Декарбоксилирование пиридинкарбоновой кислоты

[sinigin]

Всем доброго времени суток! Имеется 5-бромпиридин-2-карбоновая кислота, хотелось бы получить 3-бромпиридин декарбоксилированием натриевой(?) соли указанной кислоты. Не будет ли процесс сопровождаться образованием бипиридина, если да, то как этого избежать?

[IB]

Всем доброго времени суток! Имеется 5-бромпиридин-2-карбоновая кислота, хотелось бы получить 3-бромпиридин декарбоксилированием натриевой(?) соли указанной кислоты. Не будет ли процесс сопровождаться образованием бипиридина, если да, то как этого избежать?

Без избытка гидроксида натрия реакция не пойдёт (по-крайней мере так говорят), с избытком будет активный развал пиридина и даже отчасти нуклеофильное замещение брома на гидроксил. Т.е. в таком виде я бы предложил не делать - на фоне тучи побочных продуктов я бы не боялся бипиридина - его там не особо должно вообще быть.

Но я должен заметить, что есть неплохой шанс декарбоксилировать саму кислоту (300-350С), а не её соль, но поскольку всё будет возгоняться, нужно делать в замкнутой ёмкости типа автоклава и помнить о давлении, которое там при этом будет (выделение CO2).

Однако же, легче купить или сделать этот самый 3-бромопиридин.

[Phobos]

Декарбоксилирование ароматических кислот обычно делают с медным порошком, а вот как оно повлияет на бром - не знаю.

[IB]

Декарбоксилирование ароматических кислот обычно делают с медным порошком, а вот как оно повлияет на бром - не знаю.

Верно, но в данном случае это неприменимо - будет сшивка по Ульману (реакция начинается где-то при 200 С).

[SkydiVAR]

Может пойти через "цветочек аленький" - хлорангидрид-азид-изоцианат-амин-диазо-восстановление? Или купить проще будет?

[Jokermaniak]

Без избытка гидроксида натрия реакция не пойдёт (по-крайней мере так говорят), с избытком будет активный развал пиридина и даже отчасти нуклеофильное замещение брома на гидроксил. Т.е. в таком виде я бы предложил не делать - на фоне тучи побочных продуктов я бы не боялся бипиридина - его там не особо должно вообще быть.

Но я должен заметить, что есть неплохой шанс декарбоксилировать саму кислоту (300-350С), а не её соль, но поскольку всё будет возгоняться, нужно делать в замкнутой ёмкости типа автоклава и помнить о давлении, которое там при этом будет (выделение CO2).

Однако же, легче купить или сделать этот самый 3-бромопиридин.

Да, со щелочью лучше и не начинать... Можно попробовать взять избыток сульфита или, чем черт не шутит, силиката натрия - бывает, нормально работает. Главное, посушить всё как следует, вода тут будет мешать. Проще всего просто предварительно посушить перемешиваемую механическую смесь в токе горячего азота или в вакууме.

Купить или сделать - я думаю, коллега догадался бы и без нас...

Декарбоксилирование ароматических кислот обычно делают с медным порошком, а вот как оно повлияет на бром - не знаю.

Плохо повлияет, инф. 100%

Может пойти через "цветочек аленький" - хлорангидрид-азид-изоцианат-амин-диазо-восстановление? Или купить проще будет?

Аленький? Я думаю, этот цветочек немного другого цвета. Даже если свежевымытый

От себя добавлю - такие кислоты декарбоксилируются сами по себе, бывает, при сравнительно невысоких температурах - 250, а то и 200 градусов...
И, кстати, есть ещё вариант декарбоксилирования под действием тетраацетата свинца...
И уж совсем экзотический, но мягкий и красивый путь через тиокислоту.

[Phobos]

У меня вот еще какой окольный путь возник в воспаленном мозгу - заменяем бром (напрямую или через металлоорганику) на какой-нибудь гетероатом Q, который переживет декарбоксиляцию, но при реакции с бромом опять выдаст нам связь C-Br. Например, кислоту переводим в сложный эфир, вместо брома вешаем Bu3Sn. Она достаточно дубовая, но все же ее поведение в декарбоксиляции предсказать не могу, просто для примера привел. Потом она выдает количественно бромид при действии брома. Вроде как связи C-S иногда также удается рвать, с галогенированием. Может еще примеры есть?

[IB]

Пиридин-то бромируется без особых проблем, причём селективно в третье положение. Да, нужен автоклав с тефлоновым вкладышем, но и всего-то.

[Phobos]

Сделал поиск на decarboxylation of halobenzoic acids. Нашел вот такой патент 97-го года, в котором также дается некий обзор методов на тему:
http://patents.justia.com/patent/5872283
Какие-то никелевые катализаторы, третичные амины, глубоко внутрь не лазил.
И вот вроде процедура на разные замещенные бензойные к-ты, в том числе и конкретно на бромобензойную к-ту:
General procedure: A carousel tube (30 mL) was charged with compound 1 (substituted benzoic acid, 0.3 mmol), AgOAc (10.0 mg,
0.06 mmol) and K2S2O8 (405.5 mg, 1.5 mmol) in MeCN (3 mL), sealed and heated at 100 °C for 24 hr. The
reaction mixture was allowed to cool down, diluted with Et2O (10 mL) and poured into saturated aqueous
NaHCO3 (10 mL). The resulting mixture was extracted with Et2O (2 × 10 mL) and the combined organic
layers were dried over MgSO4, filtered, and carefully concentrated under reduced pressure.
http://www.rsc.org/suppdata/cc/c2/c2cc3 ... 33306f.pdf

[IB]

Сделал поиск на decarboxylation of halobenzoic acids. Нашел вот такой патент 97-го года, в котором также дается некий обзор методов на тему:

Благотворная роль серебра известна в подобных случаях, например реакция Хунсдиккера-Бородина. Двухвалентное серебро там якобы как агент, который генерирует радикалы, но он при этом отличный окислитель (а значит очень много субстратов отпадает, хотя пиридина это не касается). Ну и подвижность брома конкретно в этом пиридине повышена. Но пропробовать можно - ничего крамольного там нет, как впрочем и такого, чтобы можно сказать "Эврика!"

