Synthesen die nicht ganz plangemäß verlaufen...

[mgritsch]

@mgritsch: Wieso willst du die N-Methylierung nicht nach der normalen Prozedur mit Formaldehyd und Ameisensäure durchführen? Klingt doch ganz entspannt...

Klar, werde ich sicher auch mal machen, mich interessierte nur den anderen Ansatz auszuprobieren

[mgritsch]

@mgritsch: Wieso willst du die N-Methylierung nicht nach der normalen Prozedur mit Formaldehyd und Ameisensäure durchführen? Klingt doch ganz entspannt...

ich bin dem nochmal nachgegangen und:

a) zufällig gefunden : http://www.chemieonline.de/forum/archiv ... 00700.html hier hatte jemand 2012 schon genau die gleiche Erfahrung wie ich... Ein Hinweis auf Probleme mit der Reproduzierbarkeit des Papers?

b) ich bin bisher erfolglos bei der Suche nach einer Arbeitsvorschrift für Anilin nach Eschweiler-Clarke. Alle Vorschriften zielen auf aliphatische Amine ab (auch das Originalpaper von W. Eschweiler nennt nur: Ethylamin zu Dimethyethylamin, Benzylamin zu Dimethylbenzylamin, Ethylendiamin zu Tetramethylethylendiamin, Piperazin zu Dimethylpiperazin, Piperidin zu Methylpiperidin), mitunter gibt es Hinweise dass es mit Anilin unter den Bedingungen zu einer Polymerisation kommt - was mit Blick auf die Säurekatalysierte Hydroxymethylierungsreaktion die zu Phenol-Formaldehyd-harzen führt auch keine Überraschung wäre...

Es gibt also nach wie vor einen Bedarf nach einer funktionierenden Vorschrift die
1) Labortauglich ist (der industrielle Prozess mit Methanol im Autoklaven also eher nicht...)
2) einingermaßen gezielt (Di-)Methyliert und nicht gleich bis zum Quarternären amin führt (MeI)
3) auch noch akzeptable Ausbeuten (>80%) bietet...

Anregungen / Literaturzitate / praktische Erfahrungswerte willkommen

[Glaskocher]

Patil, Mahendra R. et al schreibt im Journal of Organic Chemistry, 83(8), 4477-4490; 2018
... in From RSC Advances, 5(67), 54505-54509; 2015...
... daß man das N,N-Dimethylanilin aus Iodbenzol und Dimethylamin darstellen kann. (... können soll, da ich keine explizite Synthesevorschrift zu dieser Substanz gefunden hatte, wohl aber ein Zitat bei CAS)

Eventuell ist das ein besserer Weg, die Zielverbindung zu bekommen.

Weitere Zitate zu Iodbenzol ----> N,N-Dimethylanilin:

By Moghaddam, Firouz Matloubi et al
From ChemCatChem, 6(12), 3474-3481; 2014

By Wang, Deping et al
From Advanced Synthesis & Catalysis, 357(4), 714-718; 2015

By Wang, Deping et al
From Faming Zhuanli Shenqing, 103833561, 04 Jun 2014

By Zhang, Sai et al
From ACS Applied Materials & Interfaces, 6(24), 22174-22182; 2014

[mgritsch]

Hm, scheint so... immer diese Luxusverbindungen mit Iod und Dimethylamin kann man praktisch auch nur kaufen... mit einem Siedepunkt von 7-9° auch nciht bequem handhabbar...
auch nach längerer Suche habe ich 4 Wege gefunden die über Methylierung von Anilin laufen:
- (Industriell) via Methanol im Autoklaven
- An sauren Katalysatoren (Al/Si-Oxide) via Methanol
- mit Dimethylcarbonat
- die genannte Publikation die aber praktisch leider nicht so richtig funktioniert...

Nachdem das Hauptproblem ja anscheinend das eingermaßen homogene Schmelzen des Zeugs ist wäre es evtl einen Versuch wert wenn man Anilin mal auf ca 100° bringt und dann in kleinen Portionen abwechselnd Oxalsäure und Paraformaldehyd einbringt... villeicht schafft man es ja so alles flüssig zu halten...?

[mgritsch]

Ich hab da zum Thema Dimethylanilin wieder etwas ausgegraben und ausprobiert, ein Paper aus 2007.

Anilin mit Formaledehyd+Zn in Dioxan+Essigsäure, soll nach dem Paper 98% Ausbeute geben. Normalerweise würde Anilin mit Formaldehyd unter den Bedingungen nur polymerisieren (wie Phenol), in Dioxan soll das aber unterbleiben. Wie immer (suprise, surprise) ist die experimental section auf einen Absatz zu Rektionsbedingungen beschränkt, zur Aufarbeitung kein Wort. Was die experimental section auch verschwiegen hat ist, dass man das Formaldehyd nur langsam und unter Eiskühlung zusetzen darf da die Reaktion sonst heftig durchgeht. Und auch nicht wie man die dicke Pampe rühren soll die entsteht wenn sich ZnOAc bildet. Polymerisation dürfte vermutlich unterblieben sein, denn nach dem Neutralisieren/Verdünnen mit NH4OH ist das auch wieder gut dünnflüssig.

