помогите pls, синтез 3-хлор-2-гидроксипропил триметиламмония

[Bizon]

А я бы поступил так:
Эпихлоргидрин --(триметиламин)--> N,N,N,N-(2,3-эпоксипропил)триметиламмония хлорид --(хлороводород)--> продукт.[/quote]

Если такая имеется, то ссылку на методику с условиями в студию pls.

Продукт мне нужен в водной фазе

В патенте описан метод (огромное спасибо за ссылку), для меня это пока самый оптимальный вариант: триметиламин гидрохл-д+ триметиламин (для рН 8,5) + епихлоргидрин ----> продукт (63,49 %) + 2,3-епоксипропилтриметиламин хлорид (5,93%) - мне не мешает абсолютно.
+ (пардон за копи-паст)

3-bis(trimethylammonium chloride)-2-hydroxypropane: 0.34%
epichlorohydrin: 0.53 weight percent
1,3 -dichloro-2-propanol: 3.61 weight percent
trimethylamine hydrochloride: less than 30 ppm by weight
2,3-dihydroxypropyltrimethylammonium chloride: less than 100 ppm by weight

вот если б еще чуть-чуть удалить самые тоскичные примеси было б идеально

[Formalinum]

Тоже думал, как бы эпихлорогидрин использовать. Первая реакция пойдет по хлору, допустим, селективно.

Ой нет, первой реакцией будет атака амином эпоксида с последующим его раскрытием-закрытием на хлорметильный конец с выбросом хлорида.

[Phobos]

Интересно...Но ведь тогда второй эпоксид может точно также реагировать дальше с триметиламином и давать дизамещенный продукт? Если даже перезакрытия не произойдет, то и хлор может бодро заместиться, триметиламин ведь в избытке берется?
Если продукт нужен в водной фазе, значит ли это, что вместе с ним никаких солей там больше быть не должно? Или в следующий этап можно пустить и так?

[ChemNavigator]

Интересно...Но ведь тогда второй эпоксид может точно также реагировать дальше с триметиламином и давать дизамещенный продукт?

В данном случае при присоединении второго триметиламина образуется продукт с анионом на кислороде, - т.е. скорее всего он будет обратно распадаться с выбросом триметиламина (с любого конца).

[Bizon]

годятся два основных продукта,
а по остальным желательно только уменьшить содержание самых ядовитых побочн. пр-в.
неплохо уменьшить сод-е 1,3 - дихлор-2 пропанола
соли особо не помеха, если только не зверски ядовитиы и их не больше ~1%

[Formalinum]

2 Formalinum

И тем не менее, в статье из Organic Synthesis с использованием уксусной кислоты 1,3-дихлоргидрин был получен с выходом 57 %. Если вы знаете, где его получают с выходом 90 %, укажите источник

Подобные методы я видел в работах, посвящённых селективной и дифференциальной функционализации гидроксильных групп. Под рукой есть вот такие примеры из этой серии:
Me-CH(OH)-CH2OH ---(HBr, AcOH, комнатная темп)-->
Me-CH(OAc)-CH2Br (84%) + Me-CHBr-CH2OAc (5%)

Вот такой пример(растворитель - диоксан, выход 75%):


Умеренные выходы подобных реакций объясняют относительно низкой эффективностью стадии получения 1,3-диоксоланилиевых солей. Добавка BF3, SbCl5, AgBF4, Et3O(+)BF4(-) приводит к значительному повышению выхода таких реакций.
Высокая регио- и стереоселективность, связанная с SN2-замещением, наблюдается при атаке небензильных, первичных или вторичных С-атомов. Аналогичные результаты получены в реакциях 1,2-, 1,3- и 1,4-диолов.
Множество примеров можно найти в химии углеводов, в химии 1,3-диоксоланилиевых-2 солей и пр.
Некоторые конкретные ссылки есть на бумажную литературу, если НУ ОЧЕНЬ НАДО, то постараюсь не полениться и написать.

