Каталитическое гидрирование пиридинового гликоля

[Masterboy]

Глубокоуважаемые коллеги!
Свидетельствую Вам свое уважение и думаю, что многие из участников форума, так или иначе, сталкивались с необходимостью получения химических реагентов на заказ. Именно поэтому, я бы хотел сформулировать следующий вопрос: как Вы думаете, какова может быть цена 1-(2-пиперидил)-1,2-этандиола, альфа-рацемата (низкоплавкий рацемат)? Получается продукт исходя из 2-винилпиридина следующим образом: 2-винилпиридин окисляется по Вагнеру в водном ацетоне (выход 56-65%), полученный продукт восстанавливается водородом на платиновом катализаторе (лучше - родий ?), полученный продукт перегоняется и, после фракционной кристаллизации из диэтилового эфира дает альфа-рацемат искомого гликоля с выходом 35%. Общий выход на 2-винилпиридин - 20-22%.
Буду также несказанно признателен коллегам, которые смогут дать практические советы по каталитическому гидрированию пиридинового гликоля. Какой растворитель лучше брать? Какой катализатор на практике работает лучше (чтобы и без гидрогенолиза, и без алкилирования атома азота в целевом веществе)? Сам склоняюсь в сторону родия (из чисто теоретических и общих соображений). Быть может - платина будет хороша, но в каком виде?
В общем, вопросов больше, чем ответов. Очень рассчитываю на компетентную рекомендацию специалиста. Особенно - в части восстановления.

[chemist]

Дык это. Надо бы конкретную методику обсчитать: что берётся, сколько и почём
Цены сильно зависят от того, хотите купить или продать, слышал, что в США разница 5-15%, в Европе 10-30%, в Китае 50-200%, в России 300-10000%
А бензофеноновое производное Вашего пиперидинового гликоля продают Sigma-Aldrich - 2-(2,2-DIPHENYL-1,3-DIOXOLAN-4-YL)PIPERIDINE HYDROCHLORIDE CAS 3666-69-1, цена, конечно, не синтетическая

[Masterboy]

Добрый день, chemist!
Ваша правда! Но, естественно, покупать в Сигме функциональное производное, с тем, чтобы потом на его основе нарабатывать продукт его гидролиза - это не вариант! Тут бы, в первую очередь, разобраться с каталитическим гидрированием, а затем - плавно переходить уже к прикидыванию цены.

[chemist]

Так выкладывайте ссылки/статьи, тогда сопортальцы помогут советами и размышлизмами

[Masterboy]

Добрый день!
Так, я еще раз сформулирую свой вопрос в более корректной форме: какой катализатор, растворитель и какие условия необходимо использовать для того, чтобы без осложнений (гидрогенолиза и N-алкилирования) восстановить 1-(2-пиридил)-1,2-этандиол в 1-(2-пиперидил)-1,2-этандиол?
Вопрос о цене, думаю, уже потом можно разрешить.

[chemist]

Катализатор гидрирования часто выбирают по кошельку: чем больше можете себе позволить, тем благороднее покупаете металл, в пределе - чистая платина по Адамсу.
От межмолекулярно алкилирования можно уйти, если не использовать спирты, а вот внутримолекулярное (концевой ОН-группой с образованием цикла), думаю, можно исключить диоксолановой защитой тем же бензофеноном (возможно, потому-то Sigma-Aldrich'и бензофеноновое производное и продают, к тому же незащищённый продукт сильно гидрофильный и, как часто бывает у таких друзей, плохо кристаллизуется, а кристаллы солей расплываются).

[Masterboy]

Дело в том, что мы синтезировали такой продукт восстановлением никель-алюминиевым сплавом в водной щелочи, используя водород в момент выделения. Накладок не было, но при выделении приходится отгонять большое количество воды и в целом, вследствие высокой гигроскопичности вещества, выделение его несколько затруднено.
Лично пытался каталитически гидрировать это вещество по прописной методике в виде водного раствора солянокислой соли, в присутствии диоксида платины. Поглощения водорода не было даже при давлении в 113 атмосфер при 90С. При прибавлении к этой смеси палладия на угле поглощение водорода пошло, но меньше теоретического и, как показал анализ - продуктов восстановления пиридинового цикла получено не было.
Отсюда вопрос к тем, кто практически делал что-то подобное и знает на своем опыте нюансы проведения реакции - какой катализатор, условия и растворитель будут наиболее пригодными для проведения этого процесса?

[kika]

Отсюда вопрос к тем, кто практически делал что-то подобное и знает на своем опыте нюансы проведения реакции - какой катализатор, условия и растворитель будут наиболее пригодными для проведения этого процесса?

Мы использовали Pd(5%/С) катализатор (порошкообразный или 50%-ный водный раствор).