Nach dem (dokumentierten) Zusatz von (einer nicht dokumentierten Menge) NH4OH hab ich also nun eine alkalische graue Suppe vorliegen in der vielleicht Produkt ist, vielleicht auch nicht. Ich würde gerne zumindest etwas isolieren um es in der DC prüfen zu können. Das Problem ist: Dioxan ist ein verdammt gutes Lösungsmittel das mit praktisch allem mischbar ist... extrahieren ist also eher nicht. Ich könnte versuchen es zu filtrieren um mal etwas von dem grauen ZnOAc/Zn Schlonz loszuwerden, den Rest verdünnen und mit Waser versetzen, evtl geht dann eine Wasserdampfdestillation? Irgend eine andere Idee?

[NI2]

Da man mit der DC locker im µg Bereich nachweisen kann (bei den F254 Platten und Aromaten bietet sich das an), halte ich es für sinnvoll eine kleine Menge deiner Lösung für die DC aufzuarbeiten: heißt solang mit Wasser verdünnen bis du etwa ein Verhältnis Wasser/Dioxan 1:10-20 hast, dann sollte es möglich sein daraus mit einem Lösungsmittel zu extrahieren um eine kleine Probe für die DC zu gewinnen. Natürlich geht das nur vernünftig, wenn deine Dioxan-Lösung nicht schon zu verdünnt ist. Eine andere Möglichkeit wäre es das Dioxan zu binden - sofern das geht. Bei DMF, welches ähnliche problematische Eigenschaften wie Dioxan hat geht das Exzellent! Einfach die DMF Lösung 1:10 mit EtOAc verdünnen und dann lange mit einer (ich glaube es waren) 5%igen LiCl Lösung ausschütteln (etwa 5-10 mal, und man sollte glaube nicht mit Wasser nachwaschen). Anschließend das EtOAc einrotieren und man hat das DMF fast vollständig entfernt. Bei Dioxan könnte ich mir vorstellen, dass so etwas mit einer MgCl₂-Lösung klappen könnte, aber da sollte man vorher mal ein wenig recherchieren ob es da was gibt.

[mgritsch]

Da man mit der DC locker im µg Bereich nachweisen kann (bei den F254 Platten und Aromaten bietet sich das an), halte ich es für sinnvoll eine kleine Menge deiner Lösung für die DC aufzuarbeiten: heißt solang mit Wasser verdünnen bis du etwa ein Verhältnis Wasser/Dioxan 1:10-20 hast, dann sollte es möglich sein daraus mit einem Lösungsmittel zu extrahieren um eine kleine Probe für die DC zu gewinnen. Natürlich geht das nur vernünftig, wenn deine Dioxan-Lösung nicht schon zu verdünnt ist.

das wäre einen Versuch wert, verdünnen und dann Chloroform drauf...
wie meinst du "zu verdünnt"? Der Ansatz war: 35 ml Dioxan + 3 ml Anilin + 7,5 ml AcOH + 7,5 ml Formaldehyd 37% + 7,4g Zn-Pulver, alkalisiert/verdünnt habe ich danach mit 20 ml 26% NH4OH. Evtl sollte ich noch ein bisschen extra NaOH zusetzen damit das Anilin sicher in die organische rüber geht...

Eine andere Möglichkeit wäre es das Dioxan zu binden - sofern das geht. Bei DMF, welches ähnliche problematische Eigenschaften wie Dioxan hat geht das Exzellent! Einfach die DMF Lösung 1:10 mit EtOAc verdünnen und dann lange mit einer (ich glaube es waren) 5%igen LiCl Lösung ausschütteln (etwa 5-10 mal, und man sollte glaube nicht mit Wasser nachwaschen). Anschließend das EtOAc einrotieren und man hat das DMF fast vollständig entfernt. Bei Dioxan könnte ich mir vorstellen, dass so etwas mit einer MgCl₂-Lösung klappen könnte, aber da sollte man vorher mal ein wenig recherchieren ob es da was gibt.

verstehe... die Idee ist hier also mit einer Salzlösung das DMF/Dioxan zu binden sodass sich eine Phasentrennung zum EtOAc bildet...

[Reosir]

Nach dem (dokumentierten) Zusatz von (einer nicht dokumentierten Menge) NH4OH hab ich also nun eine alkalische graue Suppe vorliegen in der vielleicht Produkt ist, vielleicht auch nicht. Ich würde gerne zumindest etwas isolieren um es in der DC prüfen zu können.

Neben der extrahierten Probe nach dem Vorschlag von NI2 könntest auf der DC-Platte parallel auch mal eine sehr kleine Menge (grob 0,1 µl) der "Suppe" direkt auftragen.

