Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Методики синтеТИЧНИХ практичних робіт





2.4.1 1,2-Дибромоетан [10, с.65]

Етиловий спирт ( = 0,79) 45 мл
Сульфатна кислота конц. (98%, =1,84) 90 мл
Бром ( = 3,14) 10 мл
Натрію гідроксид (4н. розчин, 10%-вий розчин)  

В трьохгорлу круглодонну колбу поміщують 20 г сухого крупного піску або таку ж кількість безводного сульфату алюмінію, який має каталітичну дію. Далі обережно при перемішуванні додають 15 мл спирту і 45 мл концентрованої сульфатної кислоти. Вміст колби нагрівають до 160°С (при високій температурі можливе утворення діетилового етеру) і, як тільки почнеться виділення етилену, через крапельну лійку повільно по краплях додають суміш 30 мл спирту і 45 мл сульфатної кислоти.

Етилен пропускають через запобіжну склянку Дрекселя, далі через 4 н. розчин натрію гідроксиду для поглинання сульфуру діоксиду. Очищений етилен пропускають через склянку Дрекселя з бромом, над яким знаходиться невеликий шар води для зменшення втрати брому за рахунок випаровування (рис. 2.7). Пропускання етилену ведуть до тих пір, поки бром повністю не прореагує (це помітно по зникненню кольору брому).

Отриманий 1,2-дибромоетан промивають водою, розведеним (10 %-вим) розчином натрію гідроксиду, знову водою. Органічний шар відокремлюють, сушать над прокаленим кальцію хлоридом і потім переганяють, збираючи фракцію, що кипить в межах 129-132°С. Вихід: 30 г (81 % від теоретичного). Т.кип. 131°С; 1,5379; 2,1792.

Контрольні запитання

1. Яким чином можна якісно довести присутність атомів Брому в отриманому 1,2-дибромоетані?

2. Для чого потрібна пуста склянка Дрекселя після склянки з розчином лугу?

3. Чому сульфатну кислоту беруть у більш ніж 2-кратному надлишку відносно етанолу?

4. Які побічні речовини можуть утворюватись в описаних умовах?

5. Чому для промивання отриманого 1,2-дибромоетану використовують розведений розчин лугу?

6. Чому 1,2-дибромоетан погано розчиняється в воді?

 

2.4.2 Нітробензен [1, с.415]

 

 

Бензен ( = 0,88) 10 мл
Сульфатна кислота конц. (98%, =1,84) 13 мл
Нітратна кислота конц. (65%, = 1,40) 11 мл
Натрію гідроксид (5%-вий розчин)  

Увага! Роботу проводять у витяжній шафі!

У круглодонну колбу ємністю 100 мл вміщують 11 мл концентрованої ніт­ратної кислоти і при постійному струшуванні й охолодженні в кристалізаторі з льодом додають 13 мл концентрованої сульфатної кислоти (Обережно! Захисні окуляри!). Після охолодження нітрувальної суміші до кімнатної температури по­ступово, порціями по 1 мл, додають 10 мл бензену. При додаванні кожної порції бензену колбу закривають корком із повітряним холодильником, енергійно струшують і охолоджують. Необхідно стежити, щоб температура реакційної суміші не перевищувала 50-60 ° С, тому що можливе утворення побічного продукту - м-динітробензену. Після додання бензену колбу, періодично стру­шуючи, нагрівають 30 хв на водяній бані (~60 ° С). Температуру бані слід витримувати точно, щоб запобігти побічним реакціям. Вміст колби охолоджують водою до кімнатної температури і виливають в склянку з 150 мл холодної води для відділення продукту реакції від надлишку кислот и ретельно перемішують. Після відстоювання нижній шар нітробензену відділяють від води в ділильній лійці, промивають 5%-вим розчином натрію гідроксиду (для нейтралізації залишку кислот), потім знову водою. Потім нітробензен зливають у суху колбу ємністю 50 мл і додають кальцію хлорид безводний. Колбу забезпечують повіт­ряним холодильником і, періодично струшуючи, нагрівають на киплячій водяній бані. Можна поступити інакше – залишити нітробензен з кальцію хлоридом на ніч. Коли рідина стане прозорою, її відфільтровують через складчастий фільтр від осушувача, переносять у колбу Вюрца і переганяють з повітряним холодильником. Збирають фракцію, що кипить при температурі 207 - 211 ° С.

