Piridina di Hantzsch - sintesi
Lightbulb 
Oggi ho fatto una sintesi semplice, ma molto particolare. Si tratta della formazione di un composto eterociclico "plurisostituito", chiamato Piridina di Hantzsch. Quella qui ottenuta, in particolare, è dietil-1,4-diidro-2,6-dimetil-4-fenilpiridina-3,5-dicarbossilato. La sintesi è facilmente realizzabile; il reagente più "raro" è l'acetoacetato d'etile, la cui sintesi è complessa (fa utilizzo di sodio metallico ed etilacetato), ma per il resto dei reagenti e per la metodica in sè, non ci sono grandi problemi. Il testo da cui ho attinto le informazioni per la sintesi (su Versuchschemie) partiva da acetoacetato d'etile autosintetizzato e, dopo il riflusso, otteneva un liquido più aranciato. D'altro canto questa piridina di Hantzsch è quasi incolore, dunque per il mio prodotto non è stata necessaria una seconda ricristallizzazione, la quale sarebbe invece d'obbligo se la miscela dopo riflusso fosse arancione. Il meccanismo di reazione, generalizzato, è il seguente:
[Immagine: hantzs1.gif]

ATTENZIONE: La benzaldeide è nociva ed irritante per la pelle. L’ammoniaca concentrata è nociva e fortemente irritante per le vie respiratorie. L’etanolo è infiammabile.

Reagenti:
-Etile acetoacetato
-Ammoniaca 25%
-Benzaldeide
-Etanolo

Procedura:
In un pallone da 250ml a collo smerigliato ho versato 8ml di benzaldeide, 20ml di etile acetoacetato, 16-17ml di etanolo, 7ml di ammoniaca al 25% e alcune pietruzze da ebollizione (abbastanza grosse, altrimenti poi risulterà difficoltoso rimuoverle) . Ho montato sul pallone un Allihn a 6 bolle, ho posto il tutto sulla fiamma e ho lasciato a ricadere per 1 ora. Se l’acqua di raffreddamento per il refrigerante proviene da un ricircolo, come nel mio caso, controllare che essa non diventi troppo calda, altrimenti, come è ovvio, diminuirà l’efficienza del raffreddamento.
Durante il periodo di riflusso, il liquido, inizialmente incolore, assume dapprima una lieve colorazione gialla che si fa sempre più netta:
      
Si lascia raffreddare a temperatura ambiente e si pone il pallone in bagno a ghiaccio/sale per 1-2h (finchè il liquido non si rapprende in una massa solida). Si spezza il solido con l'aiuto di una spatola, si aggiungono 20ml di acqua distillata e si mette su agitatore magnetico per 30 minuti:
   
A questo punto si filtra su buchner, avendo cura di asciugare il più possibile:
   
Il filtrato viene lavato con una porzione ghiacciata di etanolo/acqua (1:1)da 15ml. Lo si scioglie dunque nella quantità necessaria di soluzione etanolo/acqua (7:3) bollente (circa 80-90ml) e lo si ricristallizza lentamente. Successivamente viene rifiltrato su buchner e adagiato su fogli di carta ad asciugare (non applicare pressione per evitare la rottura dei cristalli).

Osservazioni:
La resa è stata di 13g (50% della teorica, all'incirca). Il prodotto sembra abbastanza puro, e dopo la ricristallizzazione diventa sensibilmente più bianco e perde quasi del tutto l'odore di benzaldeide.
La molecola è la seguente:
   
I meccanismi di reazione li potete trovare a questo link:
http://www.organic-chemistry.org/namedre...hesis.shtm
Da link si nota come la molecola possa essere deidrogenata in posizioni 1,4 e, volendo, successivamente anche decarbossilata a dare una piridina 2,4,6 sostituita.
Sostanzialmente, gli "ingredienti fondamentali", sono l'acetoacetato d'etile, un'aldeide e ammoniaca (sostituibile con acetato d'ammonio). L'etanolo invece, funge da solvente per la reazione. Da notare che le acque di scarto della prima filtrazione contengono uno strato oleoso arancione scuro, probabilmente formato da sostanze non reagite e prodotti di reazioni secondarie (condensazioni aldoliche ? ).
Ecco il prodotto finito:
   
Cita messaggio
[-] I seguenti utenti ringraziano Max Fritz per questo post:
quimico, Dott.MorenoZolghetti, jobba, rock.angel
Un'altra foto di dietil-1,4-diidro-2,6-dimetil-4-fenilpiridina-3,5-dicarbossilato (ogni tanto ripetere il nome per esteso fa bene asd):


