Опять Зандмейер - нюансы и нестыковки

[Phobos]

Предстоит реакция на очередной субстрат, 3,5-дибромоанилин превратить в иодид. Взял процедуру из СФ, попробовал на 1 г - не понравилось. Низкий выход, около 50 (при заявленных 80+), осталась часть непрореагировавшего амина, плюс образовался какой-то жидкий побочный (еще не поняли, кто это). Процедура:

Dissolve 3,5-dibromophenylamine (13 g, 52 mmol) in conc. H2SO4 (100 ml) by stirring in a heated (~50 °C) water bath. Cool the resulting solution to ~0 °C. Add solid sodium nitrite (7.85 g, 113.9 mmol) in small portions with continuous stirring and maintaining the temperature below 5 °C. Allow the reaction mixture to stir for an additional 2 h at ~0 °C. Pour the mixture onto ice-cold solution of KI (25 g, 150 mmol) in water (120 mL). Warm the resulting mixture slowly to room temperature (~1 h). Heat the reaction mixture to ~80 °C for an additional 15 minutes. Filter the solid and wash with cold water (3 x 50 mL). Dry he solid and crystallization of the solid product from ethanol to obtain 1,3-dibromo-5-iodobenzene. Angewandte Chemie, International Edition, 57(3), 790-794; 2018

Пункт 4 вызывает сомнения в адекватности авторов. Выливание 100 мл концентрированной серной к-ты на 120 г льда дает адиабатическое повышение температуры до 61 градуса! А используется именно термин pour, а не добавить по каплям медленно или что-то в этом роде. У нас с охлаждением и льдом внутри подскочила температура до 35. Какое там последующее медленное нагревание до комнатной?

Нашел другую версию этой реакции и тут вообще глаза на лоб полезли:
Synthesis of 1,3-dibromo-5-iodobenzene (1): 3,5-Dibromoaniline (14.28 g, 56.9 mmol) was dissolved in concentrated H2SO4 (200 mL) then NaNO2 (5.13 g, 74.4 mmol) was added in small portions at 0 C. After the addition of aqueous H3PO4 (85%, 100 mL), the reaction mixture was stirred at 0 C for 1 h. The reaction mixture was allowed to warm at room temperature and to stand overnight, and was then poured into ice water and water was added until the total volume was about 300 mL. To the solution, urea (6.57 g, 109 mmol) and KI (13.08 g, 78.8 mmol) were added in that order in small portions, and the reaction mixture was stirred until gas evolution stopped. The reaction mixture was then heated to 50 C and stirred overnight. After cooling to room temperature, NaHSO3 (ca. 9 g) was added. The precipitate was collected by filtration...дальше очистка. Chemistry - A European Journal, 10(24), 6433-6446; 2004

Тут куча вопросов. Зачем добавляют фосфорную к-ту? Диазоний все равно должен по идее остаться в виде сульфата. Потом смесь греют до комнатной и оставляют так на ночь - я бы ожидал, что диазониевая соль благополучно помрет в этих условиях. Фосфорная как-то стабилизирует смесь? Далее - мы смешиваем 200 мл серной, 100 мл фосфорной, и выливаем в воду со льдом так, чтоб в конце получилось 300 мл???? Далее - добавляем огромный избыток мочевины - зачем? И при всем этом наша диазониевая соль тепреливо ждет, пока добавят иодид?

Тут я решил обратить внимание на модную нынче тему устойчивых диазоний тозилатов, и нашел целую группу реакций в сходных условиях.
2-Phenoxyaniline (1.13 g, 6.12 mmol, 1.00 equiv.) and p-TSA (3.51 g, 18.4 mmol, 3.00 equiv.) were added to a round-bottom flask. CH3CN (60 mL) was added, and stirring was initiated at 23°C under ambient conditions. The reaction mixture was cooled in an ice bath. NaNO2 (0.840 g, 12.2 mmol, 2.00 equiv.) and KI (2.54 g, 15.3 mmol, 2.50 equiv.) were dissolved in water (7.5 mL), and the resultant aqueous solution was slowly added to the round-bottom flask. The ice bath was removed, and the reaction mixture was allowed to warm to 23 °C. After 2 h, water (120 mL) and saturated NaHCO 3 (80 mL) were added at 23 °C. A saturated solution of Na 2 S 2 O 3 (30 mL) was added, and the reaction mixture was extracted with Et2O (3×150 mL).

Тут все неплохо выглядит, но как-бы смущают условия. Тозилаты диазония довольно устойчивы - почему же сульфат требует нагрева, а тозилат прореагирует за пару часов при комнатной? Второй момент - иногда сперва добавляют нитрит, дают образоваться соли, потом добавляют иодид. А иногда, как в данной процедуре - добавляют обе соли вместе. Тоже как-то странно выглядит.
Делал ли кто третий вариант процедуры и какие остались впечатления?

[benzene.distilled]

Один аксакал пишет, что в серняге нитрозилирующим агентом является нитрозилсерная.
Акасакал обнаружил, что образование диазония катализируется фосфорной.