Увага! Нітробензен не можна переганяти досуха, тому що можливе утворення побічного продукту реакції — м-динітробензену, який при нагріванні може розкладатися з вибухом.

Практичний вихід: 11 г (79% від теорії). Т.кип. 210,9°С; 1,5530; 1,2055.

Контрольні запитання

1. Що таке нітрувальна суміш? Як її готують і для чого використовують?

2. Яку роль виконує сульфатна кислота в реакції нітрування?

3. Чому в реакції нітрування ароматичних вуглеводнів необхідно використо­ву­вати концентровану нітратну кислоту?

4. Яка побічна реакція може проходити в ході синтезу? Як запобігають її проходженню?

5. Чому нітробензен переганяють з повітряним холодильником, а не з звичайним холодильником Лібіха? Яких запобіжних заходів слід дотримуватись при виконанні синтезу?

 

2.4.3 м-Динітробензен [8, с.120]

 

Нітробензен ( = 1,21) 8,3 мл
Сульфатна кислота конц. (98%, =1,84) 13 мл
Натрію нітрат 12,5 г
Натрію карбонат, етанол  

Увага! Роботу проводять в витяжній шафі!

В круглодонній колбі ємністю 100 мл змішують 8,3 мл нітробензену і 25 мл конц. сульфатної кислоти. В реакційну суміш занурюють термометр і нагрівають до 80-90°С. Невеликими порціями додають 12,5 г дрібно розтертого натрій нітрату, слідкуючи за тим, щоб температура не піднімалася вище 130°С. Натрію нітрат розчиняється, сульфатна кислота стає каламутною. м -Динітробензен, що утворюється, спливає у вигляді маслянистого шару. Нагрівання продовжують 30 хв до повного розчинення осаду. Потім вміст колби охолоджують до 70°С і при енергійному перемішуванні виливають в склянку з 120 г товченого льоду. м ‑Динітробензен виділяється у вигляді жовтої аморфної маси. Водно-кислотний шар зливають з осаду. До осаду додають 50 мл води і нагрівають до кипіння при перемішуванні скляною паличкою. м -Динітробензен при цьому плавиться. Воду зливають, приливають ще 50 мл води і додають натрію карбонат до різко лужної реакції. Охолодивши розчин, зливають воду через фільтр, а залишок на дні склянки у вигляді твердого коржа (м- динітробензен) ще два рази плавлять в гарячій воді (по 50 мл). Охолоджений водний шар зливають через той же фільтр. Кристали на фільтрі промивають холодною водою, віджимають на фільтру­валь­ному папері й об’єднують з основною масою м- динітробензену, який виймають із склянки і віджимають між листами фільтрувального паперу. Очищують м- динітробензен перекристалізацією з етанолу.

Практичний вихід: 11 г (80 % від теоретичного). Т.пл. 84-86 °С; т.кип. 297°С.

Контрольні запитання

1. Які процеси будуть йти при нітруванні нітробензену при більш високих температурах ніж 130оС? Наведіть рівняння відповідних реакцій.

2. Чому нітробензен нітрують при 130оС,а бензен – при 50-60оС?

3. Чому при нітруванні бензену використовують концентровану нітратну кислоту, а при нітруванні нітробензену – нітрат натрію? Яку роль в цих реакціях виконує сульфатна кислота?

4. Чому в результаті нітрування нітробензену утворюється переважно м -динітро­бензен, а не о - чи п -динітробензен? Чи можна очікувати утворення тринітробензену?

5. Опишіть процес перекристалізації м-динітробензену з етанолу. В якому випадку він потрібний, для чого?

