Bezūdens AlCl3 (9,7 g, 0,0724 mol) tika suspendēts 10 g (0,0658 mol) vanilīna šķīdumā 100 ml metilēnhlorīda no atmosfēras mitruma aizsargātā aparātā. Strauji maisot un atdzesējot, lai uzturētu 30-35 °C temperatūru, lēnām pievienoja 22,9 g (0,290 mol) piridīna. Reakcija noritēja enerģiski; iegūto dzidro, gaiši oranžo reakcijas kompleksa šķīdumu uzkarsēja līdz refluksa temperatūrai (45 °C) un, maisot, uzturēja šajā temperatūrā 24 stundas. Šķīdumu, kas refluksa laikā bija tikai nedaudz kļuvis tumšāks, atdzesēja līdz 25 °C un, maisot un uzturot temperatūru 25-30 °C, produktu hidrolizēja, pievienojot atšķaidītu (15-20 %) HCl, līdz maisījums kļuva pilnīgi skābs līdz kongo sarkanajam indikatoram. No abām šajā laikā esošajām fāzēm apakšējais metilēnhlorīda slānis saturēja lielāko daļu no nelielā nemainītā vanilīna daudzuma un būtībā nesaturēja protokatekoskābi; pēdējā bija izšķīdusi ūdens fāzē. Iztvaicējot metilēnhlorīdu, iegūts 0,8 g vanilīna. Pēc ūdens fāzes ekstrakcijas ar ēteri un ētera iztvaicēšanas ieguva 7,9 g (87 %) gaiši dzeltenu protokatehualdehīda kristālu, kas kūst 153-154 °C temperatūrā.
Izmantotās ķīmiskās vielas:
138 g protokatehualdehīda
120 ml 50% NaOH ūdens šķīduma (91 g NaOH, 91 g dH2O)
500 ml dimetilsulfoksīda (DMSO)
120 ml (160 g) dihlormetāna (DCM).
Izmantotās iekārtas:
1L RBF un dzesinātājs (metilēnēšanai), maisīšanas plīts ar eļļas vannu.
500 ml RBF (maisījuma piedevai), maisītāja apvalks.
500 ml maisīšanas vārglāze
3L RBF un sildītājs tvaika destilācijai
Piemērota liela tvertne destilāta savākšanai (es izmantoju 2L vārglāzi).
Pārveidota tvaika plīts un akvārija caurulīte tvaika destilācijai (ar īsu stikla caurulīti un korķi)
Piltuve/korķis/stikla caurulīte reaģentu pievienošanai (tomēr nav būtiski)
1 L dalāmā piltuve (tvaika destilāta dihlormetāna ekstrakcijai).
Šajā eksperimentā neizmantoja inerto atmosfēru.
1L RBF pievieno 300 ml DMSO, tad pievieno 120 ml dihlormetāna. Pievieno atgaitas kondensatoru ar dzesējoša ūdens plūsmu, eļļas vannu uzkarsē līdz 125-130 °C.
Kamēr vanna karsējas, sagatavo pievienošanas maisījumu. 500 ml vārglāzē (ar maisīšanas stieni) sajauc 120 ml 50 % NaOH, 138 g protokatehualdehīda un 200 ml DMSO, izdalās siltums, un maisījumu dažas minūtes maisa uz karstās plates, lai pilnībā izšķīdinātu protokatehualdehīdu un NaOH atlikumus. Kad maisījums ir izšķīdis, to ielej 500 ml RBF (piltuvi noskalo ar nedaudz papildu DMSO) un pēc tam pārnes uz 500 ml maisītāja apvalku, lai to uzsildītu un maisītu. Maisījumu uztur karstu, bet nekarstu. Pievienojot maisījumu, temperatūru nemērīja.
Uzvelkot gumijas cimdu karstuma aizsardzībai, karsto 500 ml RBF burtiski iepildīja mazajā pievienošanas piltuvē. Starp piltuves pievienošanas reizēm bija jāpaiet dažām minūtēm.
