Workshop on szerves kémia
Ebben a fejlesztés III évben a diákok felkapott számos szintéziseit fő részeit a szerves kémia. A jelentett már jól ismert és modern, korábban ismeretlen a műhelyben a szerves kémia szintézis technikák alkalmazásával. Ahhoz, hogy végezze el a fenti szintézis nem igényel speciális berendezések, bonyolult és költséges reagenseket, hosszú hevítés peremeshivaniya.Pered és minden fejezet kap egy rövid összefoglalását az elméleti reakció szintézisében alkalmazott a (mechanizmus, reagensek, mellékreakciók).
A fejlesztési figyelmet fordít a környezetvédelmi kérdések - végén technikák jelzik, hogy mely oldószereket, kiindulási vegyületeket lehet újra tisztítani és újra használni a szintézisében (regenerált) (takarít reagensek nélkül a környezet szennyezését), bármilyen reakciót maradékok ártalmatlanok (lehet szabadítani) és amely szükség előzetes semlegesítés.
A módszereket is adott alapvető állandók a kezdeti és a végső vegyületek.
Végén a fejlesztési módszer adott tisztítására és absolyutirovaniyu leggyakrabban használt oldószerek és reagensek.
1. Radical szubsztitúció telített szénatomot tartalmaz.
A klórozás elemi klórral Alkánok történik az intézkedés alapján hőenergia vagy a besugárzást (fotolízis), valamint jelenlétében iniciátorok gyökös reakciók: azobisz (izobutironitril) (AIBN) vagy benzoil-peroxid. Vegyület az kényelmesebb módszer klórozott szulfuril-kloriddal. Szulfuril-klorid nagyobb szelektivitást képest klórral, könnyebb adagolni, és a reakció melléktermékek gáz halmazállapotú anyagok.
Konstansok eredeti és a szintetizált vegyületek. Mivel képlet vagy a vegyület neve, azaz a. Mp. C, fp. C 760 Hgmm. v.).
Az egy nehezékes lombikba (250 ml) visszafolyató hűtővel és mágneses keverővel (1 készülék) helyezünk 20,2 g (0,24 mól) ciklohexán, 27,0 g (0,2 mól) szulfuril-kloridot és 75 mg (spatulahegynyi) azobisz (izobutironitril). Szintézist a motorháztető alatt (allokáció SO2. HCI!). Szulfuril-kloridot rendelkezik szakítási tulajdonságokat. Az így kapott gázok veszik fel keresztüli átvezetésével mosópalack töltött vizes kálium-hidroxid oldatot. A reakcióelegyet keverés közben, hogy egy könnyű forraljuk. 1 óra elteltével a lombikot és tartalmát lemérjük. Az elméleti fogyás 20,1 g Ha a súlycsökkentés nem történt, adjunk hozzá egy spatulahegynyi egy új tétel AIBN és 1 óra hosszat melegítjük.
A kezelés a reakcióelegy.
A lombikot lehűtjük, a reakcióelegyet átvisszük egy választótölcsérbe, adjunk hozzá 25 ml-ra hűtjük, O ° C 10% -os nátrium-klorid-oldattal. A szerves fázist elválasztjuk és mossuk választótölcsérben 5% -os nátrium-karbonát-oldattal, amíg a vizes fázisban, amíg semleges (pH = 7). Ezután a szerves fázist mossuk telített nátrium-klorid-oldattal mossuk és magnézium-szulfát felett szárítjuk.
Elválasztjuk a szárító, és az oldatot desztilláljuk segítségével egy kis reflux. Gyűjtsük össze az első frakció forráspontja. 80-135 ° C, amely elsősorban reagálatlan ciklohexán (1. megjegyzés). További kiór desztillált forráspontig 141-142 ° C-on kapunk 14,2 g (60%), nD 20 1,4626.
Megjegyzés. Az el nem reagált ciklohexán (körülbelül 10 ml) desztillációval tisztítjuk egy visszafolyató hűtővel és egy hatékony újrafelhasználása klórozási.
Hulladék ártalmatlan, ürítse csatornába.
200 ml mosóvíz (Na 2CO 3. NaCl). A ártalmatlanítandó hulladék. 25 ml vizes, savas oldattal használt szárítószer (MgSO 4), a fenék lepárlás után,
100 ml vizes lúgos oldat.
Az alkil-aril-észterek szintetizálhatok a módszer Williamson - halogénezett alkánok fenolok alkilezésével vagy alkil-szulfonátok jelenlétében bázisok.
A javasolt eljárás a 4-nitro-fenol hatása által nátrium-etoxid, így a megfelelő nátrium-fenolát. Utolsó reagáltatunk egy alkilezőszerrel SN 2 mechanizmus. A nukleofil erőt, és ennek megfelelően, bázicitása, 4-nitro-fenol nátrium-fenolátot és acetát között:
A kálium-jodid adagolása a reakcióelegyhez képződéséhez vezet a közbenső etil-jodidot aktívabbak alkilezőszer összehasonlítva etil-bromid (jód-anion - jobb távozó csoport).