 

2.4.4 орто- і пара-Нітрофенол [10, с.119]

 

Фенол 28,2 г
Розведена нітратна кислота (20%-ний розчин, =1,11) 185 мл
Натрію гідроксид, активоване вугілля, хлоридна кислота  

До фенолу додають 5 мл води, нагрівають до плавлення і суміш поступово при перемішуванні вносять в нітратну кислоту. Колбу з нітратною кислотою охолоджують водою, слідкуючи за тем, щоб температура реакційної суміші весь час була нижчою за 20°С. Суміш, забарвлену в темний колір, залишають стояти на декілька годин в холодній воді, періодично збовтуючи. По закін­ченні реакції ретельно зливають кислоту, маслянисту частково осмолену масу промивають декілька разів водою і піддають її перегонці з водяною парою (рис. 2.8 та рис. 1.16, стор. 26). В приймач переходить о‑ нітрофенол у вигляді жовтого масла, що швидко кристалізується. Якщо він почне кристалізуватися в холодильнику, то на деякий час припиняють подачу води в нього; гарячий конденсат розтоплює кристали о‑ нітрофенолу и він переходить в приймач. Осад о‑ нітрофенолу відфільтровують на лійці Бюхнера, віджимають між листами фільтрувального паперу і сушать на повітрі.

Вихід ~9 г. Т.пл. чистого о‑ нітрофенолу 45°С. Якщо отриманий продукт плавиться при більш низькій температурі, його перекристалізовують із метанолу.

Для виділення п‑ нітрофенолу зали­шок реакційної маси в колбі кип’ятять з 170 мл 10%-вого розчину натрію гід­роксиду і невеликою кількістю акти­вованого вугілля і фільтрують га­рячим. Гарячий темний фільтрат упарюють до тих пір, поки крапля розчину по охо­лод­жен­ні не буде застигати. Розчин охо­лоджують, осад п‑ нітрофеноляту нат­рію від­фільтро­ву­ють, промивають де­кіль­ка разів невеликими порціями 10%-вого розчину натрію гідроксиду і добре віджимають на фільтрі. Отриману сіль переносять в склянку і при нагріванні розкладають 10 %-вою хлоридною кислотою. Утворений п‑ нітрофенол по охолодженню застигає. Водний розчин зливають і перекристалізовують п‑ нітрофенол із гарячої 1-2%-вої хлоридної кислоти. Після охолодження розчину п‑ нітрофенол виділяється у вигляді довгих безбарвних голок.

Вихід 3,5 - 4 г. Т.пл. 114°С.

 

Контрольні запитання

1. Чому при нітруванні фенолу використовують розбавлену нітратну кислоту, а при нітруванні бензену – нітрувальну суміш? Які процеси можуть відбуватися при реакції фенолу з концентрованою нітратною кислотою?

2. Чому синтез о - і п -нітрофенолів ведуть при температурах нижче 20°С? Які процеси можуть йти при більш високих температурах, чому? Наведіть рівняння відповідних реакцій.

3. Чому для виділення о-нітрофенолу з реакційної маси, отриманої при синтезі о - і п -нітрофенолів, застосовують метод перегонки з водяною парою?

4. З якою метою після відокремлення о -нітрофенолу з реакційної маси, отриманої в ході синтезу о - і п -нітрофенолів, залишок кип’ятять з 10% розчином натрію гідроксиду та активованим вугіллям?

5. З якою метою реакційну масу, отриману після виділення о-нітрофенолу та кип’ятіння залишку з активованим вугіллям і розчином NaOH, обробляють при нагріванні розчином 10% хлоридної кислоти?

6. Поясніть, чому при нітруванні фенолу розведеною нітратною кислотою утворюються саме о - і п -нітрофеноли.

 

2.4.5 Сульфанілова кислота [11, с.123]

Анілін свіжоперегнаний ( =1,02) 9,1 мл
Сульфатна кислота конц. (98%, =1,84) 16,5 мл
Натрію гідроксид, 10 %-вий розчин  
Кислота хлоридна, 10 %-вий розчин  
Вугілля активоване  

Увага! Роботу проводять у витяжній шафі!

