Метилат натрия

форум для специалистов в области органической химии
organic chemistry issues discussion for professional scientists
0xerror
Сообщения: 15
Зарегистрирован: Пт янв 26, 2018 6:47 pm

Re: Метилат натрия

Сообщение 0xerror » Пн янв 29, 2018 7:13 am

ChemNavigator писал(а):
Пн янв 29, 2018 2:39 am
0xerror писал(а):
Вс янв 28, 2018 11:17 pm
Реагируют альфа-цианотолуол и диЭТИЛоксалат.
Тогда почему Вы используете метилат натрия, разве он не будет давать смесь продуктов переэтерификации, аналогично другим алкоголятам? Откуда берутся выходы до 96%?
Извините, диметилоксалат, ошибся.
А выходы до 96% получаются если долго нагревать с прямым холодильником. Но масштабируемость плохая. При массе цианида более 500г выход падает, причем чем больше загрузить тем сильнее падает, время реакции пробовал увеличить, но эффект от этого с повышением загрузки ухудшается.

В общем, советуете использовать трет-бутилат калия? Трет-бутилат натрия не подойдет?

Аватара пользователя
kika
Сообщения: 5330
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Re: Метилат натрия

Сообщение kika » Пн янв 29, 2018 8:48 am

0xerror писал(а):
Вс янв 28, 2018 3:49 am
Пока что я пришел к следующему:
Растворить хотя бы частично в ТГФ метилат и прикапывать субстрат к кипящий раствор/суспензию метилата в ТГФ в быстром темпе при одновременной отгонке образующегося спирта. ...

Сейчас стоит задача подобрать растворитель для реакции в гомогенной среде. Метилат доступен с сухом виде, мне поставлена эта задача, использовать сухой метилат, не иначе. Поэтому я спросил, может у кого есть информация, это сократило бы мне время поисков.
Когда Вы работаете со суспензией метилата в ТГФ, Вас удовлетвлряеют выходы?
Подобная суспензия с другим алкоголятом превосходно работает в реакциях ацетилена с кетонами.

Использовать сухой метилат самое лучшее, раз метанол Вам мешает.

Аватара пользователя
ChemNavigator
Сообщения: 1498
Зарегистрирован: Пт янв 28, 2005 3:02 am

Re: Метилат натрия

Сообщение ChemNavigator » Пн янв 29, 2018 5:24 pm

Уточните, альфа-цианотолуол - это орто-циано-толуол (нитрил орто-толуиловой кислоты), или бензил цианид?

conz
Сообщения: 73
Зарегистрирован: Вт июн 21, 2016 11:52 am

Re: Метилат натрия

Сообщение conz » Пн янв 29, 2018 5:39 pm

Поташик в метаноле - золотая весч.
Зуб не даю, но должно взлететь.

Аватара пользователя
Phobos
Сообщения: 4795
Зарегистрирован: Чт авг 12, 2004 9:24 am

Re: Метилат натрия

Сообщение Phobos » Пн янв 29, 2018 10:23 pm

Бензил-цианид мне приходилось конденсировать с другими субстратами, NaOH в метаноле вполне хватало. Полная депротонация не нужна была, что-то образовалось, прореагировало, равновесие опять сместилось, образовалась новая порция аниона. С метоксидом аналогично должно быть.
Wodka trinkt man pur und kalt, das macht hundert Jahre alt!

aber
Сообщения: 470
Зарегистрирован: Пн ноя 17, 2014 12:59 am

Re: Метилат натрия

Сообщение aber » Вт янв 30, 2018 11:30 am

Phobos писал(а):
Пн янв 29, 2018 10:23 pm
Бензил-цианид мне приходилось конденсировать с другими субстратами, NaOH в метаноле вполне хватало. Полная депротонация не нужна была, что-то образовалось, прореагировало, равновесие опять сместилось, образовалась новая порция аниона. С метоксидом аналогично должно быть.
Это вариант конденсации Кляйзена. Для сдвига равновесия нужно полностью депротонировать продукт. Так что ни поташ, ни щелочь не помогут

aber
Сообщения: 470
Зарегистрирован: Пн ноя 17, 2014 12:59 am

Re: Метилат натрия

Сообщение aber » Вт янв 30, 2018 11:47 am

В древности конденсацию Кляйзена делали с металлическим натрием - дешевле всего. Проблема в том, что натрий может начать восстанавливать Ваш нитрил. Но шансы есть - попробуйте

