Vízmentes AlCl3 (9,7 g, 0,0724 mol) 10 g (0,0658 mol) vanillin 100 ml metilén-kloridban lévő oldatában szuszpendáltuk egy légköri nedvességtől védett készülékben. Élénk keverés és a hőmérséklet 30-35 °C-on tartása érdekében történő hűtés közben lassan hozzáadtunk 22,9 g (0,290 mol) piridint. A reakció erőteljes volt; a reakciókomplex kapott világos narancssárga színű, tiszta oldatát refluxra (45°C) melegítettük, és 24 órán át kevergetéssel ezen a hőmérsékleten tartottuk. Az oldatot, amely a reflux alatt csak kissé sötétedett, 25°C-ra hűtöttük, és a terméket 25-30°C-on tartva és kevergetve híg (15-20%-os) HCl hozzáadásával addig hidrolizáltuk, amíg az elegy a kongóvörös indikátorra határozottan savas nem lett. Az ekkor jelenlévő két fázis közül az alsó metilén-klorid réteg tartalmazta a kis mennyiségű változatlan vanillin nagy részét, és lényegében nem tartalmazott protokatechuinsavat, ez utóbbi a vizes fázisban oldódott. A metilén-klorid elpárolgása 0,8 g vanillint eredményezett. A vizes fázis éterrel történő extrakciója, majd az éter elpárologtatása után 7,9 g (87%) halványsárga, 153-154°C-on olvadó protokatechualdehid kristályokat hagyott hátra.
Felhasznált vegyszerek:
138 g protokát-kualdehid
120 ml 50%-os NaOH vizes oldat (91 g NaOH, 91 g dH2O)
500 ml dimetilszulfoxid (DMSO)
120 ml (160 g) diklórmetán (DCM).
Felhasznált berendezések:
1L RBF és kondenzátor (metilénezéshez), keverő melegítőlap olajfürdővel.
500 ml RBF (az addíciós keverékhez), keverőköpeny
500 ml keverőpohár
3L RBF és fűtőberendezés a gőzdesztillációhoz
Megfelelő nagy edény a desztillátum gyűjtéséhez (én 2 literes főzőpoharat használtam)
Átalakított gőzfőző és akváriumi cső a gőzdesztillációhoz (rövid üvegcsővel és parafával)
Tölcsér/parafa/üvegcső a reagensek hozzáadásához (bár nem feltétlenül szükséges)
1 literes elválasztó tölcsér (a gőzdesztillátum diklórmetán extrakciójához)
A kísérlethez nem használtunk inert atmoszférát.
300 ml DMSO-t adunk az 1 literes RBF-be, majd 120 ml diklórmetánt adunk hozzá. Reflux kondenzátort adtunk hozzá hűtővízzel, az olajfürdőt 125-130 °C-ra melegítettük.
Amíg a fürdő melegszik, elkészítjük az addíciós keveréket. 120 ml 50%-os NaOH-t, 138 g protokatechualdehidet és 200 ml DMSO-t egy 500 ml-es főzőpohárban (keverőpálcával) egyesítünk, némi hőfejlődés történik, és az elegyet néhány percig a főzőlapon keverjük, hogy a protokatechualdehid és a maradék NaOH teljesen feloldódjon. Miután feloldódott, az elegyet az 500 ml-es RBF-be öntjük (a tölcséren leöblítve egy kis extra DMSO-val), majd átöntjük az 500 ml-es keverőköpenybe melegítésre és keverésre. A keveréket forrón, de forrás nélkül tartottuk. Az addíciós keveréknél nem alkalmaztunk hőmérsékletmérést.
Hővédő gumikesztyűt viselve a forró 500 ml RBF-et szó szerint a kis addíciós tölcsérbe öntöttük. A tölcséres hozzáadások között néhány percet hagytunk.
Erre a várakozási időre azért van szükség, mert a reakció hatására a DCM erőteljesen forrni kezd, könnyen túlcsordulhat a kondenzátor, ha az addíciókat nem egymástól távol végezzük (továbbá az irodalmi források szerint a reaktáns hígítása szükséges a hozam javításához).
Összesen körülbelül 40 percre volt szükség az addíció befejezéséhez. A reakciót (erőteljes keverés és jó reflux mellett) további 90 percig folytattuk, mielőtt lekapcsoltuk a hőt és hagytuk kihűlni (keverés mellett).
Miután kihűlt, az elegyet egy nagyobb, vízgőz-desztillációra alkalmas tartályba vittük át. Nekem egy 3 literes RBF volt kéznél, így azt használtam. Körülbelül fél liter vizet adtam hozzá a gőzlepárlás előtt.
A 3L RBF-et beállították a desztillációhoz (kettős felületű kondenzátorral a jó gőzkondenzációs sebesség érdekében), és forráspontra hozták, és most gőzt adnak hozzá egy kis üvegcsövön keresztül, amely majdnem az RBF aljára merül a gőzpárlatba, elég gazdag reakciótermékre desztillálva:
Körülbelül 2 gallon vizet tettünk át a reakcióelegyen (gőzforrásként egy gyorsfőzőt használva) és kondenzáltuk.
Miután lehűlt, a termék nagy része a vízben kikristályosodik, és szűréssel könnyen eltávolítható. A heliotropinnal teli vizet megtartjuk a későbbi oldószeres extrakcióhoz. Ez még mindig tartalmaz néhány grammot literenként.
A szárított kristályok teljes hozama körülbelül 34 gramm volt.
A szűrt vizet literenként kb. 30 ml DCM-mel extraháltuk.
Az egyesített DCM-kivonatokat egyesítettük, és egy 500 ml-es RBF-be adtuk a desztillációhoz (a nagyméretű kettős felületű kondenzátor segítségével).
Miután a DCM nagy részét lepároltuk, a kondenzátort kicseréltük egy kis liebig kondenzátorra, és vákuumdesztillációra állítottuk be.
Több frakcióra számítottam, azonban a lepárlófej (teljes vákuum alatt) gyorsan 140 °C-ra emelkedett, és a desztilláció végére lassan 143 °C-ra emelkedett. Így végül csak egyetlen frakciót gyűjtöttem,
A vákuumdesztilláció 26 grammot eredményezett, sokkal többet, mint amire számítottam. A gőzzel desztillált vízben még volt némi termék, amikor eldobtam (mivel még mindig erős vanília/piperonal szaga volt). Ha tudtam volna, hogy ennyi terméket tartalmaz, legalább 3 x 30 ml DCM extrakciót végeztem volna literenként.
A gőzpárlatot is leállítottam, amikor a párlat már nem tűnt tejszerűnek/turbidnak. Az utolsó liter azonban, bár nem volt tejszerű, mégis sok kristályt termelt, ezért úgy érzem, túl korán állítottam le a gőzpárlatot.
Az összesített összesített hozam 60 gramm volt, egy olyan termékből, amely megkülönböztethetetlennek tűnik (szín, íz, szag, állag és olvadáspont tekintetében) egy másik kis heliotropin-mintával, amellyel összehasonlítottam.
Feltételezve, hogy ez a termék tiszta heliotropin/piperonál, akkor ez 40 %-os teljes moláris hozamnak felel meg.
