2-Benzilpiridina

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Max Fritz

2011-02-13 17:47

Buonasera a tutti cari chimici,

avrei una piccola questione su cui discutere con voi.

Mi servirebbe sintetizzare un po' di 2-benzilpiridina. Non ho particolarissime necessità di purezza (nel senso che non mi serve a grado analitico), nè esigenze di quantità (10g di resa mi andrebbero più che bene). Vorrei partire, se possibile, dalla piridina... per il resto dei reagenti ditemi voi. Io stavo pensando alla reazione

C5H5N + C6H5CH2Cl ===> C5H4NCH2C6H5 + HCl

Non sono però certo se la reazione può avvenire, se il benzile cloruro va a sostituire in orto- e non ho neanche la più pallida idea sulle condizioni di reazione. Mi affido a voi.

Ah, giusto per avvisare...

Se avete intenzione di riportarmi prezzi e ditte, vi ringrazio anticipatamente per la volontà di aiutarmi, ma ho già controllato e in ogni caso preferirei sintetizzarla ;-)

La domanda è rivolta a chi ha un po' di esperienza in chimica organica pratica... come dice il Dott. "astenersi perditempo".

Nexus

2011-02-13 18:31

Credo che la sintesi diretta come vuoi tu non funziona, e le addizioni elettrofile avvengano in posizione meta, almeno se le formule di risonanza che ho in mente io sono giuste.

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Dott.MorenoZolghetti

2011-02-13 18:47

La piridina non dà reazione di Friedel-Crafts neppure se ti strappi tutti i capelli che hai in testa (io a un cero punto ho smesso di strapparmeli...ma era tardi!).

Per alchilarla, con sotituzione nucleofila, si usano condizioni molto drastiche, per esempio fenillitio per ottenere la 2-fenilpiridina.

Se mescoli secondo la tua idea ottieni il cloruro di N-benzilpiridinio.

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Nexus

2011-02-13 19:07

Magari non strappandosi tutti i capelli, ma alchilando l'N eterociclico ? (come protezione)

Max Fritz

2011-02-13 19:11

Cioè proponi prima di proteggere in N e poi alchilare in orto?

al-ham-bic

2011-02-13 19:17

Dott.MorenoZolghetti ha scritto:

...se mescoli secondo la tua idea ottieni il cloruro di N-benzilpiridinio.

... e poi dal benzilpiridinio cloruro... ===>

"The rearrangement of benzylpyridinium chloride to 2- and 4-benzylpyridines (Ladenberg rearrangement) using copper(II)-exchanged zeolite-A as a catalyst has been investigated under combined thermal and irradiation conditions. The reaction occurs at a lower temperature (∼160 °C) than the usual temperature of 220 °C. A good yield of a mixture of 2- and 4-benzylpyridines was obtained".

Ma non sono molto ottimista sulla home-fattibilità... azz!

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khem8

2011-02-13 19:27

Credo che si potrebbe fare l'N-ossido e poi alchilare con PhCH2MgX

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Max Fritz

2011-02-13 19:51

A quanto pare, riuscendo ad alchilare, sembra proprio che si ottengano i prodotti sostituiti in 2- e in 4-.. infatti anche sui cataloghi Sigma ed AAe compaiono solo questi 2.

quimico

2011-02-13 20:13

Max cosa ci farai poi con la 2-benzilpiridina? il nitroderivato? ovviamente la nitrazione andrà sul benzile... passare tramite N-ossido? mmh... si potrebbe fare ma... disponete del Grignard? anche io avevo pensato al riarrangiamento riportato da al-ham-bic ma... non è cosa facile in un home-lab *Si guarda intorno* domani ti cerco qualcosa e ti dico...

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Max Fritz

2011-02-13 20:23

Esatto quimico! 2,4-dinitroderivato sul benzile, ma per quello ho già la procedura.

Il Grignard non l'ho e penso che prepararlo non sia facile (lavorare in dietiletere... con benzile cloruro...).