[chemist]

Я бы вжарил с сухим песком при 200-250'C, куда оно денется-то! Ещё есть такое наблюдение: N-оксиды пиридинкарбоновых кислот декарбоксилируются легче и без осмолений, правда потом надо убрать кислород так, чтобы не отвалился бром.

[IB]

Я бы вжарил с сухим песком при 200-250'C, куда оно денется-то!

Да, продукт должен быть, на этом вроде все уже сошлись - но выход наверное будет не очень, в первую очередь из-за сублимации.

Но есть технологически простая мысль - если приспособить клапан сброса давления, пусть хоть атмосферы на три, то можно при 250-300 погреть в любой подходящей ёмкости, даже стекляной.

[Phobos]

А почему наоборот не построить процесс так, чтоб декарбоксилированный продукт сразу улетал из реакционной смеси в приемную колбу?

[IB]

А почему наоборот не построить процесс так, чтоб декарбоксилированный продукт сразу улетал из реакционной смеси в приемную колбу?

Изначально я имел в виду то, что будет возгоняться всё. Т.е. если взять колбу и насыпать на дно, то будет оседать на холодных участках.
Однако и то правда, что поскольку 3-бромопиридин жидкость, и кипит она очень впору (173 С), то можно действительно просто попробовать её отгонять. Фокус тут в том, что если в колбе будет всегда оставаться мало 3-бромопиридина, то перегреть её до 250 С будет несложно, но вот некоторые количества возвращающегося в виде остаточного конденсата продукта будут смывать обратно возогнавшуюся кислоту.
Т.е. да - с учётом данных по т. кип. корректирую собственное мнение - это неплохая возможность просто отгонять продукт используя стандартную сборку для перегонки с нисходящим холодильником, ну и смело перегревать колбу (песчаную баню нужно жарить пожалуй и при 300 или даже несколько выше)

[Phobos]

А если в колбу добавить какого-нибудь инертного высококипящего растворителя? Минерального масла с подходящей температурой кипения, парафина, дифенилового эфира и т.д.?
Еще слабый ток азота через колбу в приемник может помочь уносить продукт.

[IB]

А если в колбу добавить какого-нибудь инертного высококипящего растворителя? Минерального масла с подходящей температурой кипения, парафина, дифенилового эфира и т.д.?
Еще слабый ток азота через колбу в приемник может помочь уносить продукт.

В данном случае полетит и так, главное колбу хорошо изолировать (фольгой лучше асбестовой или аналогичной тканью). В общем случае - да, скажем кипящее при 250-300 С инертное масло всегда хорошо. Собственно для подобных целей хинолин (238 С) часто и используют, хотя он вроде как и катализирует, но лучше с медью (понятно, что в данном случае вариант отпадает).
А азотом продувать не стоит, только если деться некуда - будет и исходник и даже масло потихоньку улетать (однако делать всё в инертной атмосфере понятно лучше).

[sinigin]

А если в колбу добавить какого-нибудь инертного высококипящего растворителя? Минерального масла с подходящей температурой кипения, парафина, дифенилового эфира и т.д.?
Еще слабый ток азота через колбу в приемник может помочь уносить продукт.

Может фосфорной кислоты? Вроде кислотно-катализируемое декарбоксилирование можно проводить в ее присутствии .

[IB]

Вроде кислотно-катализируемое декарбоксилирование можно проводить в ее присутствии .

Учтите, что если добавите много фосфорной, то продукт улетать не будет (всё будет в виде пиридиниевых солей). В целом, от добавления кислот при декарбоксилировании толку мало, но в данном конкретном случае есть механистические предпосылки того, что реакция пойдёт легче. Но опять таки, это скорее домыслы. Я бы попробовал для начала без добавок, просто сильно жарить кислоту.

[ChemNavigator]

Декарбоксилирование ароматических кислот обычно делают с медным порошком, а вот как оно повлияет на бром - не знаю.

Верно, но в данном случае это неприменимо - будет сшивка по Ульману (реакция начинается где-то при 200 С).

Интересно, а если вместо меди взять её бромид (CuBr2), то это будет способствовать декарбоксилированию?

[IB]

Интересно, а если вместо меди взять её бромид (CuBr2), то это будет способствовать декарбоксилированию?

CuBr2 неплохой бромирующий агент и в общем случае для таких целей применять его явно не стоит.
Декарбоксилирование с помощью меди идёт через купроорганику. Считается, что любая соль меди может восстановиться подходящей органикой (особенно в присутствии N-донорных хелатирующих лигандов), поэтому что применять - не играет особой роли, хотя применение металлической меди всё таки гарантирует что реакция худо бедно пойдёт, даже если условия не инертные.
Ну а если образовалась купроорганика, то Ульман тут как тут - был бы подходящий арилбромид.