- Сообщения
- 3.676
- Реакции
- 3.518
Целью описанных ниже экспериментов было исследование альтернативных путей решения классической задачи по введению галогенов в 4-е положение 2,5-диметокси фенилэтиламина, с использованием дешевых и легкодоступных реагентов. По-видимому, N-хлор сахарин слишком жесткий реагент для этих целей, и рушит аминогруппу. Он более электрофилен по сравнению с хлорсукцинимидом и не нуждается в кислотном катализе. Мы опишем все подробно на случай, если у коллективного разума будет, что посоветовать, кроме тяжелой фталимидной защиты.
TCCA = трихлоризоциануровая кислота
Na-NSac = сахаринат натрия
Cl-NSac = N-хлор сахарин
Получение N-хлорсахарина
Трихлоризоциануровая кислота для экспериментальной работы взята из средства для обеззараживания бассейнов, концентрация основного вещества в таблетках найдена равной 83% йодометрическим титрованием с NaI / Na2S2O3. Остальное, по-видимому, наполнитель для облегчения прессования и обеспечения «медленного растворения в воде и высвобождения хлора» типа ПЭГ. В двухфазной системе наполнитель остается в водной фазе, но растворяется медленно.
Лучше всего измельчать TCCA перед использованием в мелкую пыль. Под тягой! Пыль сильно раздражает слизистые.
Сахаринат натрия в чистом виде продается за копейки как заменитель сахара для кондитеров.
Сначала был опробован метод из Cheminform [1] в большом количестве воды. Он изначально был подозрителен огромным количеством растворителя и тем, что реакция идет сутки и с низким выходом по сравнению с другими субстратами описанными в статье. Сутки явно нужны из-за низкой растворимости TCCA, часть ее поначалу болтается на дне и переходит в раствор постепенно. Осадок Cl-NSac другой консистенции выпадает в толще раствора и в виде пенки. Исследование стабильности Cl-NSac в растворах из Journal of Pharmaceutical Sciences [6] говорит, что он достаточно быстро разлагается водой. И еще быстрее метанолом, но почему-то далее в экспериментах по хлорированию нам это совсем не помешало.
После этого был опробован метод в двухфазной системе, показавший намного лучший выход, хотя и все еще далекий от количественного. При копеечной стоимости исходников это в принципе приемлемо.
В воде
100 г Na-NSac и 38 г TCCA перемешивались в 2,5 л воды сутки. Выпавший осадок отфильтрован, его масса составила 4 г, т. пл. 146-148 o C. Водный раствор экстрагирован дихлорметаном (суммарно ~200 мл), после упаривания которого остались только следы какого-то твердого вещества коричневого цвета.
Аналогичный опыт с 500 мл воды дал продукт с нечеткой т. пл. около 190 o C, предположительно смесь с исходной TCCA.
В двухфазной смеси вода-ДХМ
50 г сахарината натрия растворили в 200 мл воды, 19 г TCCA суспендировали в 200 мл дихлорметана, два раствора смешали и перемешивали на магнитной мешалке 2,5 часа. Слой дихлорметана отделили и упарили, получили кристаллический N-хлор сахарин массой 17,62 г (33%) с т. пл. 148-150 o C (лит. 149-151 o C).
Опыт с такой же загрузкой и перемешиванием в течение часа дал почти такой же выход. Отогнанный дихлорметан желтого цвета предположительно содержит хлор, окраска исчезает при стоянии.
Эксперименты по хлорированию 2C-H
Было проведено несколько экспериментов в разных растворителях. Литература предлагает ацетонитрил в качестве растворителя [5], но т. к. у нас его нет, использовались другие. Гидрохлорид 2C-H кристаллизовался из смеси вода – ТГФ и был хорошего качества. Чистоту продуктов оценивали по т. пл. и биотестам, тсх к большому сожалению нету.
В метаноле
1 г 2C-H*HCl (0,0046 моль) и 1 г Cl-NSac (0,0046 моль) растворились в 20 мл метанола и выдерживались при комнатной температуре 2 часа. Смесь залита водным раствором гидроксида натрия до сильно щелочной реации, экстрагирована дихлорметаном 3х20 мл, дихлорметан высушен сульфатом натрия и отогнан, остаток растворен в ТГФ и осажден раствором хлороводорода в ИПС. Масса гидрохлорида 2C-C составила 0,25 г (21,7%).
Аналогичная загрузка с каплей концентрированной серной кислоты дала выход 0,33 г (38%).