[Phobos]

Ух ты, спасибо большое! Ретро-процедура доставила немало удовольствия воображению - как люди без ПМР ухитрялись понять, что же они получили. Итак, фосфорная катализирует. И все же - там нет ни единого примера, когда диазотизацию оставляют на ночь при комнатной. Это как бы сильно противоречит тому, что мы на втором курсе учили о стабильности классических диазониевых солей.
Хотя помню, что как-то натыкался на название обзора с названием типа "развенчивание мифов о диазониевых солях", но саму работу не читал. Может, что-то новое про стабильность тоже написали?

[maks]

А почему вообще такая мода на серную кислоту для этой реакции ? Помнится в студенческом практикуме анилин и толуидин в концентрированной соляной делали,атомы брома так мешают ? И зачем ждать ночь ?хлориды с CuCl, конечно, вставлялись за одну 8-часовую лабу, выходы помнится действительно порядка 40 процентов.

[Phobos]

Имхо, концентрированная серная лучше растворяет гидрофобную органику, чем 32-37% соляная. Может еще избыток солянки дает некую замену галогенов на кольце на хлоры?

[ximi]

И все же - там нет ни единого примера, когда диазотизацию оставляют на ночь при комнатной.

Соли диазония неустойчивы выше +5C при комнатной они за 1-2 часа дух испустят.

Может еще избыток солянки дает некую замену галогенов на кольце на хлоры?

Да.

[SIG]

Ну тут как-бы не обязательно, что вот прямо совсем нестабильны. Борфториды, скажем толилдиазония можно не только выделить, но и высушить и нагреть, пока пойдет разложения. Перхлораты, скажем, мета-нитрофенилдиазония тоже вполне устойчивы в твердом виде, пока по нему молотком не жахнешь... Вам же слабоосновный амин надо запротонировать сначала, вот и и используется серная. В соляной может соль не получится с таким анилином. Ну и растворимость, да. Гидросульфаты часто лучше растворимы, чем гидрохлориды в своих концентрированных кислотах.

[Phobos]

Использование серной кислоты совершенно нормально. Меня повергает в недоумение оставление на ночь при комнатной (хотя в любезно присланной статье такого нет) плюс неумение считать. Если у меня уже есть 200 мл серной и 100 мл фосфорной, я не могу вылить это в лед, чтоб получить 300 мл раствора потом.

[ximi]

Борфториды, скажем толилдиазония можно не только выделить, но и высушить и нагреть, пока пойдет разложения. Перхлораты, скажем, мета-нитрофенилдиазония тоже вполне устойчивы в твердом виде, пока по нему молотком не жахнешь...

Это исключения .....

[SIG]

Может, ноль пропустили, или еще что. Я думаю, Вы, как и я , уже от таких методик устали.Теперь немодно писать, как делали на самом деле. Тут есть одна реакция, которая меня очень интересует - конденсация эфиров кислот с трифторацетоном - ссылка на реакцию одна, а методика - вот она : продукт получают конденсацией кетона и эфира в ТГФ. Все. Тоже что-то типа Angew. Chem.

Ну исключения... Вообще есть какие-то стабильные соли диазония, которые в красильном деле используются. Лень искать, но там прямо диазокомпонента в виде твердой соли продается.

[PabloNiko]

Использование серной кислоты совершенно нормально. Меня повергает в недоумение оставление на ночь при комнатной (хотя в любезно присланной статье такого нет) плюс неумение считать. Если у меня уже есть 200 мл серной и 100 мл фосфорной, я не могу вылить это в лед, чтоб получить 300 мл раствора потом.

Фосфорная - не нужна толком. Ее иногда нужно добавать для очень плохорастворимых анилинов
Ниже методики, похожие на используемые нами в повседневной лаб. жизни

The 3,5 -dibromophenylamine (13 g, 52mmol), obtained above, was dissolved in conc. H2SO4 (100 ml) by stirring in a heated (~50 oC) water bath. The resulting solution was cooled to ~0 oC and solid sodium nitrite (7.85 g, 113.9 mmol) was added in small portions with continuous stirring and maintaining the temperature below 5oC. The reaction mixture was allowed to stir for an additional 2 h at ~0 oC and then poured onto ice - cold solution of KI (25 g, 150 mmol) in water (120 mL). The resulting mixture was slowly warmed to room temperature (~1 h) and then heated to ~ 80 oC for an additional 15 minutes. The resulting reaction mixture produced a lot of solid which was filtered and washed with cold water (3 x 50 mL). Drying and crystallization of the solid product from ethanol afforded the desired 1,3 – dibromo – 5 - iodobenzene ( 7 ) in good yield (15 , 80%)

Код: Выделить всё

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201711739?saml_referrer

3,5-Dibromoaniline (13.0 g, 51.8 mmol) was dissolved in concentrated sulfuric acid (100 mL) at 50 °C. After the solution was cooled to 0 °C, sodium nitrite (7.15 g, 103.62 mmol) was added portionwise with continuous stirring, maintaining the temperature below 5 °C. The reaction mixture was allowed to stir at 0 °C for 2 h. The solution was poured onto ice, and KI (25.80, 155.43 mmol) in 125 mL of water was added. The mixture was then heated to 80 °C for 15 min. The solid was removed by filtration and washed with cold water. Recrystallization from ethanol gave an orange solid (13.20 g, 70% yield).