У круглодонну колбу ємністю 100 мл поміщають 9,1 мл свіжоперегнаного аніліну і невеликими порціями при постійному струшуванні додають 16,5 мл концентрованої сульфатної кислоти. Суміш сильно розігрівається. Колбу закривають повітряним холодильником і нагрівають на масляній бані (~170—180 ° С) протягом 2 год. Для визначення моменту завершення реакції пробу суміші розчиняють у 1 мл води і додають розчин натрію гідроксиду (до лужної реакції). Реакція завершена, якщо не виділяються маслянисті краплі аніліну.

Після закінчення реакції суміш злегка охолоджують і обережно, при перемішуванні скляною паличкою, переносять у склянку зі 150 мл холодної води. Виділяється кристалічний осад сульфанілової кислоти. Суміш охолоджують у кристалізаторі з покришеним льодом протягом 20 хв і осад відфільтровують на лійці Бюхнера, промиваючи невеликою кількістю холодної води. Отриманий продукт розчиняють у склянці в мінімальній кількості гарячої води, у разі потреби додають небагато активованого вугілля, розчин кип’ятять протягом 5 хв. Фільтрують у лійці для гарячого фільтрування через складчастий фільтр. При охолодженні з фільтрату виділяються безбарвні кристали сульфанілової кислоти. Осад відфільтровують, промивають невеликою кількістю холодної води і сушать між аркушами фільтрувального паперу на повітрі.

Практичний вихід: ~ 12 г (70 % від теоретичного).

Сульфанілова кислота (n -амінобензенсульфокислота)— безбарвна кристалічна речовина. Важкорозчинна в більшості органічних розчинників і холодній воді. При 100 ° С втрачає кристалізаційну воду, при нагріванні до 280 ° С розкладається, не плавлячись.

Контрольні запитання

1. Чому реакцію сульфування необхідно проводити в надлишку сульфатної кислоти?

2. Як впливає аміногрупа на швидкість сульфування ароматичних сполук?

3. Чому в реакції сульфування необхідно точно витримувати температурний режим?

4. Які продукти утворяться при обробці сульфанілової кислоти розчином натрію гідроксиду?

5. Структурним фрагментом якої групи лікарських препаратів є сульфанілова кислота?

 

2.4.6 Бензойна кислота [1, с.468]

 

Толуен ( =0,87) 1,15 мл
Калію перманганат 3,4 г
Вода, концентрована хлоридна кислота  

 

У круглодонну колбу, оснащену зворотним холодильником, поміщують 1,15 мл толуену, 3,4 г тонкоздрібненого калію перманганату і 75 мл води (рис. 2.3). Колбу нагрівають на водяній бані протягом 2 год. Якщо розчин після нагрівання зберігає рожеве забарвлення, то до гарячої, але не киплячої реакційної суміші через холодильник обережно додають 3—5 мл етилового спирту або 0,5 г щавлевої кислоти.

По закінченні реакції безбарвний розчин охолоджують, осад мангану (IV) оксиду, що випав, відфільтровують і промивають на фільтрі киплячою водою (2 порціями по 15 мл). Промивні води з’єднують з фільтратом і упарюють на водяній бані до об’єму 10-15 мл. Якщо знову виділяється осад мангану (IV) оксиду, його відфільтровують.

До упареного розчину калію бензоату краплями додають концентровану хлоридну кислоту до кислої реакції. Осад бензойної кислоти, що виділився, відфільтровують, промивають невеликою кількістю холодної води (10 мл) і сушать на повітрі.

Практичний вихід: ~0,8 г (60 % від теоретичного).

Бензойна кислота — безбарвна кристалічна речовина зі слабким запахом. Погано розчинна в холодній воді й етері, добре — у спирті, оцтовій кислоті, піридині; Т.пл. 121,7°С.

Контрольні запитання

1. Напишіть схеми окиснення толуену, етилбензену і n-диметилбензену. Яке аналітичне значення має реакція окиснення гомологів бензену?

2. Наведіть схеми якісних реакцій, що дозволяють ідентифікувати кінцевий продукт цього синтезу.

3. Поясніть, з якою метою при окисненні толуену використовують етиловий спирт або щавлеву кислоту. Напишіть відповідні рівняння реакцій.

4. Чому необхідно використовувати хлоридну кислоту на останній стадії синтезу?