[NI2]

Genau, Chloroform, Ether, Ethylacetat - was einem beliebt, wobei ich bei alkalischen Lösungen von halogenierten LöMis aus Erfahrung abraten würde. Ich meine damit nicht die Eliminierungsgefahr (das passiert erst ab ~30-40%iger NaOH) sondern die "Häutchenbildung". Die Phasentrennung bei Chloroform im alkalischen schien mir immer schlechter zu sein und so habe ich - sofern es möglich und sinnvoll war - angesäuert. Ich glaube Glaskocher hatte dazu auch mal was geschrieben und hatte auch diese "Häutchen" und "Bläschen" schöner beschrieben.
Mit deiner Mischung sollte das schon gehen, dass man auf der DC was sehen kann. Evtl am Ende mit ein paar mL Chloroform mehr extrahieren, Extrakt für die DC trocknen (MgSO₄ oder Na₂SO₄) und dann ein wenig eindunsten lassen, dann sollte es konzentriert genug sein, dass man genug sieht ohne zig µL auftragen zu müssen. An einer alten DC Platte mit KW UV kannst du das schnell Prüfen ob deine Lösung konzentriert ist oder nicht.

Fast. Die Phasentrennung zum EtOAc ist bei den Salzlösungen die ganze Zeit da. Man hat aber das DMF so stark in der organischen Phase verdünnt, dass seine Lösungsmitteleigenschaften für die Gesamtlösung vernachlässigbar werden. Dann bildet es mit Wasser zwei Phasen, weil der EtOAc-Charakter überwiegt (es zieht aber dabei Wasser in die organische Phase!). Daher nimmt man dann die Salzlösung um in ihr das DMF an das Lithium zu binden und entfernt es Stück für Stück, da die Bindung an das Lithium in wässriger Phase begünstigt ist.

Neben der extrahierten Probe nach dem Vorschlag von NI2 könntest auf der DC-Platte parallel auch mal eine sehr kleine Menge (grob 0,1 µl) der "Suppe" direkt auftragen.

Das sowieso. Mitlaufenlassen schadet nicht. Häufig merkt man dann aber dass zu hohe Salzkonzentrationen das Laufverhalten stören. Zu Empfehlen ist es, die Lösung ein wenig mit etwas neutralem zu verdünnen (evtl Alkohol, besser keine Ketone wegen Iminbildung), damit man nicht zu viel aufträgt und es schneller verdampft.

[mgritsch]

Na mal sehen, das sind ja schon ein paar inputs, dankeschön! das Zeug ist seit gestern gestanden, vermutlich hat sich auch schon etwas abgesetzt sodass ich oben etwas klare Suppe für eine direkte DC entnehmen kann.
Schlimm wird's erst wenn die DC zeigt dass alles gut geklappt hat... wie krieg ich das dann bloß quantitatv raus?

Und dann ist heute noch mein Refraktometer eingetroffen, schönes neues Spielzeug <3
Damit wollte ich vor allem mal Experimente zum Thema "Destillation unter praktischen Bedingungen" machen.

[mgritsch]

naja, es kommt immer anders als man denkt
1) mit Wasser auffüllen und Chloroform für extraktion geht gar nicht. Ich bin nicht sicher ob es zu einer Phasentrennung gekommen ist, unten war jedenfalls nur graubrauner schlonz und nichts was man hätte sauber abtrennen können

Muss man auch gar nicht denn:

2. wenn man das Zeug einfach filtriert dann gibt das ein klares Filtrat das gleich sauber in 2 Phasen zerfällt! Vermutlich führt das Ammoniumacetat zu einem Aussalz-Effekt und oben schwimmt dann eine perfekt getrennte organische Phase.

So weit so erfreulich, das wäre ja für die Aufarbeitung schon eine gute Grundlage. Also habe ich mal eine DC gemacht (org. phase ca 1:2 mit Methanol verdünnt, Laufmittel PE:EtOAc 4:1, Vergleich mit Anilin rechts (oben), Dimethylanilin zum Vergleich habe ich leider nicht...):


Also Anilin ist mal sicher zu 100% umgesetzt. Allerdings sind das 4 hübsche spots.
DMA ist sicher einer davon, den rattigen Geruch erkenne ich. Naheliegend wäre, dass auch monomethyliertes Produkt entstanden ist. Aber sonst? Vielleicht Addition von Formaldehyd zum hydroxymethyliertem Anilin? N-acetylierung durch die Essigsäure? Diaminodiphenylmethan?

Alles nicht so leicht
Vom Monomethyliertem lässt es sich durch Umsetzung mit Ameisensäure und Destillation gut trennen, mit Glück sind auch die anderen Produkte nicht leicht flüchtig, das ginge dann ja. Von den 98% Ausbeute sind wir der DC nach aber weit entfernt...