Totalsynthese von Aesculin

[Cumarinderivat]

Hallo,

ich habe jetzt beschlossen, erst einmal das Aesculetin zu synthetisieren (hab damit auch noch was anderes vor) und dann sehe ich mal weiter wegen dem Aesculin.

Wegen den Chems hab ich vorgestern mal mit meinem Laborlehrer geredet. Der hat gemeint, ich muss da mit dem Händler reden, wenn der mal wieder an der Schule ist, aber wenn er drandenkt spricht er ihn mal darauf an. Er hat aber auch gemeint, dass das wohl eher schlecht aussieht 
Zur Not muss ich es eben doch in der Apotheke probieren.

Außerdem habe ich ein Angebot von einem anderen Lehrer für eine UV/Vis bzw. IR-Spektroskopie (zumindest des Endprodukts).
Mit dem Phys-Chem-Lehrer wegen GC-MS bzw. IR hab ich noch nicht geredet, den hab ich nächsten Donnerstag wieder.

Ich hätte noch eine andere Frage. Kann man bei folgender Vorschrift das Ethanthiol auch durch ein anderes (einfacher zu bekommendes und weniger stinkendes  ) LM ersetzen?

Durchführung: In einem 500-mL-Kolben werden 190 mL Ethanthiol und 30,5 g AlBr3 vorgelegt und auf 0 °C gekühlt. Unter Rühren werden 4,90 g 4-Hydroxy-6,7-methylendioxycumarin auf einmal zugegeben, wobei das Reaktionsgemisch die Farbe ändert. Es wird für 2 Stunden bei 0 °C gerührt, dann in einer Abdampfschale bei Raumtemperatur über Nacht (im Abzug!), um das Ethanthiol zu entfernen. Es werden 95 mL 10%ige HCl zugegeben, wobei sich ein Niederschlag bildet. Nach erneutem Rühren über Nacht wird mit 4x95 mL Ethylacetat extrahiert, die organische Phase mit 4x50 mL gesättigter NaCl-Lösung gewaschen und über Natriumsulfat (50 g) getrocknet. Dann wird das Lösemittel abgedampft.

Bzw. gibt es eine andere Möglichkeit zum Entschützen einer Methylendioxygruppe?

LG,
Florian

[Cumarinderivat]

So, langsam geht es in die heiße Phase, gestern habe ich den ersten Synthese-Schritt durchgeführt.

Der Rest der Synthese folgt dann Stück für Stück, ihr findet sie hier auf Illumina (wollte sie nicht zweimal hochladen).

LG,
Florian

[Heuteufel]

Sehr schön, ich hatte befürchtet, es würde für immer bei der Idee bleiben (nicht zuletzt aufgrund der Schwierigkeit die benötigten Chemikalien zu beziehen) und es freut mich, dass ich falsch lag!  Außerdem freut mich, dass meine Syntheseanleitung für Benzochninon scheinbar ausreichend verständlich war um erfolgreich reproduziert zu werden.  Das Produkt sieht schön gelb aus, wie das sein muss. 

[Cumarinderivat]

Wenn ich mir mal was in den Kopf setze, dann ziehe ich das auch durch - zumindest wenn es irgendwie möglich ist und vor allem, wenn ich schon so viel Arbeit reingesteckt habe! 

Das Essigsäureanhydrid habe ich jetzt bei Reiss bestellt, ist zwar relativ teuer, aber ich hab noch mehr gebraucht, was ich nur dort bekomme. Die sind die einzigen, die ich kenne, die auch etwas ausgefallenere Chemikalien an Privatpersonen verkaufen.
Meines Wissens nach haben die z.B. auch das Acetylbromid, das ich irgendwann man noch brauche, aber jetzt gehe ich fürs Erste mal nur bis zum Aesculetin ... ich hab die weiteren Chems net und bin erstmal völlig pleite 

LG,
Florian

Edit: Vielen Dank für die Vorarbeit mit der Vorschrift, sie war problemlos nachzuvollziehen. Die Ausbeute ist bei mir sogar noch etwas besser, als bei dir angegeben (74,4%), kann aber auch sein, dass das Produkt noch nicht 100 % trocken war. Auf jeden Fall ist die obere Grenze erreichbar.

Falls du das bei deiner Anleitung noch ergänzen willst: Der Schmelzpunkt des Produkts liegt bei 114,5 °C, die Literaturangabe besagt 116 °C.

[Heuteufel]

Die Ausbeute ist bei mir sogar noch etwas besser, als bei dir angegeben (74,4%)

Ist mir lieber so, als anders rum. 

Falls du das bei deiner Anleitung noch ergänzen willst: Der Schmelzpunkt des Produkts liegt bei 114,5 °C, die Literaturangabe besagt 116 °C.

Ja, die Literaturangabe ist auch 113-115 °C, 115 °C, 114 °C etc. Schmelzpunkte messe ich wirklich nur der Vollständigkeit halber, oder wenn ich den Literaturwert für sehr zuverlässig halte. Aber trotzdem danke! 

