—20 мин. к содержимому колбы прибавляют 76,5 а (0,502 моля) диэтилхлорацеталя (примечание 4). Смесь перемешивают кругообразным движением в течение еще 15 мин., после чего аммиак испаряют в токе чистого азота. Колбу охлаждают до —70° в бане со смесью сухого льда и трихлорэтилена (примечание 5), а затем при сильном перемешивании прибавляют к се содержимому сразу и с возможной быстротой 325 мл насыщенного раствора хлористого натрия, предварительно охлажденного до —20° (примечание 6). После этого колбу снабжают насадкой, которую присоединяют к ловушке, охлажденной сухим льдом до —70°, и смесь медленно нагревают на паровой бане до 100° (примечание 7). Конденсату дают нагреться до 0°, после чего ловушку вновь охлаждают до —70° и смесь нейтрализуют, прибавляя к ней по каплям насыщенный водный раствор кислой однонатриевой соли фосфорной кислоты. Водный слой замораживают, охлаждая его сухим льдом, а всплывшую наверх жидкость декантируют и сушат над 4 г безводного хлористого
кальпия. Осушитель отфильтровывают и фильтрат перегоняют (примечание 8), применяя колонку высотой 20 см с насадкой из одиночных витков стеклянной спирали и головкой для частичной конденсации паров. Получают 20—21,2 г (58—61 % теоретич.) этоксианстилена с т. кип. 49—51° (749 ,n.vl и п2’ 1,3700 (примечания 9, 10 и 11).
Примечания
1. Колбу с помощью лабораторной лапки прикрепляют к свободному концу длинного (75 см) дюралюминиевого стержня, верхний конец которого жестко укреплен. Стержень расположен в вертикальном положении и при движении свободного его конца содержимое колбы можно с удобством перемешивать.
Авторы сш-иеза применяли подобным образом установленную 1-л.чгровую круглодонную колбу, не принимая мер для охлаждения и не используя холодильника с сухим льдом; они с успехом получали амид натрия и прибавляли диэтилхлорацеталь прежде, чем могла произойти чрезмерная потеря жидкого аммиака. Превращение, натрия в амид натрия занимает иногда довольно много времени; в таком случае применение описанной выше аппаратуры облегчает проведение реакции, а также освобождает от необходимости дополнительного прибавления жидкого аммиака.
2. Можно применить один из способов превращения натрия в амид натрия, описанных в «Синтезах органических препаратов» 2'3.
3. Если в результате испарения объем жидкости станет меньше 300 мл., то через трубку для ввода газа следует прибавить еще некоторое количество жидкого1 аммиака.
4. Применялся продажный диэтилхлорацеталь (диэтилацеталь хлорацегальдегнда).
5. Внимание! Это производное натрия обладает весьма пирофорными свойствами, и на этой стадии реакции, а также во время прибавления насыщенного раствора хлористого натрия очень существенно предохранить содержимое колбы от соприкосновения с воздухом. Когда колба погружена в баню с сухим льдом, ток азота усиливают, чтобы противодействовать уменьшению давления, обусловленному быстрым охлаждением.
6. При проверке синтеза было найдено что удобнее всего прибавлять раствор хлористого натрия с помощью капельной воронки, снабженной трубкой для выравнивания давления.
7. Прежде чем начать нагревание, рекомендуется дать смеси постепенно принять комнатную температуру.
8. Перегонку следует проводить в вытяжном шкафу, так как подучаемый препарат обладает лакрпматорными свойствами.
9. По другим данным, т. кип. 28’ (300 мм), 1,3812*, а также 'Г. кип. -18—50’ (760 мм'У’.
10. Авторы синтеза, применяя ту же методик}’, получили с выходом 60% метоксиацетилен с т. кип. 22,5—23.5’ и п]‘) 1,3693, исходя из продажного диметилхлорацеталя.
11. Этоксиацетилен оказался полезным для превращения кетонов в апетиленовые спирты
( , С-=О —> > С,—С=СОС2Н-).
он
которые могут быть переведены в а,^-непредельные альдегиды, сложные эфиры и кислоты
(> С—С=СОС.,Н- —А "> сменено, "г с=снсооспн-, '> с=снсо.,н/
I
он
Он был также использован в синтезе витамина А7 и при получении промежуточного продукта в одном из полных синтезов кортизона 8.
