Birchreduktion - Ein paar Fragen

[bromovox]

Hallo!
Ich habe mal ein paar Fragen zu Birch-Reduktion

- Werden nur konjugierte Doppelbindungen reduziert oder auch andere (Carbonyl, Hydroxy, etc)?

-Gibt Stoffe die NH3 komplett ersetzen können (Ethylendiamin?)?

-Gibt es geeignete Lösemittel, die genug NH3 Lösen um die Reaktion bei Raumtemperatur stattfinden zu lassen (Ethylendiamin?)?

 Mfg

[rhodium]

http://www.organische-chemie.ch/OC/Namen/Birch.htm

[HF]

Hätte da auch mal ein Paar fragen, wenn ich deinen Thread hier mal kurz missbrauchen darf

Wieviel Flüssigen Ammoniak bekommt man aus 1L 25%iger Ammoniaklösung wenn man das als Gas austreibt und verflüssigt? (sind das dann  250ml?)

Gibt es irgendwelche Einschränkungen für Privatpersonen was den kauf von Flüssigem Ammoniakgas angeht?

[Cuny]

Prozent ist immer sofern nicht anders angegeben in Gew./Gew. beziffert d.h. 250 g NH3.

[bromovox]

Ammoniak ist giftig und deshalb nicht so leicht zu bekommen.
250g NH3 sind übrigens ca. 330 Liter Gas, also deutlich mehr als 250ml

[Kanonenfutter]

Hi,

~330 Liter GAS ! aber meiner Rechnung nach ~190 ml flüssiger NH3.
 (http://www.linde-gas.at/spezialgase/spezialgase/ammoniak_3.8.html)

[HF]

Danke, für die schnellen Antworten!
Wie sieht es eigentlich mit dem Alkalimetall aus wenn man das nun löst... das Alkalimetall wird doch unter Parafinöl
gelagert, gibt es hier einen Trick um das Parafinöl von den Alkalimetallstücken zu entfernen, beeinflussen die Reste die Reaktion nicht oder muss man die Stücke nur gut Abtropfen lassen um das Parafinöl zu entfernen?
Und welchen Unterschied macht es welches Alkalimetall man verwendet geht es hier rein um die Elektronegativität wie errechnet man die benötigte Menge an Alakalimetall und NH3?

[schamane]

hab mal was von abtupfen und dann gleich benutzen gelesen

[cogere]

nach abtupfen der paraffinölreste muss man noch mit einem scharfen messer oder sklapell das alkalimetall entrinden und anschließend sofort verwendet.

insbesondere ältere gebinde haben häufig eine dicke oxid/peroxid/hydroxidschicht die unbedingt vor verwendung zu entfernen ist, da diese sehr unangenehme eigenschaften haben kann wenn man sie vor verwendung nicht entfernt.

lagern unter petroläther ist sowiso besser da hierbei nicht so viel flüssigkeit am metall hängenbleibt, bzw. relativ schnell verdampft

[Phil]

Nach dem Abtupfen, mit Toluol oder Petrolether abspülen, die Lösemittel lösen Paraföl auch gut auf.

[Nootropic]

Was Deine anfängliche Frage angeht, solltest Du hier mal schaun:
http://www.patentstorm.us/patents/5675038/description.html
Der Artikel bezieht sich insbesondere auf die Verwendung eines Gemisches aus kurzkettigem Alkylamin und einem Polyamin (insbes. Ethylendiamin), als Ersatz für den flüssigen Ammoniak bei der Birch- / Benkeser-Reduktion...

[Butandiolmonoacrylat]

Der letzte Eintrag ist zwar schon lange her, was zu sagen hab ich trotzdem. Natrium kann man super mit Toluol waschen und danach noch die Kruste mit 2-Propanol entfernen. Bei Kalium nimmt man besser Butanol. Bitte immer die Temperaturen im Auge behalten, damit die Reaktion nicht durchgeht. Alkohol-Waschlösung danach mit Wasser vorsichtig mischen und mit verdünnter Säure neutralisieren und dann wegkippen. So machen die es in den Farbwerken.