[Cumarinderivat]

So, Schritt zwei ist durch, die Ausbeute ist wieder besser als etwartet, sie liegt bei 93,8 % d. Th. (angegeben waren 91,1 %).

Zur Reinheit: ich hab heute mit meinem Phys-Chem Laborlehrer geredet und darf morgen IR-Spektren aufnehmen.

LG,
Florian

[Heuteufel]

Schön, dass soweit alles gut geklappt hat. Wie du bestimmt schon selbst feststellen konntest, kann man aus dem IR-Spektrum ziemlich gut darauf schließen, ob das Produkt das gewünschte sein könnte, oder was völlig anderes ist (besonders, wenn ein Spektrum zum Vergleich zur Verfügung steht), jedoch kann man nicht ohne weiteres auf die Reinheit schließen. Ich kann für das Heimlabor da nur die Dünnschichtchromatographie empfehlen. Das einzige, was du wirklich kaufen musst sind die DC-Plättchen. Für den Rest reicht ein Marmeladenglas, ein paar Lösungsmittel und was zum Anfärben. Zum Anfärben empfehle ich Permanganat-Reagenz, weil es so ziemlich alles sichtbar macht.

potassium permanganate (3 g) + potassium carbonate (20 g) + 5% aqueous, NaOH (5 ml) + water (300 ml)

Wenn du keine DC-Plättchen kaufen möchtest, bin ich mir sicher, dass dir ein Lehrer einige zur Verfügung stellen kann; DC-Plättchen gibt es eigentlich in jedem Labor.   

[Cumarinderivat]

Ich hab schon vor, mir irgendwann DC-Zubehör anzuschaffen, aber die DC-Platten sind eben leider recht teuer und ich kann mir gerade eigentlich keine leisten ... ich kann aber tatsächlich mal meinen Laborlehrer fragen, Platten haben wir haufenweise in der Schule.

LG,
Florian

[Cumarinderivat]

Hallo,

jetzt hört ihr nach langer Zeit auch mal wieder was von mir

Der ausgewählte Weg zum Aesculetin hat sich als eine schlechte Wahl erwiesen, nach zwei gut funktionierenden Schritten bin ich im dritten Schritt bei zwei Versuchen völlig gescheitert!
Statt 52 % Ausbeute habe ich gerade mal ein paar Milligramm erhalten, das war vielleicht nicht mal 1%. Ich habe es nicht für nötig gehalten, da noch die Ausbeute zu bestimmen und das Produkt entsorgt, da ich so nichts damit anfangen konnte.

Ich werde demnächst irgendwann einen alternativen Weg versuchen, vermutlich den aus NI2s Syntheseplan, welcher von Sesamol und Hexamethylentetramin ausgeht. Bei diesem dürfte der entscheidende Schritt deutlich besser funktionieren. Zumindest handelt es sich dabei um eine Perkins-Reaktion und Reaktionen dieser Art wurden auch im Hobbymaßstab bereits erfolgreich durchgeführt!

Ich werde mich dann wieder melden, wenn ich so weit bin, wird aber wohl noch eine Weile dauern, hab grade viel zu tun.

Liebe Grüße,

Florian

[Heuteufel]

Hmm, auf den DCs, die auf Illumina gepostet hattest, konnte man doch mehrere deutliche Spots sehen; nach dem Säulen müsste man also auch mehrere Fraktionen erhalten, die mehr als nur ein paar mg ausmachen. Du kannst gerne eine andere Route ausprobieren (ich weiß auch nicht, was klappt, und was nicht). Ich möchte jedoch ehrlich sagen, dass ich das, was du auf Illumina zur Synthese des Aesculetins gepostet hast, als nicht nachvollziehbar/wissentschaftlich aussagekräftig empfinde. 

[Cumarinderivat]

Selbst wenn durch die Fraktionen Probe verloren gegangen ist - das möchte ich gar nicht ausschließen - ist die Ausbeute immer noch miserabel.

Ich hatte die Pechmann-Kondensation bereits im Voraus zur Herstellung von Umbelliferon getestet und auch dort nur eine miserable Ausbeute von 2 % statt ca. 50 % erhalten. So viel verlust können die Fraktionen gar nicht ausgemacht haben!

Ich habe inzwischen herausgefunden, dass es vermutlich vorteilhafter ist, das Triacetoxybenzol - über zwei weitere Schritte mit relativ hoher Ausbeute - zum 2,4,5-Trihydroxybenzaldehyd umzuwandeln und dann eine Perkins-Reaktion durchzuführen. Bei diesem Vorgehen ist die Literaturausbeute immer noch besser, als bei dem infrage kommenden alternativen Wegen aus NI2's Übersicht. Außerdem geht dieser Alternativweg vom wesentlich teureren Sesamol (mehr als das Fünffache als Hydrochinon) aus, während bei Beibehaltung des Weges bis zum Triacetoxybenzol das günstigere Hydrochinon als Ausgangsstoff dient.