5. Чому осад на фільтрі промивають гарячою, а не холодною водою?

6. Поясніть, чому спочатку треба відділити манган (IV) оксид, а лише потім підкислювати реакційну суміш?

 

2.4.7 Бромоетан [11, с.73]

 

KBr + H2SO4 → HBr + KHSO4

C2H5OH + HBr → C2H5Br + H2O

Етиловий спирт ( =0,79) 40 мл
Калію бромід 60 г
Сульфатна кислота конц. (98%, =1,84 г/см3) 75 мл

В колбу Вюрца ємністю 300 мл вливають 40 мл спирту, додають 35 мл води і при постійному пере­мішуванні і охолодженні повільно приливають 75 мл концентрованої су­ль­фатної кис­лоти. Суміш охолод­жують до кім­натної температури і при перемі­шуванні додають дрібно розтертий калію бромід. Брометан над­звичайно леткий, тому для змен­шен­ня втрат за рахунок випаро­ву­вання його відга­няють в крижану воду. Для цього в приймач нали­ва­ють воду, додають декілька шматочків льоду і занурюють в воду кінець алонжу.

Реакційну суміш нагрівають на азбесті до тих пір, поки в приймач не перестануть переходити маслянисті краплі, що спускаються на дно. Якщо реакційна суміш в колбі почне надто спінюватись, то на деякий час припиняють нагрівання.

По закінченні реакції відділяють брометан від води за допомогою ділильної лійки, сушать його безводним кальцію хлоридом і переганяють з маленької колби Вюрца, збираючи в приймач, що занурений в охолоджену воду.

Практичний вихід: 45 г (82% від теоретичного).

Т.кип. 38-39°С; 1,4239.

Контрольні запитання

1. Чому бромистий етил має значно меншу температуру кипіння, ніж етанол (78°С), хоча молярна маса брометану значно більша ніж етанолу?

2. Які побічні процеси можуть проходити при синтезі брометану? Які речовини, як домішки, присутні у перегнаному брометані?

3. При отриманні бромистого етилу він завжди має значні домішки діетилового етеру та етанолу (їх температури кипіння 36оС та 78оС відповід­но). Запропонуйте, як очистити отриманий продукт від цих домішок.

4. Чому в ході синтезу етилброміду береться значний надлишок сульфатної кислоти (згідно рівняння, необхідно брати кількість H2SO4, еквімолярну KBr, але реагенти беруть у співвідношенні KBr:H2SO4 = 1:2,8)?

5. Поясніть, чому спирт при синтезі етилброміду взаємодією з HBr береться в значному надлишку (на 1 моль HBr - 1,4 моль С2Н5ОН).

6. Яким чином якісно довести присутність атомів Брому в отриманому бромоетані?

 

2.4.8 Корична (цинамонова) кислота [8, с.212]

Бензальдегід ( =0,80) 10 мл
Оцтовий ангідрид ( =1,08) 15 мл
Натрію ацетат 7,0 г
Натрію гідроксид, хлоридна кислота конц.  

В круглодонну колбу ємністю 200 мл, обладнану зворотнім повітряним холодильником, поміщують бензальдегід, оцтовий ангідрид і натрію ацетат. Занурюють колбу в попередньо розігріту до 180°С масляну баню і витримують 2 години при цій температурі. Реакційній суміші дають охолонути до 100°С (температура бані), додають 140 мл 2 н. розчину натрію гідроксиду і із тієї ж колби відганяють з водяною парою непрореагований бензальдегід. До залишку в перегінній колбі додають активоване вугілля і кип’ятять на протязі 10-15 хвилин. Реакційну суміш відфільтровують гарячою від вугілля, дають охолонути. В охолоджений до кімнатної температури фільтрат додають концентровану хлоридну кислоту до кислої реакції (близько 30 мл). Кристали коричної кислоти відфільтровують на лійці Бюхнера і сушать на повітрі.

Практичний вихід: ~6 г (46 % від теоретичного). Т.пл. 133°С.