[Patrick]

Ich hätte auch noch mal ein paar Frage, wenn das in Ordnung ist.

Angenommen ich will eine hydroxy-Gruppe reduzieren. Könnte ich dann nicht einfach eine wasserfreie NH3Lösung herstellen indem ich NH3 in MeOH/EtOH einleite anschließend die Ausgangssubstanz hinzugeben und  die doppelte molare Menge an Na stückchenweise hinzufügen, natürlich unter Rühren und Kühlen und das Gemisch dann anschließend aufarbeiten? Oder sind in diesen Gedankengängen grobe Fehler? Wenn ja korrigiert mich bitte!

Noch eine Frage: Wo bekomme eine evtl. schon fertige wasserfreie NH3 Lösung her?

Wäre es evtl. auch möglich eine alkoholiosche NH4Cl-Lösung zu nehmen?

Gruß

[Dithmarscher]

Ich hätte auch noch mal ein paar Frage, wenn das in Ordnung ist.

Klar

Angenommen ich will eine hydroxy-Gruppe reduzieren. Könnte ich dann nicht einfach eine wasserfreie NH3Lösung herstellen indem ich NH3 in MeOH/EtOH einleite anschließend die Ausgangssubstanz hinzugeben und  die doppelte molare Menge an Na stückchenweise hinzufügen, natürlich unter Rühren und Kühlen und das Gemisch dann anschließend aufarbeiten? Oder sind in diesen Gedankengängen grobe Fehler? Wenn ja korrigiert mich bitte!

-Es wäre extrem gute Kühlung notwendig (Trockeneisschrot mit wasserfreiem IPA, Aceton oder sowas), da entstehende Wärme und der hochsteigende Wasserstoff das NH3-Gas schnell austreiben würden.
-NaOMe bzw. NaOEt etc. würde evtl. bei der Reaktion vielleicht stören.
-Ansonsten würde ich denken das es klappen müsste.

Noch eine Frage: Wo bekomme eine evtl. schon fertige wasserfreie NH3 Lösung her?

Nur im größeren Stahlflaschen vom Gashändler. NH3-Gas ist allerdings nicht ungefährlich, deshalb als Privatmensch eher schwierig zu bekommen.

Wäre es evtl. auch möglich eine alkoholiosche NH4Cl-Lösung zu nehmen?

Joaaa... man müsste bloß noch 1/3 äquivalente mehr Alkalimetall einsetzen und das "HCl" im NH4Cl zu entfernen.

2 Na + 2 EtOH --> 2 NaOEt + H2

NaOEt + NH4Cl --> NaCl + EtOH + NH3

Es entsteht nur so viel NH3 wie man Na hinzugibt. Normalerweise nimmt NH3 lieber im Überschuss. Könnte sonst vielleicht zur Fällung von Natrium kommen. Außerdem besteht die Lösung dann mehr aus einem NaCl-NaOEt-NH3-Natriumschleimt als um eine schöne effektive Reagenz.

Wäre ein Rückwurf an der erste Frage im Fred ob das wirklich interessant ist --> Kann man ein zusätzliches Lösungsmittel bei der Birch benutzen?

Die klassische Methode Ammoniumcarbonat (billig, OTC) oder so mit Abflussreiniger (billig, OTC) reagieren zu lassen und den entstehden NH3-Gasdampf über CaCl2 (billig, OTC) zu trocknen und mit Aceton/Trockeneis (billig, OTC (Trockeneis gibt z.B. im Citti-Markt etc.)) zu kondensieren ist deutlich ökonomischer und die Reagenz ist auf jeden Fall sauber genug für die meisten Reaktionen. BTW Lithium kann man auch anstatt Natrium nehmen, das gibt's in z.B. in Energizer-Li-Batterien metallisch, ist also auch OTC.