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 8340
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Метилат натрия

Сообщение chemist » Вт янв 30, 2018 2:30 pm

0xerror писал(а):
Вс янв 28, 2018 3:49 am
Сейчас был использован бензол, в нем растворялся субстрат, потом при размешивании плавно присыпался метилат, затем нагрев и отгонка. Но реакция при этом идет долго (обусловлено медленной отгонкой азеотропа спирта с бензолом со следами эфира), метанол необходимо отогнать весь для получения выходов более 90% (рекордный выход 96.1%). Однако, реакция при масштабировании теряет эффективность, выходы сильно падают, чем выше загрузка тем сильнее падает выход. Потому было принято решение описанное выше.
При масштабировании, как учит курс химтехнологии, важно увеличить не только время, но и сохранить гидродинамический режим, т.е. перемешивание должно быть не хуже при росте габаритов. Вы ничего не говорите о перемешивании, хотя реакция эта гетерогенная (гидрофильная соль нитрила реагирует с гидрофобным оксалатом). Т.е. попробуйте ввести мешалку и греть не в 2, а хотя бы в 4 раза дольше при увеличении загрузки в 2 раза.
Справедливости ради следует сказать, что бывают и такие случаи, когда реакция вообще не масштабируется, тогда приходится организовывать производство в многочисленных маленьких колбочках, видел такое на одном из заводов химреактивов - ловкие аппаратчицы ставили/обрабатывали по 4-6 синтезов в смену, нарабатывая сотни кг продукта в месяц и это было рентабельно из-за относительно низкой доли зарплаты аппаратчиц в себестоимости продукта.
0xerror писал(а):
Вс янв 28, 2018 3:49 am
Сейчас стоит задача подобрать растворитель для реакции в гомогенной среде. Метилат доступен с сухом виде, мне поставлена эта задача, использовать сухой метилат, не иначе. Поэтому я спросил, может у кого есть информация, это сократило бы мне время поисков.
Такого растворителя скорее всего нет, т.к. все гидрофильные, в которых метилат более-менее растворим, протонные, значит будут сами депротонироваться и реагировать, а все апротонные малополярны, в них метилат не растворим. Возможно, помогут такие сильноосновные катализаторы-сорастворители как ди-изопропил-этиламин, пентаметил-пиперидин и т.п., они не алкилируются из-за пространственных затруднений (диметилоксалат способен ещё и метилировать нуклеофилы!).
Насчёт поисков. Закажите поиск в БД Reaxys/SciFinder в разделе Базы Данных, может описано/запатентовано какое-то простое решение по синтезу Вашего продукта или аналогов.
I D E A = A u