[Masterboy]

Добрый день!
Палладий нам не подходит, в силу описанных мною обстоятельств. Никель - потворствует N-алкилированию, хотя, как знать, что будет в водном растворе (или в уксусе)? Восстановление у нас идет так или иначе под давлением, поэтому это вращающийся автоклав. Вот мои вопросы по существу:
Надо ли восстанавливать продукт в виде свободного основания или надо переводить его в соль? В случае свободного основания, вещество у нас единожды уже восстановилось "водородом в момент выделения" в присутствии полученного in situ Никеля Ренея. Будет ли то же самое в случае каталитического гидрирования? Свободный пиридин восстанавливается лучше в виде соли, так как в этом случае он сорбируется на поверхности катализатора "плашмя". В противном случае, он сорбируется под углом и восстановление идет хуже. В нашем субстрате есть еще и гидроксилы. Как они могут повлиять на сорбцию вещества в виде соли и в виде свободного основания? С одной стороны, основные вещества активируют, к примеру, Никель Ренея, с другой - свободное азотистое основание (речь про производное пиперидина) может отравить катализатор, плотно на него "сев". Где компромисс и что предпочесть в случае металлов платиновой группы?
Что лучше брать, как растворитель - уксусную кислоту, воду или метанол?
Какой вариант платинового катализатора лучше еще попробовать или уйти на родий на угле или двуокись рутения?
Вот та информация, которая меня интересует.

[S324]

на платине всё хорошо идёт, но дооолго )), так как сорбционная ёмкость маленькая.
50-100г можно и 2 недели колбасить.
родий на угле лучше, но дохнет от всего.
когда его покупаем, то сразуже к нему и осч растворители олдричевские берём, иначе риск большой.

[Masterboy]

Добрый день, S324!
Большое Вам спасибо и низкий поклон за этот важный комментарий! Я не знал тех важных деталей, что Вы прописали в своем ответе. Буду Вам признателен, если Вы сочтете возможным подсказать соотношения катализатора и восстанавливаемого соединения?

[tixmir]

Я, возможно, буду осенью востанавливать изоникотиновую кислоту, перерыв кучу литературы сделал вывод что оптимально использовать лед уксусную в качестве растворителя, 5 мол % PtO2 как катализатор. ( есть ещё вариант как катализатор использовать систему гексахлорплатиновая + трифенилфосфин, но последнего у меня нет) Причем аффтары утверждают, что востановление идет за сутки при атмосферном давлении.

[Masterboy]

Добрый день!
Да некоторые авторы также утверждают, что и пиридиновый гликоль легко восстанавливается в воде в виде гидрохлорида с соотношением 115 г вещества на 2 грамма диоксида платины - но методика-то не воспроизводится. Литература - это одно, а личный опыт синтетика - совершенно иное. Не следует их путать.

[tixmir]

А я и не говорил что делал, и специально указал что сделал вывод по литературе, ведь авторы же делали !

[Masterboy]

Добрый вечер!
Прошу меня заранее извинить за резкость, но я испрашивал совета практиков, людей, которые осуществляли интересующие превращения своими руками. То, что кем-то написано в статьях меня сейчас интересует мало, ибо это - лотерея. tixmir, я отлично помню Ваши важные и ценные комментарии по поводу алкилирования никелевых хелатов аминокислот, о возрастании СН-кислотности при образовании исходных металлических комплексов исходных субстратов - это были комментарии практика, который точно знает то, о чем говорит. Сейчас требуется то же самое.

[Aleksander]

Я пару раз занимался восстановлением пиридинового кольца, правда системы были малость по навароченней... Синтез вёл или в ледяной уксусной кислоте или в метаноле, но опять же с добавлением AcOH, при температуре около 60 С, давление до 30 атм на Pd\С. Как уже отмечалось, реакция оч продолжительная, порой приходилось крутить до пары дней, и ни разу у меня не получилось достичь полной конверсии, всегда оставалось около 15-20% исходника:( но благо с очисткой проблем не было, так что для меня это было не принципиально! Также хочу отметить, что реакция оч чувствительна к качеству палладиевого катализатора. Я ставил синтез на 10% Pd\С или 20% Pd(OH)2/C. на 5% катализаторе гидрирование вообще не шло, такая же картина наблюдалась и на старом ктализаторе...

[Masterboy]

Добрый день, Aleksander!
Большое спасибо за ценные рекомендации! Думаю, что Ваши наблюдения за катализатором вполне можно экстраполировать и на платину. Есть встречный вопрос: для какой цели Вы использовали уксусную кислоту? Есть ли данные сравнительного эксперимента в отсутствие кислоты?

[Aleksander]

Без кислоты реакция вообще не шла... по всей вероятности ,не смотря на то, что пиридин с уксусной кислотой соли не образует, кислая среда активирует систему... К тому же проведение реакции с добавлением AcOH (в отличии от соляной кислоты) позволяло довольно легко очищаться от не прореагировавшего исходника:)
На сколько мои наблюдения можно перенести на платиновые катализаторы - вопрос не однозначный...

[Masterboy]

Добрый день, Aleksander!
По-видимому, сорбция исходного субстрата на катализаторе "плашмя" все же играет определенную роль. С другой стороны, быть может это позволяет эффективно противостоять отравлению катализатора (в нашем случае скелетного никеля образовывалось по массе даже больше, чем масса исходного вещества!). Буду Вам очень признателен, если Вы напишите, содержали ли Ваши производные пиридина заместители в положении 2(6) (хочу для себя убедиться в правомерности аналогии)?

[Aleksander]

Положения 2(6) были не заняты, в 4-ом торчала алифатика, так что аналогия наверно не оч хорошая....
Извините, я не совсем понял, что значит "скелетного никеля образовывалось по массе даже больше, чем масса исходного вещества!"вы брали большой избыток Ni-Al-сплава?