Другие методы получения
Этокси ацетилен был получен с выходом 50—55% 113 ^-бромвинилэтилового эфира и едкого кали 4, из (щфдибромэтил) -этилового эфира и едкого кали 3 и из диэтилхлорацеталя, диэ1ил-бромацеталя, (х,^-дихлорэтил)этилового эфира или (а,^-дибром-этил)этилового эфира и амида натрия °.
1 Аллен, Спит. орг. преп., сб. 2, стр. 78.
3 Бергстром, Спит. орг. преп., сб. 3, сгр. 31.
3 К. Кэмпбелл, Б. Кэмпбел л, Синт. орг. преп., сб. 4, с гр. 502 —.503.
4 J а с о b s, Cramer, Hanson, J. Am. Chem. Soc., 64, 223 (1942).
5 Фаворский, Шостаковскпй, ЖОХ, 13, 1 (1943). “Heilbron, Jones, Julia, Weedon, J. Chem. Soc., 1949, 1823. 7 Van Dorp, Arens, Nature, 160, 189 (1947).
8Sarett, A r t h, Lukes, Beyl er, Poos. Johns, Constantin, J. Am. Chem. Soc., 74, 4974 (1952).
9 E g 1 i n t о n, Jones, Shaw, Whiting, J. Chem. Soc., 1954, I860.
ДОБАВЛЕНИЯ К ПРОПИСЯМ, ПРИВЕДЕННЫМ В СБОРНИКЕ 4 «СИНТЕЗОВ ОРГАНИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ»
«Диметиловый ацеталь м-нитробензальдегида» (стр. 183).
Внесено изменение в примечание 5:
Примечание 5. Если желательно получить чистый м-нитро-бензальдегид, то бензольный раствор разбавляют дополнительным количеством бензола п тщательно промывают водным раствором бикарбоната натрия до тех пор, пока промывные воды не
будут щелочными. [Внимание! Имеются сообщения (К- Юно) о том, что неполное промывание препарата в растворе может вызвать взрыв во время перегонки; прежде чем приступать к перегонке, оставшиеся количества кислот необходимо удалить.] Затем раствор сушат (над безводным сернокислым натрием или магнием) и растворитель отгоняют. Альдегид перегоняют в вакууме из колбы Клайзена, присоединенной к холодильнику с воздушным охлаждением. Выход вещества с т. кип. 119—123° (4 мм) составляет 226—254 г (75—84% теоретич.). Препарат легко закристаллизовывается в приемнике.
«л-Тиофеновый альдегид» (стр. 474—475). Добавлено примечание 4:
Примечание 4. Имеются сообщения (С. Анджиал и Д. Пен-мэн) о том, что для получения я-тиофенового альдегида можно воспользоваться методикой, применяемой для синтеза с-нафтойного альдегида («Синт. орг. преп.», сб. 4, стр. 346), внеся в нее небольшие изменения. Смесь 41,5 г (0,31 моля) 2-хлорметил-тиофена, 88 г (0,60 моля) гексаметилентетрамина, 130 мл ледяной уксусной кислоты и 130 мл воды взбалтывают кругообразным движением до тех пор, пока она не станет гомогенной, что сопровождается значительным выделением тепла. После этого смесь кипятят с обратным холодильником в течение 4 час.; к концу этого периода прибавляют 125 мл концентрированной соляной кислоты и кипячение с обратным холодильником продолжают в течение еще 5 мин. После охлаждения смесь экстрагируют тремя порциями эфира по 100 мл. Эфирные вытяжки соединяют и сушат над безводным серпокислым натрием или магнием, а затем эфир отгоняют. Неочищенный препарат перегоняют в вакууме, пользуясь коротким дефлегматором; после перехода головного погона, состоящего из уксусной кислоты, препарат собирают при 63—66° (6 мм) [115—118° (65 яш)). Выход составляет 25—26 г (71—74% теоретич.).