LG,
Florian

[Heuteufel]

Hmm, ich bin von den DC´s etwas verwirrt. Ich bin mal so frei und poste eine DC unter UV, die du bei Illumina gepostet hattest:

UV.PNG (396.96 KB . 423x431 - angeschaut 994 Mal)
Da gibt es doch einen riesigen, leuchtenden Fleck, der mit Fe(III) eine schwarze Färbung bildet. Es ist natürlich schwer sowas aus der Ferne und ohne weitere Analytik zu sagen, aber wenn ich eine Vermutung äußern müsste, würde ich sagen, das ist dein Produkt und auch das Hauptprodukt der Reaktion. Und nach der Säule ist plötzlich nix mehr da. Ich raff das nicht so wirklich. 

Ich habe inzwischen herausgefunden, dass es vermutlich vorteilhafter ist, das Triacetoxybenzol - über zwei weitere Schritte mit relativ hoher Ausbeute - zum 2,4,5-Trihydroxybenzaldehyd umzuwandeln und dann eine Perkins-Reaktion durchzuführen. Bei diesem Vorgehen ist die Literaturausbeute immer noch besser, als bei dem infrage kommenden alternativen Wegen aus NI2's Übersicht. Außerdem geht dieser Alternativweg vom wesentlich teureren Sesamol (mehr als das Fünffache als Hydrochinon) aus, während bei Beibehaltung des Weges bis zum Triacetoxybenzol das günstigere Hydrochinon als Ausgangsstoff dient.

Wie gesagt, egal, wie du es machst, wenn das Ergebnis stimmt und die Analytik passt, bin ich gern bereit zu glauben, dass es eine gute Syntheseroute ist. 

Ich hatte die Pechmann-Kondensation bereits im Voraus zur Herstellung von Umbelliferon getestet und auch dort nur eine miserable Ausbeute von 2 % statt ca. 50 % erhalten. So viel verlust können die Fraktionen gar nicht ausgemacht haben!

Die Synthesen bei denen erst der Aldehyd in situ aus Malonsäure erzeugt wird, sind natürlich etwas problematisch, trotzdem sollte bei der richtigen Vorgehensweise mehr als 2 % Ausbeute drin sein (wenn auch keine 50 %).

Das Thema hat mich daran erinnert, dass ich mal 4-Methylumbelliferon [90-33-5] hergestellt hatte. Die Ausbeute war gut, aber ich hatte die Vorschrift nie gepostet, weil ich an ein paar Stellen nicht optimal vorgegangen war, und das Ganze nochmal wiederholen wollte. Trotzdem hier ein paar Fotos:

Literaturvorschrift:

Zu einer auf 0-5 °C gekühlten Mischung von 22.0 g (0.2 mol) trockenem Resorcin und 25.5 ml (0.2 mol) Acetessigsäureethlyester werden 25.0 ml konzentrierte Schwefelsäure portionsweise unter Schütteln hinzugefügt. Das Reaktionsgemisch wird anschließend für 24 Stunden im Kühlschrank stehen gelassen und dann unter Rühren auf Eis gegossen. Der abgeschiedene Feststoff wird abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Nach Umkristallisation aus Ethanol erhält man 29.0 g cremefarbene Nadeln (82 % der Theorie) von Schmelzpunkt 185 °C.

Die Reaktion:

Methylumbelliferon 1.JPG (60.89 KB . 1024x683 - angeschaut 994 Mal)

Hydrolyse 1:

Methylumbelliferon 2.JPG (59.86 KB . 1024x683 - angeschaut 1031 Mal)

Hydrolyse 2:

Methylumbelliferon 3.JPG (70.65 KB . 1024x683 - angeschaut 1021 Mal)

Umkristallisation:

Methylumbelliferon 5.JPG (66.76 KB . 1024x683 - angeschaut 1015 Mal)

Produkt:

Methylumbelliferon 6.JPG (84.31 KB . 1024x683 - angeschaut 991 Mal)

Fluoreszens unter UV:

Methylumbelliferon 7.jpg (65.18 KB . 1024x683 - angeschaut 1016 Mal)

Quelle:
 V. K. Ahluwalia, P. Bhagat, R. Aggarwal, Intermediates For Organic Synthesis, I. K. International, 2005, 222. 

[Cumarinderivat]

Hallo Heuteufel,

Sorry, dass ich erst jetzt antworte, ich war lange nicht mehr bei Lambdasyn online.

Ich weiß auch nicht, was da bei dem Säulen schiefgegangen ist, ich muss sagen, die Säule war auch eigentlich immer noch etwas zu kurz. Ich werde demnächst einfach den anderen Weg versuchen, jetzt bin ich wohl besser ausgestattet (mit Aesculetin-Referenz, Roti, wesentlich mehr Kieselgel, ...) und habe außerdem auch so einiges aus meinen eigenen (zahlreichen) Fehlern gelernt! Wir werden also mal sehen, was dann dabei rauskommt.

LG,
Florian