Probabilmente dovrò rassegnarmi e comperarla, ma aspetto ancora un po' che magari vien fuori qualcosa di interessante da questa discussione ;-)

quimico

2011-02-13 21:18

sapevo avresti puntato a quello asd è fotocromico quel dinitro composto domani magari ti cerco io qualcosa... sia mai si trovi qualcosa di fattibile

Nexus

2011-02-14 07:36

Questa intanto è la fenilpiridina. Magari per analogia ....

orgsyn

quimico

2011-02-14 11:18

Ho cercato 1po' su Reaxys... e come avevo pensato ci sono metodiche 1po' off-limits per un home-lab. Specie se si vuole partire da piridina.

Ho trovato un JACS del 1948 e non pare tanto complessa come procedura. Solo che porta a 2- e 4-benzilpiridina, sebbene l'isomero 2 sia il più abbondante. Sono separabili.

Quattro moli (462 g) di piridina idrocloruro sono state distillate in un pallone da 1L e lasciate solidificare mentre il pallone viene lasciato a riposo. Questo pallone viene collegato ad un adattore Claisen sormontato da un imbuto gocciolatore e un condensatore per riflussare l'acqua recante un tubo contentente calcio cloruro; vengono aggiunti 5 g di cloruro di rame(II) anidro e 80 mL (1 mole) di piridina, e il pallone viene scaldato fino a quando la piridina idrocloruro si è fusa e il cloruro di rame(II) disciolto.

Il riscaldamento viene fatto con discontinuità e 115 mL (1 mole) di benzile cloruro vengono aggiunti in un lasso di 10-15 minuti mentre il pallone viene agitato in continuo. La miscela viene quindi riflussata cautamente per 12 h.

La piridina idrocloruro viene distillata via attraverso una colonna da 45 cm di Vigreux a pressione ridotta (90 mmHg). La distillazione viene interrotta quando la temperatura del vapore ha raggiunto i 195 °C. Questa piridina idrocloruro viene usata senza ulteriore purificazione per una nuova sintesi.

Il residuo nero viene raffreddato, e vengono aggiunti 200 mL di acqua e 15 mL di acido cloridrico, e la miscela raffreddata sino a quando appare omogenea.

Il liquido marrone-ero viene basificato con ammonio idrossido, si lava con toluene ed etere di petrolio (100 mL di una miscela 1:1 dei due solventi) e la fase organica viene lavato con porzioni da 100 mL di ammonio idrossido finché la fase acquosa smette di aver una colorazione blu (2 - 4 volte), infine viene lavata con acqua.

La fase organica viene anidrificata mettendo nell'imbuto separatore del potassio idrossido e sbattuta finché non si ha più un fase acquosa sottostante.

Dopo rimozione dei solventi a pressione atmosferica, il residuo viene distillato attraverso una colonna di Vigreux da 45 cm a dare 123.5 - 128.5 g di una miscela di 2- e 4-benzilpiridine che bollono a 175-190 °C (40 mmHg) ed un residuo altobollente di 16 - 20 g.

Usando 0, 1 e 2 moli di piridina idrocloruro come solvente, le quantità di benzilpiridine e di materiale ad un bp maggiore sono state 60 e 56 g, 88 e 30 g, e 103 e 28 g, rispettivamente.

Diminuendo il tempo di riscaldamento a 6 h ha dato risultati strani.

Altre modificazioni che non hanno dato aumento di resa sono state: scaldare per 24 h, scaldare in atmosfera di CO2, agitazione, continua aggiunta di rame(II) cloruro durante il riscaldament, e l'uso di quantità equivalenti di rame e rame(II) cloruro come catalizzatori.

Gli isomeri sono stati separati tramite distillazione frazionata attraverso una colonna di 1.2 x 115 cm. impaccata con eliche in vetro di 0.32 cm.

Per minimizzare la perdita del meno abbondante isomero 4, quanto più isomero 2 è stato rimosso a 276.5 - 277 °C e due frazioni intermedie a 277 - 280.5 °C e 280.5 - 289 °C. Il residuo è stato lasciato stare mentre le frazioni intermedie sono state di nuovo messe in colonna una seconda volta.