Konstansok eredeti és a szintetizált vegyületek. Tekintettel képlet, op C, fp. C 760 Hgmm
Egy háromnyakú lombikban (250 ml) felszerelt visszafolyató hűtővel, kalcium-kloriddal szárítócsővel ellátott és mechanikus keverővel (3 készülék). helyeztünk 150 ml abszolút etanollal készült oldatához részletekben 2,88 g (0,125 mol) nátrium. Miután nátrium-oldódási A reakcióelegyet lehűtjük (jég + víz) adunk hozzá, és 13,9 g (0,1 mól) 4-nitro-fenol, 43,6 g (0,4 mol, 27 ml) etil-bromidot (finoman nyomja, irritált bőr!) És mintegy 0,5 g kálium-jodidot. A kapott szuszpenziót melegítjük erőteljes keverés közben 4 órán át, miközben nézi izoláljuk a kristályos nátrium-bromidot, és a színváltozás narancssárgáról sárgára.
A kezelés a reakcióelegy.
Lehűlés után a csapadékot szűréssel elkülönítjük, etanollal kétszer mossuk (2 x 100 ml). Az oldószert eltávolítjuk rotációs bepárlón. A maradékot keverékébe öntjük, amely 200 ml 2% -os nátrium-hidroxid-oldat és 200 ml dietil-éterben. 10 percig keverjük, az el nem reagált nátrium-4-nitro-fenol feloldódik a vizes fázisban, és a terméket egy szerves réteget. Az egy választótölcsérbe, a szerves fázist elválasztjuk, a vizes fázist éterrel extraháljuk (2 x 50 ml), az éteres extraktumokat szárítjuk egyesítés kalcinált magnézium-szulfáttal szárítjuk. A szárítószert kiszűrjük, az oldószert eltávolítjuk rotációs bepárlón.
A kapott szilárd anyagot etanol-víz (5: 1). Fényt bocsátanak ki sárga kristályok, op 60-61 ° C, kitermelés 12,2 g (73%).
300 ml dietil-étert, és az anyalúgot vizes etanol lehet desztillációval tisztítjuk és újra felhasználhatók.
A ártalmatlanítandó hulladék (semlegesítés) nátrium-bromidot,
200 ml-t a lúgos vizes fázist használt szárítószer magnézium-szulfát, szűrőpapír.
A nitro-metánt állítjuk elő nátrium-nitrit nátrium-klór. A reakciókörülmények SN 2 ambidens nitrit aniont támadások pozitívan polarizált - szénatom klóracetát Center legnagyobb nukleofil - nitrogénatom. Nitro-ecetsav nátrium só vagy szabad sav, egyenlet szerint (2) után a termikus dekarboxilezés képez nitrometán.
Amikor nitrit ion reakció klórecetsav bevételt által SN 1 mechanizmussal, az NO2 - csoport kölcsönhatásba lép legmagasabb bázicitása központ, amely egy oxigénatomon (3. egyenlet). A kapott észtert a salétromossav képződik, melyet tovább hidrolizálva glikolsav.
Alkilezés ambidens anion ezüstionokat (és más Lewis-sav) kedvezett a reakciót az oxigénatom - az a hely, a legmagasabb elektronsűrűség. Mivel a kölcsönhatás ezüst-nitrittel halogénalkánok vezet preferenciális észterek képzése a salétromossav, míg a nátrium-nitrit kapott elsősorban nitro.
Konstansok eredeti és a szintetizált vegyületek. Eredmények: képletű op ° C, fp. C.
Az üveg feloldunk 49,1 g (0,52 mól) klór-ecetsav 100 ml vízzel, és semlegesítjük 27,5 g vízmentes annak szóda (óvatosan, hab!). Ezután hozzáadunk 34,5 g (0,5 mol) nátrium-nitrit 60 ml vízben. Körülbelül 50 ml ilyen oldatot helyezünk egy gömblombikba (250 ml) ellátott csepegtető tölcsérrel és Claisen szórófejet egy kondenzátor (egység 9B). A lombikot melegítjük egy azbeszt rács forráspontú, azzal kezdődik szén-dioxid kibocsátás, és az így kapott nitro-metán ledesztilláljuk a vizet. Fokozatosan hozzáadjuk a csepegtetőtölcséren maradék oldatot olyan sebességgel, hogy a reakció nem ment végbe túl gyorsan. A desztillációt addig végezzük, amíg, amíg a desztillátum eltűnnek olajos cseppek. A kapott nitrometán gyűjtik a vevő formájában nehézolaj (felső réteg, vizes). Ahogy akarat átlátható desztillált, megváltoztatja a vevő ledesztilláljuk, és 50 ml vizet. Egy első része A desztillátum réteg nitrometán, és a vizes fázist egyesítjük a második rész. Egyesítése vizes oldatok nátrium-kloriddal telítjük (10 gramm só per 30 ml oldat), és visszatért a reakcióedénybe. Ismét ledesztilláljuk kb ¼ része (térfogatra) az oldat. A kapott réteg a nitrometán egyesült az első rész.
Egyesítése nitrometán extraktumot szárítjuk kalcinált kalcium-kloriddal, és desztillált, frakciót összegyűjtjük, fp .. 98-101 C Hozam 10,1 g (33%).
Feldolgozási módok a reakcióelegy. 2.2. Tisztítás 3.4.
50 ml vizes maradékot desztillálás után, használt szárítószer (CaCl2), szűrőpapír, előpárlat és a maradékot a desztilláció után a nitro-metán.