Код: Выделить всё

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jo0349227

[Phobos]

Пабло, Вы вообще обратили внимание, что дали ту же самую методику, что я дал в первой процедуре? Которая дала не особо хороший выход, побочки и невозможность удержать температуру при выливании смеси в раствор KI. Все ее переписывают друг у друга, указывая литературный выход 80-82% - и я не уверен, что так оно было в реале.

[tixmir]

Хочу заметить, что при внимательном прочтении методики разные. В первой методике диазораствор выливают в холодный раствор иодида калия. А во второй, выливают на лед (количество льда не указано), а затем туда приливают раствор иодида калия. Имхо, надо выливать на лед, грамм 300 на 100 мл серняги, и будет вам счастье.

[tixmir]

Кстати, было у меня одно вещество, которое никак не хотело заменять аминогруппу на иод. Там амин был на b углероде тиофена. Помогла довольно необычная методика, я деталей сейчас не помню, если надо могу поискать. Но вроде как, там амин, иод и трет-бутилнитрит грелись в ацетонитриле. И выход был, как бы не соврать, процентов 70-80 наверное.

[Phobos]

Температура при выливании в лед все равно подскочит до 50-60, вне зависимости от наличия иодида калия там. И если его там не будет, частично пойдет развал соли впустую. Если выливать просто в лед, надо взять льда раз в 5 больше и добавлять медленно, следя за температурой - но это не описывается термином pour.
У нас осталась куча исходного амина - то есть не хватило нитрита или времени на образование диазониевой соли. Дальнейшие вариации с KI тут уже имели небольшое значение.
А вот по третьей процедуре (с TsOH, NaNO2/AcN) позавчера поставил на полтора грамма, и вполне доволен результатом. Правда, в моем случае двух часов при комнатной не хватило, пришлось греть на ночь при 40 градусах, но продукт получился чистый и с хорошим выходом.

[Mishgan]

Здравствуйте, коллеги!
Собираюсь ставить такую реакцию. Есть у кого проверенная методика для Зандмейера? Удалось оптимизировать методику для 3,5-диброманилина?

1.jpg

[Phobos]

Красивая молекула, просто глаз радуется . По NMR хрень чего поймешь...
Насчет дибромоанилина - не оптимизировали особо. Как я писал, третий вариант реакции оказался вполне годный. Субстрат в ацетонитриле замешиваем с p-TsOH, затем медленно прикапываем раствор KI+NaNO2 в воде, примерно 4 еq. каждого, емнип
PS. Посмотрел СФ - вообще с о-дииодидами дело плохо, а если еще есть галогены на кольце, то вообще всего несколько реакций и выходы низкие.
Вот что-то нашлось:
Preparation of 4-bromo-1,2-diiodobenzene (1) 55 ml of H2SO4 was placed in a two-neck reactor, the temperature of the reactor was maintained at O0C, 7.95 g of NaNO2 was added at O0C, and the reaction mixture was stirred. The temperature was gradually increased so as to perform dissolution at 70°C for 20 min and then cooling to room temperature. (2) 75 ml of AcOH was placed in a two-neck reactor, and 9.35 g of 4-bromobenzene-l,2-diamino was added and slowly dissolved therein. (3) 4-bromobenzene-l,2-diamino dissolved in AcOH was slowly added dropwise to NaNO2/H2SO4 at O0C. (4) 19 g of KI was dissolved in 300 ml of H2O in a two-neck reactor, and the resulting solution was stirred at 60°C. The mixture obtained in the previous step was slowly added dropwise to the KI solution. After 15 min, a NaOH aqueous solution (130 g/250 ml) was added (5) After completion of the reaction, the reaction solution was cooled, stirred with 300 ml of CH2Cl2, and extracted with CH2Cl2 thus obtaining an organic layer, which was then dried over MgSO4, dewatered under reduced pressure, and purified using silica gel chromatography. yield white crystals, 40%.
WO2013070026

[Jokermaniak]

Здравствуйте, коллеги!
Собираюсь ставить такую реакцию. Есть у кого проверенная методика для Зандмейера?

Проверенных-то методик валом, мы, например, через тозилаты диазония с выделением делаем. Но субстрат больно стремный, а продукт ещë стремнее. Непонятно насколько он вообще жизнеспособен. Он и фотолизоваться с полтыка будет, и молекулярный иод может начать отщеплять.

[Phobos]

Емнип, в статье про тозилаты как раз говорилось, что бис-диазониевые соли получаются плохо. Лучше по одной аминогруппе за раз менять.
Я как-то вешал два иода на тетрабромобензол (КIO3, I2, Ag2SO4). Полученный сабж был вполне устойчив.

[Jokermaniak]

В смысле электрофильно, с получением C6Br4I2?