0xerror
Сообщения: 15
Зарегистрирован: Пт янв 26, 2018 6:47 pm

Re: Метилат натрия

Сообщение 0xerror » Вт янв 30, 2018 10:41 pm

ChemNavigator писал(а):
Пн янв 29, 2018 5:24 pm
Уточните, альфа-цианотолуол - это орто-циано-толуол (нитрил орто-толуиловой кислоты), или бензил цианид?
Бензил-цианид.
Это вариант конденсации Кляйзена. Для сдвига равновесия нужно полностью депротонировать продукт. Так что ни поташ, ни щелочь не помогут
Верно.
При масштабировании, как учит курс химтехнологии, важно увеличить не только время, но и сохранить гидродинамический режим, т.е. перемешивание должно быть не хуже при росте габаритов. Вы ничего не говорите о перемешивании, хотя реакция эта гетерогенная (гидрофильная соль нитрила реагирует с гидрофобным оксалатом). Т.е. попробуйте ввести мешалку и греть не в 2, а хотя бы в 4 раза дольше при увеличении загрузки в 2 раза.
Справедливости ради следует сказать, что бывают и такие случаи, когда реакция вообще не масштабируется, тогда приходится организовывать производство в многочисленных маленьких колбочках, видел такое на одном из заводов химреактивов - ловкие аппаратчицы ставили/обрабатывали по 4-6 синтезов в смену, нарабатывая сотни кг продукта в месяц и это было рентабельно из-за относительно низкой доли зарплаты аппаратчиц в себестоимости продукта.
Перемешиваем магнитной мешалкой. Попробовали с ТГФ - метилат при суспензировании в ТГФ уже при комнатной температуре начал краснеть. Выходы упали. Сменили на бензол, суспензировали метилат. Мешаем, прикапываем субстрат, одновременно отгоняя азеотроп бензола и метанола образующегося при депротонировании. После прикапывания 2/3 субстрата (скорость отгонки азеотропа 4 капли/сек а скорость прикапывания примерно в 2 раза выше) начинается лавинообразное сгущение РМ и якорь начинает заклинивать. После этого добавляется остаток субстрата и РМ перемешивается вручную раз в 10 минут, еще 30 минут идет отгонка (всего 3 раза перемешивается), затем остудить и выделение продукта. Выходы 75-80%. При масштабировании с 50г бензилцианида до 100г бензилцианида выходы остаются одинаковые.

Вопрос к химикам-практикам: какие приборы для перемешивания РМ в конце реакции вы посоветуете? Магнитная мешалка явно отпадает, т.к. вязкость становится очень велика. Какие есть варианты верхнеприводных мешалок либо может есть какие-то неочевидные варианты?

Есть возможность купить трет-бутанол и металлический калий. Произвести калия трет-бутилат простым растворением металла в спирте получится? Насколько это опасно? Уже был успешный опыт производства метилата из натрия и метанола.

СПАСИБО!
Последний раз редактировалось 0xerror Вт янв 30, 2018 10:56 pm, всего редактировалось 2 раза.

Аватара пользователя
SIG
Сообщения: 3626
Зарегистрирован: Вс ноя 28, 2004 11:48 pm

Re: Метилат натрия

Сообщение SIG » Вт янв 30, 2018 10:53 pm

Только верхнеприводная мешалка, но не с лопастью. Были случаи, когда стеклянный шток в таких реакциях ломало, а тефлоновую лопасть срывало и гнуло. Есть всякие проволочные мешалки, или берите много растворителя.

Аватара пользователя
ChemNavigator
Сообщения: 1498
Зарегистрирован: Пт янв 28, 2005 3:02 am

Re: Метилат натрия

Сообщение ChemNavigator » Вт янв 30, 2018 11:44 pm

0xerror писал(а):
Вт янв 30, 2018 10:41 pm
ChemNavigator писал(а):
Пн янв 29, 2018 5:24 pm
Уточните, альфа-цианотолуол - это орто-циано-толуол (нитрил орто-толуиловой кислоты), или бензил цианид?
Бензил-цианид.
Странно, я был уверен что речь идёт об о-толунитриле. Бензилцианил должен быть поактивнее, непонятно почему у Вас метоксид в присутсвии метанола не работает.
Зачем там нужен ядовитый бензол, почему нельзя отогнать просто метанол сам по себе (без азеотропа) или использовать другие сорастворители (я использовал гексан/гептан для разбавления РМ с EtOH/EtONa). ДМСО тоже может помочь, надо проверять.
И что Вы называете субстратом - бензилцианид или его смесь с диметилоксалатом?