Šis nogaidīšanas laiks ir nepieciešams, jo reakcijas laikā DCM strauji vārās, un tas var viegli pārslogot kondensatoru, ja pievienošana nenotiek ar atstarpēm (saskaņā ar literatūras avotiem, lai uzlabotu iznākumu, ir nepieciešams atšķaidīt reaģentu).
Kopumā pievienošanas pabeigšanai bija vajadzīgas apmēram 40 minūtes. Reakciju (intensīvi maisot un ar labu refluksa režīmu) turpināja vēl 90 minūtes, pirms izslēgt karstumu un ļaut atdzist (maisot).
Kad maisījums bija atdzisis, to pārnesa uz lielāku trauku, kas piemērots tvaika destilācijai. Man pa rokai bija 3 l RBF, tāpēc izmantoju to. Pirms destilācijas ar tvaiku tika pievienots apmēram puslitrs ūdens.
3L RBF tika sagatavots destilācijai (izmantojot dubultvirsmas kondensatoru, lai nodrošinātu labu tvaika kondensācijas ātrumu) un novadīts līdz vārīšanās temperatūrai, un tagad tvaiks tiek pievienots caur nelielu stikla caurulīti, kas iegremdēta gandrīz līdz RBF tvaika destilāta dibenam, pārtvaicējot diezgan bagātīgu reakcijas produktu:
Caur reakcijas maisījumu (izmantojot spiediena katlu kā tvaika avotu) tika ielaisti un kondensēti apmēram 2 galoni ūdens.
Pēc atdzesēšanas liela daļa produkta kristalizējas ūdenī, un to var viegli atdalīt, filtrējot. Ar heliotropīnu piesātināto ūdeni saglabā, lai vēlāk ekstrahētu ar šķīdinātāju. Tas joprojām satur dažus gramus litrā.
Kopējais izžāvētu kristālu iznākums bija apmēram 34 grami.
Nofiltrēto ūdeni ekstrahēja ar aptuveni 30 ml DCM uz litru.
Apvienotos DCM ekstraktus apvienoja un pievienoja 500 ml RBF destilācijai (izmantojot lielo dubultās virsmas kondensatoru).
Kad DCM lielākoties bija izdestilēts, kondensatoru nomainīja pret mazo Liebig kondensatoru un uzstādīja vakuumdestilācijai.
Es gaidīju vairākas frakcijas, tomēr destilācijas temperatūra (pilnīgā vakuumā) strauji pieauga līdz 140 grādiem C un līdz destilācijas beigām lēnām pieauga līdz 143 grādiem. Tāpēc es galu galā savāku tikai vienu frakciju,
Vakuumdestilācijas rezultātā ieguvu 26 gramus, daudz vairāk, nekā biju gaidījis. Kad tvaika destilācijas ūdens tika izlietots, tajā vēl bija kāds produkts (jo tajā joprojām bija jūtama spēcīga vaniļas/piperona smarža). Ja es būtu zinājis, ka tajā ir tik daudz produkta, es būtu veicis vismaz 3 x 30 ml DCM ekstrakcijas uz litru.
Turklāt es pārtraucu destilāciju ar tvaiku, kad destilāts pārstāja izskatīties pienains/turbīds. Tomēr no pēdējā litra, lai gan tas neizskatījās pienains, joprojām bija daudz kristālu, tāpēc man šķiet, ka es pārtraucu tvaika destilāciju pārāk agri.
Kopējais kopējais iegūtais daudzums bija 60 g produkta, kas pēc krāsas, garšas, smaržas, konsistences un kušanas temperatūras nešķiet atšķirams no cita neliela heliotropīna parauga, ar kuru es to salīdzināju.
Pieņemot, ka šis produkts ir tīrs heliotropīns/piperonāls, tad kopējais molārais iznākums ir 40 %.
