Num aparelho protegido da humidade atmosférica, suspendeu-se AlCl3 anidro (9,7 g, 0,0724 mol) numa solução de 10 g (0,0658 mol) de vanilina em 100 ml de cloreto de metileno. Enquanto se agitava energicamente e se arrefecia para manter a temperatura a 30-35°C, adicionou-se lentamente 22,9g (0,290 mol) de piridina. A reação foi vigorosa; a solução laranja clara resultante do complexo reacional foi aquecida até ao refluxo (45°C) e mantida a essa temperatura com agitação durante 24 horas. A solução, que tinha escurecido apenas ligeiramente durante o período de refluxo, foi arrefecida a 25°C e o produto foi hidrolisado, agitando e mantendo a temperatura a 25-30°C, pela adição de HCl diluído (15-20%) até a mistura ficar definitivamente ácida ao indicador vermelho congo. Das duas fases presentes neste momento, a camada inferior de cloreto de metileno continha a maior parte da pequena quantidade de vanilina inalterada e essencialmente nenhum ácido protocatecuico, este último dissolvido na fase aquosa. A evaporação do cloreto de metileno produziu 0,8 g de vanilina. A extração da fase aquosa com éter, seguida da evaporação do éter, deu origem a 7,9 g (87%) de cristais amarelos pálidos de protocatecualdeído que fundem a 153-154°C.
Produtos químicos utilizados:
138 g de protocatecualdeído
120 ml de solução aquosa de NaOH a 50% (91g NaOH, 91g dH2O)
500 ml de dimetilsulfóxido (DMSO)
120 ml (160 g) de diclorometano (DCM).
Equipamento utilizado:
1L de RBF e condensador (para a metilação), placa de aquecimento com agitador e banho de óleo
RBF de 500 ml (para a mistura de adição), agitador de manta
Copo de mistura de 500 ml
3L RBF e aquecedor para destilação a vapor
Recipiente grande adequado para recolher o destilado (utilizei um copo de 2 L)
Panela a vapor convertida e tubo de aquário para destilação a vapor (com tubo de vidro curto e rolha)
Funil/cortiça/tubo de vidro para adicionar reagentes (embora não seja essencial)
Funil de separação de 1 L (para extracções de diclorometano do destilado de vapor)
Não foi utilizada atmosfera inerte para esta experiência.
Adicionam-se 300 ml de DMSO à ampola de decantação de 1L e, em seguida, 120 ml de diclorometano. Adiciona-se um condensador de refluxo com água de arrefecimento e aquece-se o banho de óleo a 125-130 ºC.
Enquanto o banho está a aquecer, prepara-se a mistura de adição. Juntam-se 120 ml de NaOH a 50%, 138 g de protocatecualdeído e 200 ml de DMSO num copo de 500 ml (com barra de agitação), há alguma evolução do calor e a mistura é agitada na placa de aquecimento durante alguns minutos para dissolver completamente o protocatecualdeído e qualquer NaOH residual. Uma vez dissolvida, a mistura é vertida para o RBF de 500 ml (enxaguada no funil com um pouco mais de DMSO) e, em seguida, transferida para a manta do agitador de 500 ml para aquecimento e agitação. A mistura foi mantida quente, mas sem entrar em ebulição. Não foi efectuada qualquer medição da temperatura da mistura de adição.
Usando uma luva de borracha para proteção contra o calor, os 500 ml de RBF quente foram literalmente vertidos no pequeno funil de adição. Deixou-se passar alguns minutos entre as adições no funil.
Este tempo de espera é necessário porque a reação faz com que o DCM ferva vigorosamente, podendo facilmente sobrecarregar o condensador se as adições não forem espaçadas (também, de acordo com fontes da literatura, a diluição do reagente é necessária para melhorar os rendimentos).
No total, foram necessários cerca de 40 minutos para completar a adição. A reação (com agitação vigorosa e bom refluxo) foi continuada durante mais 90 minutos, antes de se desligar o aquecimento e deixar arrefecer (com agitação).
Uma vez arrefecida, a mistura foi transferida para um recipiente maior adequado para a destilação a vapor. Eu tinha um RBF de 3L à mão, por isso utilizei-o. Foi adicionado cerca de meio litro de água antes da destilação a vapor.
O RBF de 3L foi preparado para a destilação (utilizando um condensador de dupla superfície para uma boa taxa de condensação do vapor) e levado à temperatura de ebulição, estando agora a ser adicionado vapor através de um pequeno tubo de vidro que está submerso quase até ao fundo do RBF Destilado a vapor, destilando um produto de reação bastante rico:
Cerca de 2 galões de água foram colocados na mistura de reação (utilizando uma panela de pressão como fonte de vapor) e condensados.
Uma vez arrefecida, grande parte do produto cristaliza na água e é facilmente removido por filtração. A água carregada de heliotropina é mantida para extração posterior com solventes. Contém ainda alguns gramas por litro.
O rendimento total dos cristais secos foi de cerca de 34 gramas.
A água filtrada foi extraída com cerca de 30 ml de DCM por litro.
Os extractos combinados de DCM foram combinados e adicionados a um RBF de 500 ml para destilação (utilizando o grande condensador de dupla superfície).
Quando o DCM foi quase todo destilado, o condensador foi substituído por um pequeno condensador Liebig e preparado para destilação sob vácuo.
Estava à espera de várias fracções, mas a cabeça do alambique (sob vácuo total) subiu rapidamente para 140 ºC e lentamente para 143 ºC no final da destilação. Assim, acabei por recolher apenas uma única fração,
A destilação em vácuo rendeu 26 gramas, muito mais do que eu estava à espera. Ainda havia algum produto na água destilada a vapor quando esta foi deitada fora (pois ainda tinha um cheiro forte a baunilha/piperonal). Se eu soubesse que a água tinha tanto produto, teria efectuado pelo menos 3 extracções de 30 ml de DCM por litro.
Além disso, parei a destilação a vapor quando o destilado deixou de ter um aspeto leitoso/turvo. No entanto, o último litro, apesar de não ter um aspeto leitoso, ainda produziu muitos cristais, pelo que considero que parei a destilação a vapor demasiado cedo.
O rendimento total combinado foi de 60 gramas, de um produto que parece indiscernível (em termos de cor, sabor, cheiro, textura e ponto de fusão) de outra pequena amostra de heliotropina com a qual o comparei.
Partindo do princípio de que este produto é heliotropina/piperonal puro, isto equivale a um rendimento molar global de 40 %