И другой вопрос. С вашими мыслями о роли уксусной кислоты я согласен. Но вот какое дело. Продукт протонирования глицерина (II) аналогично подвергается замещению с наименее стерически затруднённого положения. (Естественно, оба процесса протекают одновременно. Но вот какой из них идет с большей скоростью? Всётаки катион I получается не в одну стадию)
Ввиду этого роль уксусной кислоты мне не совсем понятна...

1,3-Диоксоланилиевые-2 соли, полученные другими путями, приводят к аналогичным продуктам (например, окисление ацеталей тритилтетрафторборатом приводит даже к лучшим выходам в ряде случаев). Использование карбоновой кислоты - наиболее доступный и дешёвый способ.

Ещё такой момент. Продукт монозамещения (3-хлоро-пропандиол-1,2) получается в результате экзотермической реакции между глицерином и хлороводородом. По идее, я должн рисовать хлор вместо гидроксила, раз эта реакция идёт быстрее.

В принципе, это так. Но это нисколько не мешает в случае глицерина пойти реакции дальше по описанному сценарию. Однако, для общего случая, например, для углеводов или гликолей, прямое замещение, видимо, отходит на задний план.

[Formalinum]

P.s. Ребятки! Вы на чем формулы малюете и где можно добыть эту прогу?

У меня стоит CS ChemDraw Pro
Можно, в принципе, попробовать выклянчить её или подобную у программёров какой-нибудь химорганизации типа НИИ...

[Phobos]

Phobos писал(а):

Интересно...Но ведь тогда второй эпоксид может точно также реагировать дальше с триметиламином и давать дизамещенный продукт?

В данном случае при присоединении второго триметиламина образуется продукт с анионом на кислороде, - т.е. скорее всего он будет обратно распадаться с выбросом триметиламина (с любого конца).

А чт, реакция в безводной среде, неоткуда протон взять?

[Роджер]

У меня стоит CS ChemDraw Pro. Можно, в принципе, попробовать выклянчить её или подобную у программёров какой-нибудь химорганизации типа НИИ...

Спасибо! Наверное, я имено так и поступлю - обзвоню несколько дружественных НИИ и поспрашаю. Мне главное было название уточнить - графика понравилась - очень корректная и элегантная.

[Cherep]

Боюсь что из-за почти нейтральной рН (условия описаные в патенте) вторая стадия будет идти с очень маленькой скоростью Образовавшийся анион будет быстрее протонироваться. Собственно мы и видим, что

2,3-эпоксипропилтриметиламин хлорид (5,93%)

Хлорид анион нуклефил не очень хороший, врядли он быстро раскрывает эпоксид (ну если эта вторая стадия обратимая).

[Cherep]

2 Formalinum

Спасибо за небольшой экскурс в химию 1,3-диоксоланилиевых-2 солей, хотя обратите внимание, что во всех примерах, которые вы привели, эти соли образовывались в стехиометрическом количестве.

Но мой главный вопрос так и не разрешён в чём всё-таки принципиальное отличие между I и II.



2 Роджер

Да любая рисовалка которая в gif формате сохраняет подойдет. ChemDraw CS не обязательно ставить, даже ChemDraw 6.0 или ISISDraw 2.5 подойдет. А ваще этих рисовалок много больше. Я перечислил лишь те которые я чаще всего использую.

[Formalinum]

Боюсь что из-за почти нейтральной рН (условия описаные в патенте) вторая стадия будет идти с очень маленькой скоростью Образовавшийся анион будет быстрее протонироваться. Собственно мы и видим, что

2,3-эпоксипропилтриметиламин хлорид (5,93%)

Хлорид анион нуклефил не очень хороший, врядли он быстро раскрывает эпоксид (ну если эта вторая стадия обратимая).

Ну так я ж не патент комментировал, а взаимодействие эпихлоргидрина с триметиламином без всяких там растворителей
Уточнил в имеющейся у меня прописи получения проспидина один факт - при низкой температуре (ниже комнатной) эпоксид вторично не закрывается (в воде), а при >26-28С закрывается.