AllegatiAnteprime
   
Cita messaggio
il mio adorato Hantzsch... questo estere è uno delle cose basilari che un chimico amante dell'eterociclica deve sapere. è una sintesi dal punto di vista teorico semplice e lineare.
mai provata... sinceramente ho fatto altre sintesi di eterocicli. io sono ferrato in sintesi di indoli, indolo[3,2-b]carbazoli e triazoli tramite cicloaddizioni e click chemistry...
complimenti. come sempre... bravo...
oggi mi sono sentito davvero realizzato dopo aver sintetizzato una molecola che era da 1po' che tentavo di sintetizzare... l'unica ricetta è un patent tedesco del 1923 O_O fate voi... domani saprò se è andata o meno tale reazione. FT-IR e 1H-NMR non mentono mai.
scusate la divagazione...
Sensa schei né paura ma coa tega sempre dura
Cita messaggio
[-] I seguenti utenti ringraziano quimico per questo post:
Max Fritz
O.O <------- Io
Cita messaggio
(2010-07-27, 18:16)quimico Ha scritto: il mio adorato Hantzsch... questo estere è uno delle cose basilari che un chimico amante dell'eterociclica deve sapere. è una sintesi dal punto di vista teorico semplice e lineare.
mai provata... sinceramente ho fatto altre sintesi di eterocicli. io sono ferrato in sintesi di indoli, indolo[3,2-b]carbazoli e triazoli tramite cicloaddizioni e click chemistry...
complimenti. come sempre... bravo...
oggi mi sono sentito davvero realizzato dopo aver sintetizzato una molecola che era da 1po' che tentavo di sintetizzare... l'unica ricetta è un patent tedesco del 1923 O_O fate voi... domani saprò se è andata o meno tale reazione. FT-IR e 1H-NMR non mentono mai.
scusate la divagazione...

1H-NMR? Università vero??!?!
Chef.
Cita messaggio
tutto ciò di cui parlo e che faccio è fatto in laboratorio dell'università dove mi trovo. a casa non ho un lab e non ho tempo di far niente. purtroppo...
in ambito spettroscopia NMR ho avuto ottimi docenti e sono ferrato sia in 1D che in 2D... vorrei imparare quello in 3D asd
Sensa schei né paura ma coa tega sempre dura
Cita messaggio
Mi sono riletto con calma anche questa sintesi: molto bella e che chiama anch'essa a gran voce il possesso dell'estere acetacetico (è un reagente jolly asd ).
Ogni tanto mi rivedo la bella sintesi di quest'ultimo (via etilacetato + Na) ma poi mi ferma la necessità di usare etilacetato assoluto (ho quello normale) e soprattutto la resa troppo bassa già in bibliografia.
Cita messaggio
Già, l'etile acetoacetato è utile per tantissime sintesi... e dire che ce ne sarebbero altre che lo utilizzano, ma non sono finite bene... *Fischietta*
La sua sintesi dall'etilacetato l'avevo scartata in partenza... Rolleyes
Cita messaggio
uno dei miei capi usa il derivato fluorurato dell'acetoacetato di etile...
io recentemente ho usato l'1,1,1-trifluoro-2,4-pentandione
Sensa schei né paura ma coa tega sempre dura
Cita messaggio
[Immagine: hantzs1.gif]

Questa reazione permette di preparare derivati della diidropiridina attraverso condensazione di un'aldeide con due equivalenti di un β-chetoestere in presenza di ammoniaca. La successiva ossidazione (o deidrogenazione) porta a piridin-3,5-dicarbossilati, che possono anch'essi essere decarbossilati fornendo così le corrispondenti piridine.

[Immagine: hantzs2.gif]


Meccanismo

La reazione può essere vista come parte di un prodotto di una condensazione di Knoevenagel quale intermedio chiave:

[Immagine: Hantzs4.gif]

Un secondo intermedio chiave è un'enammina di un estere, che è prodotta per condensazione di un secondo equivalente di β-chetoestere con dell'ammoniaca:

[Immagine: Hantzs5.gif]

L'ulteriore condensazione tra questi due frammenti porta al derivato diidropiridinico:

[Immagine: hantzs3.gif]
Sensa schei né paura ma coa tega sempre dura
Cita messaggio




Utenti che stanno guardando questa discussione: 1 Ospite(i)