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 8340
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Метилат натрия

Сообщение chemist » Ср янв 31, 2018 12:03 am

SIG писал(а):
Вт янв 30, 2018 10:53 pm
Только верхнеприводная мешалка, но не с лопастью. Были случаи, когда стеклянный шток в таких реакциях ломало, а тефлоновую лопасть срывало и гнуло. Есть всякие проволочные мешалки, или берите много растворителя.
Шток можно сделать из железной трубки, в щелочной среде коррозии не будет. Если торец пропилить и половинки загнуть, то будут простейшие лопасти.
Кстати, действительно, почему бы не взять побольше метанола для достижения гомогенности, нитрил в нём должен раствориться, диметилоксалат и метилат тоже. Тогда и бензол не нужен, который только портит картину, высаждая соли.
I D E A = A u

0xerror
Сообщения: 15
Зарегистрирован: Пт янв 26, 2018 6:47 pm

Re: Метилат натрия

Сообщение 0xerror » Ср янв 31, 2018 2:54 am

chemist писал(а):
Ср янв 31, 2018 12:03 am
SIG писал(а):
Вт янв 30, 2018 10:53 pm
Только верхнеприводная мешалка, но не с лопастью. Были случаи, когда стеклянный шток в таких реакциях ломало, а тефлоновую лопасть срывало и гнуло. Есть всякие проволочные мешалки, или берите много растворителя.
Шток можно сделать из железной трубки, в щелочной среде коррозии не будет. Если торец пропилить и половинки загнуть, то будут простейшие лопасти.
Кстати, действительно, почему бы не взять побольше метанола для достижения гомогенности, нитрил в нём должен раствориться, диметилоксалат и метилат тоже. Тогда и бензол не нужен, который только портит картину, высаждая соли.
С метанолом реакция не идет. Только если отогнать. Но в спиртовой среде даже отгонка не помогает, выходы ниже 40% получаются.
Поэтому использую сухой метилат, суспензирую в бензоле. В ТГФ РМ тоже густеет. ДМСО еще не пробовал, вот на неделе закуплю и попробую.
Сейчас подумал что стоит перейти на трет-бутилат калия, потому что трет-бутанол и металлический калий есть в продаже и не дорого. Если я его в ДМСО использую, спирт отгонять не придется? Очень хотелось бы убрать эту отгонку, она создает неудобства. РМ сильно загустевает + отгонка сильно увеличивает время реакции.
Трет-бутилат калия в ДМСО сможет сместить достаточно равновесие чтобы не пришлось отгонять образующийся трет-бутанол?

Смотрите, еще до того как я исключил метанол, я реакцию проводил следующим образом:
Растворял в метаноле метилат, осуживал, затем смешивал все вместе и разогревал с перемешиванием. Кипятил 2-3 часа, но продукта выделялось меньше 5%, если отогнать значительное количество спирта то выход может доходить до 40% но не выше. Соли образовывались, но РМ не загустевала так сильно, это было удобно, но выходы очень плохие. Метанол разве может растворять соль конечного нитрила? Потому я и убрал вообще метанол и выходы сразу выросли. В идеале я хочу вообще исключить отгонку. Потому и спрашиваю про калия трет-бутилат. Прикапывать в кипящий раствор метилата в метаноле я не пробовал, да и есть ли смысл проверять? Метанол только смещает равновесие влево.

Субстрат это смесь бензилцианида и соотв. эфира.

ximi
Сообщения: 1930
Зарегистрирован: Вс янв 29, 2012 7:50 pm

Re: Метилат натрия

Сообщение ximi » Ср янв 31, 2018 2:15 pm

Зачем там нужен ядовитый бензол, почему нельзя отогнать просто метанол
Зачем там нужен ядовитый бензол, почему нельзя отогнать просто полезный метанол !

ximi
Сообщения: 1930
Зарегистрирован: Вс янв 29, 2012 7:50 pm

Re: Метилат натрия

Сообщение ximi » Ср янв 31, 2018 2:18 pm

калия трет-бутоксид:

Растворимость (в г/100 г растворителя):

гексан: 0,27 (25°C)
диэтиловый эфир: 4,34 (25°C)
тетрагидрофуран: 25 (25°C)
толуол: 2,27 (25°C)
трет-бутанол: 17,8 (25°C)

ximi
Сообщения: 1930
Зарегистрирован: Вс янв 29, 2012 7:50 pm

Re: Метилат натрия

Сообщение ximi » Ср янв 31, 2018 2:20 pm

потому что трет-бутанол и металлический калий есть в продаже и не дорого
Только калий в третбутаноле медленно растворим ... нужна магнитная мешалка и нагревание.
А так же избыток спирта который затем отгоняют.