Gruß

Gruß zurück.

[Patrick]

Würde also folgende Anleitung funktionieren...

Konz. NaOH wird auf NH4Cl( oder ein anderes Salz) getropft wobei NH3 Gas entsteht. Dieses leitet man durch zwei mit CaCl2 gefüllte Trockentürme und anschließend verflüssigt man das NH3- Gas durch ein Aceton/ Trockeneis- Bad. Auf diese Weise stellt man 50 g flüssiges NH3 her und gibt anschließend stückchenweise 1mol Li/Na hinzu wobei sich die Lösung tiefblau färbt. Nun gibt man unter Rühren 0,5 Mol der Ausganssubstanz in 1Mol MeOH/ EtOH hinzu.
Nach 10 min entfernt man das Kältebad und absorbiert das verflüchtigende NH3- Gas in verdünnter Säure. Schlussendlich füllt man mit 100 ml 2% NaOH auf und ethert 3x mit 100ml Diethylether aus, trocknet über MgSO4, entfernt den Ether und fertig.

Das wäre ja mal ne schöne Reaktion für Privatpersonen die sich nicht beim Chemikalienkauf ständig rechtferigen wollen( Ether ist übrigens in Motorstarthilfen enthalten und das noch in recht reiner Form) 
Gruß Patrick

[Dithmarscher]

Würde also folgende Anleitung funktionieren...

Konz. NaOH wird auf NH4Cl( oder ein anderes Salz) getropft wobei NH3 Gas entsteht. Dieses leitet man durch zwei mit CaCl2 gefüllte Trockentürme und anschließend verflüssigt man das NH3- Gas durch ein Aceton/ Trockeneis- Bad. Auf diese Weise stellt man 50 g flüssiges NH3 her und gibt anschließend stückchenweise 1mol Li/Na hinzu wobei sich die Lösung tiefblau färbt. Nun gibt man unter Rühren 0,5 Mol der Ausganssubstanz in 1Mol MeOH/ EtOH hinzu.
Nach 10 min entfernt man das Kältebad und absorbiert das verflüchtigende NH3- Gas in verdünnter Säure. Schlussendlich füllt man mit 100 ml 2% NaOH auf und ethert 3x mit 100ml Diethylether aus, trocknet über MgSO4, entfernt den Ether und fertig.

Das wäre ja mal ne schöne Reaktion für Privatpersonen die sich nicht beim Chemikalienkauf ständig rechtferigen wollen( Ether ist übrigens in Motorstarthilfen enthalten und das noch in recht reiner Form) 
Gruß Patrick

- Die Ausgangssubstanz zur NH3-Alkali-Lösung hinzuzugeben ist nicht so toll, weil es zur teilweisen "Überreduzierung" kommen kann. Lieber umgekehrt.
- Die Ausgangssubstanz in EtOH oder MeOH hinzu zu geben wäre nicht sonderlich effektiv, da diese auch mit dem Na reagieren und somit den Ertrag mindern würden. Lieber direkt in NH3 lösen. Und wenns unbedingt sein soll dann in in was inertem was nicht stört wie THF, Et2O, (Di)Ethylamin etc..
- Ausgangsasubstanz darf, falls es sich um eine Base handelt, nur die freie Base sein... ansonsten brauchst du 1,5 mol Natrium. Vielleicht könnten auch 0,5mol wasserfreies NaOH oder sogar Na2CO3 im NH3 aushelfen.
- Direktes hinzufügen von NaOH zur Aufarbeitung ist eher gefährlich. Wenn du NaOH direkt drauf geben würdest würde dir alles nicht reagierte Na-Metall um die Ohren fliegen! Also müsste man erst mit EtOH oder IPA nicht reagiertes Natium entfernen.
- 50ml NH3 erscheinen mir viel zu wenig in der Praxis!