«2-Хлорметилтиофен» (стр. 537). Сделано добавление к примечанию 7:
Имеются сообщения о том, чго при хранении препарата наблюдались взрывы; повидимому, они происходят в результате образования хлористого водорода в закрытом сосуде. Для перегонки и храпения вещества рекомендуется поступать следующим образом (Ф. Майер, частное сообщение). Неочищенный препарат стабилизируют, прибавляя к нему в количестве 2% (по весу) дициклогекоилампн, а затем с целью очистки быстро перегоняют в вакууме. В течение почти всей перегонки температура жидкости ис должна превышать 100°, а к концу перегонки не должна быть выше 125°. Дестиллат немедленно стабилизируют, прибавляя к нему 1—2% (по весу) днциклогексиламина. Вещество хра
нят в склянке, неплотно закрытой пробкой, обернутой в стеклянную вату; склянку, находящуюся в большом стакане, помещают в холодильник. При стоянии выделяется небольшое количество желатинообразной соли, которая не оказывает вредного действия.
Если стабилизирование проведено надлежащим образом и препарат хранится при низкой температуре, то разложение его происходит медленно. За препаратом необходимо регулярно наблюдать, чтобы заметить, когда он чрезмерно потемнеет и начнет выделять хлористый водород. Повторные стабилизация и перегонка позволяют вновь выделить вещество в чистом виде, если разложение не зашло слишком далеко. При полном разложении наблюдаются вспенивание, осмолсние и выделение хлористого водорода.
^9-Цианфенантрен» (стр. 555). Добавлено примечание 7:
Примечание 7. Имеются указания (В. Воган, частное сообщение) па то, что эта реакция весьма экзотермична и что при нагревании смеси до указанной в прописи температуры содержимое колбы может быть выброшено. Реакцию легче регулировать, если цианистую медь прибавлять по частям после того, как реакция будет инициирована при 260—280° введением примерно одной трети или менее общего количества цианистой меди.
СОДЕРЖАЛИЕ
От редакции......................................................... 5
Аминоацеааль........................................................ 7
З-Амшю-lH-l,2,4-триазол............................................ 9
Ацепафгенхпноп...................................................... 10
Ацеталь З-этоксштроппоц'Эвого альдегида............................. 13
'2-п-Ацетилфенилгидрохипон....................................... 1'1
Гемпмеллптол ....................................................... 17
Гидроперекись тетралина ............................................ 19
Ди-три/п-бутпловын эфир малоновой кислоты .......................... 21
3,4-Д|цпдро-2-метокси-4-метил-2Н-пираг1............................ 24
9,10-Дигидрофенантрен.............................................. 25
Лиметнлфуразан......................... . ....................... 29
1,4-Динитробутан.................................................... 31
п ,п'-Динитродибензил ............................................. 33
Дифенилацетилен ................................................... 34
Дифениловый эфир янтарной кислоты ................................. 36
{Ц(о-1{арбокс11фенпл)пропионовая кислота .......................... 38
о-Ксилилендпбромид ................................................ 42
2-Л1етилбензплдиметиламнн.......................................... 41
о-Метплбензиловый спирт............................................ 47
N-Метил-!,2-дифенчлэтиламин и его хлористоводородная соль.......... 50
З-Метилиентаидпол-1.5.............................................. 52
З-Метилтиофеп...................................................... 54
Натриевая соль г-стпролсульфокислоты и хлорангидрид З-стиролсульфо-
кпслоты......................................................... 57
Нитрил азелатиювой кислоты......................................... 62
т-Тетралон ........................................................ 65
н-Толплсульфоиилметилшырозоамид.................................... 67
2,4,6-Трпметп.1бепзойиая кислота.................................... 70
Фенантренхинон...................................................... 73
1-Фепплпиперидпн................................................... 75
р-Фталевый альдегид................................................. 78
Хлорангидрид /г-толуолсульфпновои кислоты........................... 81
Хлористоводородная соль яетнлнзом denin-т...................... ... . 81
(2-Хлор-1,1,2-трпф7.>рьп: лЬ1илов1.1П эф ip............................ К/
Цети.тма.тоновый эфир.................................................. 89
Циклогепт а поп, си >соб А....................................... .... 92
я способ Б .................................... • • 9г
Этиловый эфир Др-тггнтамстиленглицв.тиой 1.и..ьч.................. .... 9'1
Этиловый эфир хлорфторуксусиои кис.тны.......................... 101
Этиловый эфир эиаптиляитлр той кпс." >I................................102
Этокси ацетилен........................................................Ю.г
Добавления к провисим, ттрине.тетиты'.т ?. сборнике 1 ыипы органических препаратов".....................................................107