Аватара пользователя
Phobos
Сообщения: 4795
Зарегистрирован: Чт авг 12, 2004 9:24 am

Re: Метилат натрия

Сообщение Phobos » Ср янв 31, 2018 3:56 pm

В древности конденсацию Кляйзена делали с металлическим натрием - дешевле всего.
Да, на производстве будет очень интересно вскрывать коробки с натрием в масле, отмывать, резать, и кидать в реактор.

На эту реакцию есть десятки примеров в СФ, вкратце глянул. Нагрева там нет вообще, независимо от растворителя температура от нуля до комнатной. Или Вам нужен аддукт 2:1? Для него таки греют около 70.
Высокие выходы моноаддукта получаются в метоксид/метанол, этоксид/этанол, около 18 часов реакция. Есть несколько примеров с гидридом натрия в ТГФе, по идее метоксид/ТГФ должен тоже работать. В ТГФе тоже не греют. Но...ТГФ, как и спирты, неудобен при последующей водной обработке, поэтому его тоже приходится отгонять по завершении реакции. Метанол для производства даже лучше, поскольку его можно отогнать из водной смеси без азеотропа и использовать повторно. После отгонки метанола вещество из водной фазы экстрагируют этилацетатом.
Wodka trinkt man pur und kalt, das macht hundert Jahre alt!

Аватара пользователя
ChemNavigator
Сообщения: 1498
Зарегистрирован: Пт янв 28, 2005 3:02 am

Re: Метилат натрия

Сообщение ChemNavigator » Ср янв 31, 2018 5:42 pm

0xerror писал(а):
Ср янв 31, 2018 2:54 am
С метанолом реакция не идет. Только если отогнать. Но в спиртовой среде даже отгонка не помогает, выходы ниже 40% получаются.

Прикапывать в кипящий раствор метилата в метаноле я не пробовал, да и есть ли смысл проверять? Метанол только смещает равновесие влево.

Субстрат это смесь бензилцианида и соотв. эфира.
Что будет, если к раствору метилата натрия (в метаноле или ДМСО) прибавить один бензилцианид (без диметилоксалата) и отогнать весь метанол? Т.е. сначала получить Na-соль бензилцианида в чистом виде (или в виде раствора/взвеси в ДМСО), без примеси метанола, а уже потом добавить диметилоксалат.

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 8340
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Метилат натрия

Сообщение chemist » Ср янв 31, 2018 8:06 pm

ДМСО вообще-то даёт с метилатом реагент Кори (димсилнатрий), который ацилируется сложными эфирами, см., например: Л. Физер, М. Физер. Реагенты для органического синтеза. Москва, Мир, Том 1, 1970, стр.336 (реакция ДМСО с димэтилфталатом в присутствии метилата).
Если реакция плохо идёт в метаноле, то это может быть причиной его низкой температуры кипения - попросту не хватает тепла. Можно ввести какой-нибудь инертный разбавитель, например керосин (т.кип.~200'C).
I D E A = A u

Аватара пользователя
ChemNavigator
Сообщения: 1498
Зарегистрирован: Пт янв 28, 2005 3:02 am

Re: Метилат натрия

Сообщение ChemNavigator » Ср янв 31, 2018 8:27 pm

Бензилцианид - более сильная CH-кислота, чем ДМСО, поэтому реагировать с эфирами должен не димсил-натрий, а Na-соль нитрила.
В кач-ве альтернативы ДМСО я уже предлагал растворители типа глима и диглима, но это надо проверять.

Ответить

Вернуться в «органическая химия / organic chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 6 гостей