[Patrick]

- Die Ausgangssubstanz zur NH3-Alkali-Lösung hinzuzugeben ist nicht so toll, weil es zur teilweisen "Überreduzierung" kommen kann. Lieber umgekehrt.
- Die Ausgangssubstanz in EtOH oder MeOH hinzu zu geben wäre nicht sonderlich effektiv, da diese auch mit dem Na reagieren und somit den Ertrag mindern würden. Lieber direkt in NH3 lösen. Und wenns unbedingt sein soll dann in in was inertem was nicht stört wie THF, Et2O, (Di)Ethylamin etc..
- Ausgangsasubstanz darf, falls es sich um eine Base handelt, nur die freie Base sein... ansonsten brauchst du 1,5 mol Natrium. Vielleicht könnten auch 0,5mol wasserfreies NaOH oder sogar Na2CO3 im NH3 aushelfen.
- Direktes hinzufügen von NaOH zur Aufarbeitung ist eher gefährlich. Wenn du NaOH direkt drauf geben würdest würde dir alles nicht reagierte Na-Metall um die Ohren fliegen! Also müsste man erst mit EtOH oder IPA nicht reagiertes Natium entfernen.
- 50ml NH3 erscheinen mir viel zu wenig in der Praxis!

Ich würde nur deshalb einen Alkohol hinzufügen wollen, da ich gelese hatte, dass ein Protonenspender notwendig ist und du hast jetzt davon nichts geschrieben. Wobei es doch nicht schlimm ist wenn sich EtONa bildet, sollte halt nur vorher ein H mit der Ausganssubstanz reagiert haben.
 Hab aber auch irgendwo gesehen, dass man NH4Cl als Protonenspender nehmen könnte. So dass sich ...
NH4Cl+Na --> NH3+NaCl+H bildet. Aber in welcher Reihenfolge muss ich jetzt was mischen damit die Reaktion glückt. Würde mich auch sehr über eine fertige SYnthesevorschrift freuen, die recht einfach durchführbar ist

Gruß

[Dithmarscher]

Hier eine tolle Vorschrift die nahe bei Raumtemperatur und 1 atm durchgeführt werden kann:

Procedure 1: Reduction of benzene to 1,4-cyclohexadine.
In a 500-mL, 2-necked, round-bottomed flask tted with a reflux condenser and a stirring bar were placed tert-butanol (72 g, 0.963 mol, 2.85 equivalents), dry benzene (27.3 g, 0.35 mol, 1 equivalent) and dry THF (120 mL). The flask was attached to gas ammonia (NH3) whose pressure was approximately 1 atmosphere (atm) and the resulting solution was stirred. The reaction mixture was cooled in an icewater bath and then freshly cut lithium (7.35 g, 1.05 g-atom, 3 equivalents) was added over 3-5 min. The temperature of the bath was allowed to rise gradually to room temperature. After the addition of lithium was completed, the reaction mixture was stirred for 5 h. Two phases appeared in the reaction mixture.
The top and bottom phases were brown and gray, respectively. The mixture was cooled in an ice-water bath again. Cold water was added slowly and carefully to the flask until all the lithium was consumed, as evidenced by the conversion of the colors to white. The reaction mixture was poured into a mixture (250 g) of water and ice and was acidied with the addition of 2 N cold hydrochloric acid. The organic layer was separated and washed with cold water (100 mL), a solution of NaHCO3 (5%, 50 mL) and water (75 mL), in order that. The reduction product, 1,4-cyclohexadiene, was dried over CaCl2 and ltered. The yield (23.5 g) and conversion of the reaction were 84% and 100%, respectively.

Quelle: http://tvv2008.blogspot.com/2009/11/convenient-procedures-for-birch.html

Die sieht doch gut aus!
Kann jemand erklären was das Tert-Butanol genau bringt?

[Patrick]

Das tert-Butanol stellt den Wasserstoff zur Verfügung den das Benzol aufnimmt und bindet das Li

Gruß