7.3.6: 4-Methoxysalicylaldehyd

7. Substitutionen an Aromaten und Heterocyclen www.ioc-praktikum.de
7.3.6 ortho-Formylierung von 3-Methoxyphenol mit Formaldehyd in Gegenwart von
MgCl 2 /Triethylamin zu 4-Methoxysalicylaldehyd (6)
OH
OH
O
C H 3
O
C 7
H 8
O 2
(124.1)
+ (CH 2
O) n
CH 2
O
(30.02)
MgCl 2
/NEt 2
Acetonitril
MgCl 2
: (95.22)
NEt 3
: C 6
H 15
N (101.2)
C H 3
O
6
C 8
H 8
O 3
(152.2)
H
Arbeitsmethoden: Umkristallisation
Chemikalien
3-Methoxyphenol
Paraformaldehyd
Magnesium(II)-chlorid
Triethylamin
Acetonitril
Ethanol
Sdp. 113–115 °C/7 hPa, d = 1.15 g/ml.
Schmp. 120–170 °C, Dampfdruck bei 20 °C: 2 hPa. Cancerogen.
wasserfrei.
Sdp. 90 °C, d = 0.73 g/ml, Dampfdruck bei 20 °C: 69 hPa. Verursacht Verätzungen.
Sofort mit viel Wasser abspülen.
Sdp. 82 °C, d = 0.79 g/ml, Dampfdruck bei 20 °C: 97 hPa.
Sdp. 78 °C, d = 0.79 g/ml, Dampfdruck bei 20 °C: 59 hPa.
Durchführung
Vor Beginn Betriebsanweisung erstellen.
In einer trockenen Apparatur aus 500-ml Rundkolben mit Magnetrührstab,
Rückflusskühler und Trockenrohr werden 20.0 mmol (4.96 g, 4.3 ml) 3-
Methoxyphenol, 60 mmol (5.70 g) wasserfreies Magnesiumchlorid 0.15
mol (15.2 g, 20.8 ml) wasserfreies Triethylamin in 200 ml wasserfreiem
Acetonitril vorgelegt. Zu der Mischung werden 0.27 mol (8.10 g)
Paraformaldehyd gegeben, dann wird 90 Minuten zum Sieden erhitzt.
Isolierung und Reinigung
Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wird die Reaktionsmischung mit
60 ml 2 M Salzsäure versetzt, in einen Scheidetrichter überführt und zweimal
mit je 100 ml tert-Butylmethylether extrahiert (→ E 1 ). Die vereinigten
organischen Phasen werden nacheinander mit 20 ml 2 M Salzsäure und 40
ml Wasser gewaschen (→ E 1 ) und über Natriumsulfat getrocknet. Nach
dem Abfiltrieren vom Trockenmittel (→ E 2 ) wird das Lösungsmittel am
Rotationsverdampfer abdestilliert (→ R 1 ). Der Destillationsrückstand wird
mit 40 ml Essigsäureethylester versetzt, 30 Minuten im Eisbad gekühlt, auf
einem kleinen Büchnertrichter abgesaugt und im Vakuumexsikkator über
Kieselgel getrocknet. Ausbeute, Schmelzpunkt des Rohprodukts?
Zur Umkristallisation prüfe man folgende Lösungsmittel und protokolliere
die Löslichkeit:
Cyclohexan (Sdp. 80, DK 2) (→ E 3 )
Essigsäureethylester (Sdp. 77 °C, DK 6) (→ E 3 )
Ethanol (Sdp. 78 °C, DK 24.3) (→ E 3 )
Ethanol/Wasser (→ E 4 )
Versuch 7.3.6, Rev. 1.0 1

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Das Rohprodukt unter leichtem Erwärmen (Badtemperatur 40 °C) in etwa 5
ml Ethanol gelöst. Nach Zugabe von 2 ml Wasser wird langsam auf Raumtemperatur
abgekühlt und der verschlossene Kolben über Nacht zur
Kristallisation in den Kühlschrank gestellt. Das kristalline Produkt wird auf
einem Hirschtrichter abgesaugt, mit ca. 2 ml eiskaltem 50-proz. wässrigen
Ethanol nachgewaschen (Mutterlauge → E 4 ) und im Vakuumexsikkator
über Silicagel getrocknet. Man bestimme Ausbeute und Schmelzpunkt der
reinen Verbindung. Ausbeute an 6: 55–60%, Schmp. 42–43 °C.
Hinweise zur Entsorgung (E), Recycling (R) der Lösungsmittel
E 1 : Wässrige Phasen: Neutralisation mit Natronlauge → Entsorgung (H 2 O mit RHal/Halogenid).
E 2 : Trockenmittel → Entsorgung (Anorg. Feststoffe).
E 3 : Wasserfreie Mutterlaugen → Entsorgung (RH).
E 4 : Wässrige Mutterlauge → Entsorgung (H 2 O mit RH).
R 1 : Abdestilliertes Lösungsmittel → Recycling (tert-Butylmethylether).
Auswertung des Versuchs
1 H-NMR-Spektrum von 6 (300 MHz, CDCl 3 ): δ = 3.85 (3 H), 6.42 (1 H), 6.54 (1 H), 7.43 (1 H), 9.71 (1 H),
11.49 (1 H).
LM
7.5 7.0
6.5
12.0 10.0
8.0
6.0
4.0 2.0 [ppm] 0.0
13 C-NMR Spektrum von 6 (75.5 MHz, CDCl 3 ): δ = 55.72 (CH 3 ), 110.65 (CH), 108.38 (CH), 115.16 (C),
135.27 (CH), 164.51 (C), 166.83 (C), 194,42 (CH).
LM
200 180 160 140
120
100
80
60 40 20 [ppm] 0
Versuch 7.3.6, Rev. 1.0 2

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IR-Spektrum von 6 (KBr):
100
T [%]
50
2844
1505
1575
1650
1635
0
~
4000 3000 2000 1500 1000 ν [cm -1 ]
* Formulieren Sie den zu 6 führenden Reaktionsmechanismus (Siehe auch Einführung zu Kap. 7.3).
Weitere denkbare Reaktionsprodukte:
OH
OH
OH
H
H
H
H
CH 2
OH
HOCH 2
O
OH
O
O
MeO
MeO
CH 2
OH
MeO
MeO
MeO
OMe
A B C D E
* Mit welchen spektroskopischen Daten und einfachen Versuchen lassen sich A–E ausschließen?
* Diskutieren Sie die denkbaren Reaktionsmechanismen.
Literatur, allgemeine Anwendbarkeit der Methode
Diese Methode erlaubt die selektive ortho-Formylierung einer Vielzahl substituierter Phenole (z.B. 2-Naphthol,
2-, 3- und 4-Alkylphenol, 2-, 3- und 4-Chlorphenol).
[1] N.U. Hofslǿken, L. Skattebǿl, Acta Chem. Scand. 1999, 53, 258–262.
Versuch 7.3.6, Rev. 1.0 3