В дихлорметане
1 г 2C-H*HCl (0,0046 моль) и 1 г Cl-NSac (0,0046 моль) выдерживались в 20 мл дихлорметана при комнатной температуре и периодическом помешивании 2 часа. Осадок при этом видимо растворяется и выпадает какой-то другой, очень похоже на опыт с хлорсукцинимидом. В смесь добавили водный гидроксид натрия, дополнительно проэкстрагировали водную фазу 2х20 мл дихлорметана, высушили вытяжки сульфатом натрия и отогнали. Никаких солей аминов из остатка выделить не удалось, осмол.
В ледяной уксусной кислоте
1 г 2C-H*HCl (0,0046 моль) и 1 г Cl-NSac (0,0046 моль) с каплей конц. серной кислоты в 20 мл AcOH выдерживались при комнатной температуре и периодическом помешивании 2 часа. Раствор при этом приобретает насыщенный синий цвет. Реационная смесь погашена содой и охлажденным водным гидроксидом натрия, экстрагирована 3*20 мл дихлорметана, вытяжки высушены сульфатом натрия и упарены. Остаток растворен в ТГФ и осажден HCl в ИПС. Остаток с нечеткой т. пл. дополнительно перекристаллизован из кипящего ТГФ с добавлением воды до полного растворения. Выход после перекристаллизации 0,22 г (19,3%), т. пл. гидрохлорида 219-221 o C.
N-хлорсахарин плохо растворяется в уксусной кислоте, и скорее всего проблема в этом.
Эксперименты по йодированию 2C-H
С NaI и TCCA [7]
1 г 2C-H*HCl (0,0046 моль), 0,69 г NaI и 0,443 г 83%ной TCCA оставили в 10 мл AcOH на ночь. После добавления водного гидроксида натрия, экстракции ДХМ и разделения органическая фаза высушена сульфатом натрия и упарена. Остаток осаждался сухим HCl в ИПС из ТГФ, полученная соль плавится около 230 o C. Выход не записан, он тех же порядков, что и другие, что-то около 200-300 мг из грамма. Олени сказали, что это, наверное, смесь 2C-I и 2C-C, и предложили отдать на биотест. Хроматографии в тундре нету, кажется, у геологов был ИК, но переться к ним ради такого неохота. Видимо смесь проверят когда-нибудь биотестом ради смеху, и всё.
C йодом и TCCA [8]
0,444 г (0,0015 моль) TCCA медленно прибавлялась к перемешиваемой на магнитной мешалке смеси 1,17 г I2 (0,0046 моль) и 1 г (0,0046 моль) 2C-H*HCl в 10 мл AcOH. При каждом прибавлении TCCA цвет йода исчезал из раствора. После добавления всей трихлоризоциануровой смесь перемешивалась еще 2 часа. Аналогичным описанному в предыдущих опытах разделением амины выделить не удалось, в остатке много черной смолы, также выделялся элементарный йод
TCCA = трихлоризоциануровая кислота
Na-NSac = сахаринат натрия
Cl-NSac = N-хлор сахарин
Получение N-хлорсахарина
Трихлоризоциануровая кислота для экспериментальной работы взята из средства для обеззараживания бассейнов, концентрация основного вещества в таблетках найдена равной 83% йодометрическим титрованием с NaI / Na2S2O3. Остальное, по-видимому, наполнитель для облегчения прессования и обеспечения «медленного растворения в воде и высвобождения хлора» типа ПЭГ. В двухфазной системе наполнитель остается в водной фазе, но растворяется медленно.
Лучше всего измельчать TCCA перед использованием в мелкую пыль. Под тягой! Пыль сильно раздражает слизистые.
Сахаринат натрия в чистом виде продается за копейки как заменитель сахара для кондитеров.
Сначала был опробован метод из Cheminform [1] в большом количестве воды. Он изначально был подозрителен огромным количеством растворителя и тем, что реакция идет сутки и с низким выходом по сравнению с другими субстратами описанными в статье. Сутки явно нужны из-за низкой растворимости TCCA, часть ее поначалу болтается на дне и переходит в раствор постепенно. Осадок Cl-NSac другой консистенции выпадает в толще раствора и в виде пенки. Исследование стабильности Cl-NSac в растворах из Journal of Pharmaceutical Sciences [6] говорит, что он достаточно быстро разлагается водой. И еще быстрее метанолом, но почему-то далее в экспериментах по хлорированию нам это совсем не помешало.
После этого был опробован метод в двухфазной системе, показавший намного лучший выход, хотя и все еще далекий от количественного. При копеечной стоимости исходников это в принципе приемлемо.
В воде
100 г Na-NSac и 38 г TCCA перемешивались в 2,5 л воды сутки. Выпавший осадок отфильтрован, его масса составила 4 г, т. пл. 146-148 o C. Водный раствор экстрагирован дихлорметаном (суммарно ~200 мл), после упаривания которого остались только следы какого-то твердого вещества коричневого цвета.