Tutto il materiale che bolle a 289 °C e a temperatura inferiore viene aggiunto alla prima frazione raccolta in precedenza e la frazione che bolle a 289 - 289.5 °C è raccolta come 4-benzilpiridina.

Da lotti da 1kg, si ottengono 640 - 680 g di 2-benzilpiridina (b.p. 276.5 - 277 °C) e 245 - 255 g di 4-benzilpiridina (b.p. 289 - 289.5 °C).

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Max Fritz

2011-02-14 13:06

Innanzitutto un GRAZIE a quimico per questa dettagliatissima procedura, che anche se non potrò sperimentare, anche a livello teorico è molto interessante a mio parere.

Ne deduco che debbo rassegnarmi a ciò che avevo categoricamente scartato nel primo post:

25g per 12 euro, Sigma

Interessante sapere anche che sia 2-benzilpiridina che 4-benzilpiridina hanno un basso p.f. (intorno ai 10°C).

quimico

2011-02-14 16:05

tra l'altro ho riadattato la sintesi da me proposta in alcuni punti asd era 1po' più ardua comunque... mi dispiace ti tocchi comprarla ma forse è meglio ti aspetta la nitrazione ora. come farai? HNO3 70%/H2SO4 98%?

Max Fritz

2011-02-14 17:29

Sì... poi tocca neutralizzare in molta acqua fredda ed estrarre con dietiletere.

Così diventa una sintesi abbastanza soft, nell'altro modo sarebbe stata più... "completa", ma purtroppo è meno facile di quanto pensassi.

quimico

2011-02-14 18:15

ma non neutralizzi con NaOH? ricordo male?

Max Fritz

2011-02-14 18:53

Sì, con NaOH... ma in abbondantissima acqua ghiacciata!

Per 2,5g di 2-bzPy iniziale serve quasi un litro d'acqua!!

quimico

2011-02-14 19:36

ah ecco. sì beh so cosa vuol dire neutralizzare miscela solfonitrica... ce ne vuole anche di più per l'acqua regia... mi ricordo che per neutralizzare 500mL di acqua regia abbiamo fatto fuori quasi un kg di NaOH *Si guarda intorno* buon lavoro allora

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khem8

2011-02-14 19:47

Max Fritz ha scritto:

Esatto quimico! 2,4-dinitroderivato sul benzile, ma per quello ho già la procedura.

Il Grignard non l'ho e penso che prepararlo non sia facile (lavorare in dietiletere... con benzile cloruro...).

Probabilmente dovrò rassegnarmi e comperarla, ma aspetto ancora un po' che magari vien fuori qualcosa di interessante da questa discussione ;-)

si può lavorare in THF e con il bromuro viene sicuramente meglio, certo non è un bel reagente :-(

la reazione di solito è difficile da far partire, poi quando parte si nota una leggera effervescenza e la reazione si auto-alimenta

quimico

2011-02-14 19:50

beh il THF ha i suoi pro e contro... concordo sul preferire PhCH2Br... beh dai, c'è di peggio basta lavare il Mg con dell'HCl diluito ed usarlo subito... al massimo scaldare leggermente o se no basta un cristallo di iodio... certo è che è sempre dura con gli aromatici con gli alifatici vanno fin troppo veloci le reazioni...

khem8

2011-02-14 19:54

quimico ha scritto:

beh il THF ha i suoi pro e contro... concordo sul preferire PhCH2Br... beh dai, c'è di peggio

basta lavare il Mg con dell'HCl diluito ed usarlo subito... al massimo scaldare leggermente

o se no basta un cristallo di iodio... certo è che è sempre dura con gli aromatici

con gli alifatici vanno fin troppo veloci le reazioni...

Essendo benzilico dovrebbe essere abbastanza reattivo, dovrebbe bastare scaldare leggermente poi in THF la reazione andrà spontaneamente a riflusso, in etere l'evaporazione di solvente potrebbe essere poco controllabile

quimico

2011-02-14 19:58

certo. concordo. ok è più reattivo di altri ma... personalmente ho notato che alcune volte non è che la reazione parta così velocemente come ti insegnano sulla carta... meglio di altri sicuramente. il casino è stato tempo addietro farsi il Grignard su un bis(indolo)