[Formalinum]

2 Formalinum

Спасибо за небольшой экскурс в химию 1,3-диоксоланилиевых-2 солей, хотя обратите внимание, что во всех примерах, которые вы привели, эти соли образовывались в стехиометрическом количестве.

Но мой главный вопрос так и не разрешён в чём всё-таки принципиальное отличие между I и II.

Жёсткая ковалентная структура+оксониевый катион дают однозначность направления атаки и превосходную уходящую группу. В (II) хлорид вероятнее атаковал бы протон у кислорода, в то время как в (I) атака однозначно направлена на атом углерода спирта (делокализация положительного заряда этому также способствует).
Сравните:

и

[Phobos]

А почему в структурах 1 и 2 карбокатион рисуем на кислороде первичного гидроксила? На мой взгляд, он будет там, где легче будет происходить аккомодация его углеродного таутомера - то есть на вторичном, поскольку вторичный катион на углероде устойчивей.
Или же хлорид столь слабый нуклеофил, что решающим фактором становится стерическая затрудненность и по вторичному гидроксилу он просто прореагировать не может?

[Cherep]

2 Phobos
Да нарисовано лишь в целях удобства рисования механизма для продукта 1 (3) замещения. Насколько мне известно, скорость реакции протонирования очень высока и ограничена лишь диффузией. То есть, грубо говоря, есть равновесие между разными протонироваными формами глицерина (для II)

А в I и так всё понятно - нарисована одна из крайних структур.

Хлорид оч слабый нуклеофил.

2 Formalinum

Ваш довод говорит лишь в пользу того, что при использовании уксусной кислоты скорость стадии замещения может быть выше, но он не говорит ничего и региоселективности замещения (отчего и пошёл весь сыр-бор).
Кстати, там скорее всего не хлорид депротонирует оксониевый ион, а вода или глицерин.

[Sergey]

P.s. Ребятки! Вы на чем формулы малюете и где можно добыть эту прогу?

У меня стоит CS ChemDraw Pro
Можно, в принципе, попробовать выклянчить её или подобную у программёров какой-нибудь химорганизации типа НИИ...

Я тоже пользуюсь CS СhemDraw. Можно бесплатно скачать trial на сайте http://camsoft.com/

[ChemNavigator]

Я тоже пользуюсь CS СhemDraw. Можно бесплатно скачать trial на сайте http://camsoft.com/

Посмотрел - размер файла 237 Мб для Trial version!!!
(http://scistore.cambridgesoft.com/softw ... m?pid=4013 )

[Formalinum]

А почему в структурах 1 и 2 карбокатион рисуем на кислороде первичного гидроксила? На мой взгляд, он будет там, где легче будет происходить аккомодация его углеродного таутомера - то есть на вторичном, поскольку вторичный катион на углероде устойчивей.
Или же хлорид столь слабый нуклеофил, что решающим фактором становится стерическая затрудненность и по вторичному гидроксилу он просто прореагировать не может?

Да, именно так всё и будет - вспомним синтез акролеина из глицерина...
Здесь же особые условия: безводный глицерин. Достаточно ли хорошо диссоциирует сухой HCl в безводном глицерине, чтобы создать заметную концентрацию H(+)?

[Formalinum]

2 Formalinum

Ваш довод говорит лишь в пользу того, что при использовании уксусной кислоты скорость стадии замещения может быть выше, но он не говорит ничего и региоселективности замещения (отчего и пошёл весь сыр-бор).
Кстати, там скорее всего не хлорид депротонирует оксониевый ион, а вода или глицерин.

Суть не в том, кто депротонирует, а в том, что в (I) электрофилами являются атомы углерода диола, а в (II) - водород оксония. А региоселективность вытекает из специфики SN2-механизма.

[Cherep]

2 Formalinum

Пожалуста, не надо отделываться общими фразами: "региоселективность вытекает из специфики SN2-механизма." - верно и для I и II.