Аналогичный опыт с 500 мл воды дал продукт с нечеткой т. пл. около 190 o C, предположительно смесь с исходной TCCA.
В двухфазной смеси вода-ДХМ
50 г сахарината натрия растворили в 200 мл воды, 19 г TCCA суспендировали в 200 мл дихлорметана, два раствора смешали и перемешивали на магнитной мешалке 2,5 часа. Слой дихлорметана отделили и упарили, получили кристаллический N-хлор сахарин массой 17,62 г (33%) с т. пл. 148-150 o C (лит. 149-151 o C).
Опыт с такой же загрузкой и перемешиванием в течение часа дал почти такой же выход. Отогнанный дихлорметан желтого цвета предположительно содержит хлор, окраска исчезает при стоянии.
Эксперименты по хлорированию 2C-H
Было проведено несколько экспериментов в разных растворителях. Литература предлагает ацетонитрил в качестве растворителя [5], но т. к. у нас его нет, использовались другие. Гидрохлорид 2C-H кристаллизовался из смеси вода – ТГФ и был хорошего качества. Чистоту продуктов оценивали по т. пл. и биотестам, тсх к большому сожалению нету.
В метаноле
1 г 2C-H*HCl (0,0046 моль) и 1 г Cl-NSac (0,0046 моль) растворились в 20 мл метанола и выдерживались при комнатной температуре 2 часа. Смесь залита водным раствором гидроксида натрия до сильно щелочной реации, экстрагирована дихлорметаном 3х20 мл, дихлорметан высушен сульфатом натрия и отогнан, остаток растворен в ТГФ и осажден раствором хлороводорода в ИПС. Масса гидрохлорида 2C-C составила 0,25 г (21,7%).
Аналогичная загрузка с каплей концентрированной серной кислоты дала выход 0,33 г (38%).
В дихлорметане
1 г 2C-H*HCl (0,0046 моль) и 1 г Cl-NSac (0,0046 моль) выдерживались в 20 мл дихлорметана при комнатной температуре и периодическом помешивании 2 часа. Осадок при этом видимо растворяется и выпадает какой-то другой, очень похоже на опыт с хлорсукцинимидом. В смесь добавили водный гидроксид натрия, дополнительно проэкстрагировали водную фазу 2х20 мл дихлорметана, высушили вытяжки сульфатом натрия и отогнали. Никаких солей аминов из остатка выделить не удалось, осмол.
В ледяной уксусной кислоте
1 г 2C-H*HCl (0,0046 моль) и 1 г Cl-NSac (0,0046 моль) с каплей конц. серной кислоты в 20 мл AcOH выдерживались при комнатной температуре и периодическом помешивании 2 часа. Раствор при этом приобретает насыщенный синий цвет. Реационная смесь погашена содой и охлажденным водным гидроксидом натрия, экстрагирована 3*20 мл дихлорметана, вытяжки высушены сульфатом натрия и упарены. Остаток растворен в ТГФ и осажден HCl в ИПС. Остаток с нечеткой т. пл. дополнительно перекристаллизован из кипящего ТГФ с добавлением воды до полного растворения. Выход после перекристаллизации 0,22 г (19,3%), т. пл. гидрохлорида 219-221 o C.
N-хлорсахарин плохо растворяется в уксусной кислоте, и скорее всего проблема в этом.
Эксперименты по йодированию 2C-H
С NaI и TCCA [7]
1 г 2C-H*HCl (0,0046 моль), 0,69 г NaI и 0,443 г 83%ной TCCA оставили в 10 мл AcOH на ночь. После добавления водного гидроксида натрия, экстракции ДХМ и разделения органическая фаза высушена сульфатом натрия и упарена. Остаток осаждался сухим HCl в ИПС из ТГФ, полученная соль плавится около 230 o C. Выход не записан, он тех же порядков, что и другие, что-то около 200-300 мг из грамма. Олени сказали, что это, наверное, смесь 2C-I и 2C-C, и предложили отдать на биотест. Хроматографии в тундре нету, кажется, у геологов был ИК, но переться к ним ради такого неохота. Видимо смесь проверят когда-нибудь биотестом ради смеху, и всё.
C йодом и TCCA [8]
0,444 г (0,0015 моль) TCCA медленно прибавлялась к перемешиваемой на магнитной мешалке смеси 1,17 г I2 (0,0046 моль) и 1 г (0,0046 моль) 2C-H*HCl в 10 мл AcOH. При каждом прибавлении TCCA цвет йода исчезал из раствора. После добавления всей трихлоризоциануровой смесь перемешивалась еще 2 часа. Аналогичным описанному в предыдущих опытах разделением амины выделить не удалось, в остатке много черной смолы, также выделялся элементарный йод