Контрольні запитання

1. Поясніть, чому при конденсації Перкіна, на відміну від інших аналогічних конденсацій (альдольно-кротонова, Кляйзена), як каталізатор використо­вується не NaOH чи алкоголяти металів, а сіль – натрію ацетат.

2. На яких фізико-хімічних властивостях бензальдегіду ґрунтується його відгонка з реакційної маси з водяною парою? Як можна попередньо перевірити, чи буде якась сполука переганятись з водяною парою?

3. З якою метою перед відгонкою бензальдегіду з реакційної маси при синтезі коричної кислоти додають розчин натрію гідроксиду? Напишіть рівняння відповідної (відповідних) реакції.

4. З якою метою при синтезі коричної кислоти в фільтрат, отриманий після кип’ятіння реакційної маси з активованим вугіллям, додають до кислої реакції концентровану хлоридну кислоту? Наведіть відповідне рівняння реакції.

5. Напишіть схеми якісних реакцій, які підтверджують ненасичений характер коричної кислоти.

 

2.4.9 Фенолфталеїн [1, с.480]

Фталевий ангідрид 2,5 г
Фенол 4 г
Сульфатна кислота конц. (98%, =1,84) 1 мл
Натрію гідроксид, хлоридна кислота, спирт, активоване вугілля  

Увага! Роботу проводять у витяжній шафі!

У круглодонну колбу вміщують 2,5 г очищеного сублімацією фталевого ангідриду, 4 г фенолу й 1 мл сульфатної кислоти. Суміш нагрівають протягом 1,5 год на масляній бані, строго витримуючи температуру 125-130°С. Рідину в колбі перемішують термометром. По закінченні реакції гарячу суміш виливають у склянку з 50 мл води і кип’ятять до зникнення запаху фенолу. Щоб уникнути розбризкування і зв’язаної з цим утрати речовини, рідину необхідно постійно перемішувати. Розчин охолоджують, а осад, що виділився, промивають декантацією двома невеликими порціями холодної води (~5 мл). Осад, що знаходиться в склянці і частково на фільтрі, розчиняють у теплому 5%-вому розчині натрію гідроксиду (~20 мл) і відфільтровують непрореагований фталевий ангідрид. До темно-червоного фільтрату додають хлоридну кислоту до нейтрального середовища (за універсальним індикаторним папером). Через 30 хв осад фенолфталеїну, що виділився, відфільтровують і сушать.

Практичний вихід: ~2 г (38 % від теоретичного).

Для отримання чистого фенолфталеїну сирий продукт розчиняють при нагріванні приблизно в 10 мл спирту, кип’ятять з активованим вугіллям, гарячий розчин відфільтровують і промивають вугілля на фільтрі гарячим спиртом. При охолодженні розчин розводять восьмикратною кількістю води (при перемішуванні), фільтрують, нагрівають фільтрат в фарфоровій чашці на водяній бані для видалення значної частини спирту і залишають стояти півгодини. Кристали, що утворилися, відфільтровують і сушать на повітрі.

Вихід ~1 г. Т.пл. 261°С; при вищій температурі сублімується. Фенолфталеїн – безбарвна кристалічна речовина (ромбічні голки). Важкорозчинний у воді, добре розчинний в етанолі, діетиловому етері.

Контрольні запитання.

1. До якого типу барвників відноситься фенолфталеїн? Укажіть хромофори й ауксохроми в молекулі фенолфталеїну.

2. Чим зумовлена зміна забарвлення розчину фенолфталеїну в залежності від рН середовища? Наведіть схему перетворення знебарвленого розчину фенол­фталеї­ну в червоний колір при дії лугів.

3. Яким чином обробляють реакційну суміш щоб відділити продукт від непрореагованих фенолу і фталевого ангідриду?

4. Чому при кип’ятінні реакційної суміші з водою запах фенолу зникає?

5. Для чого при очищенні фенолфталеїну перекристалізацією із спирту гарячий водно-спиртовий фільтрат нагрівають в фарфоровій чашці на водяній бані?

 

2.4.10 Дибензальацетон [8, с.208-209]

 

Бензальдегід ( =0,80) 7,5 мл
Ацетон ( =0,79) 2,8 мл
Натрію гідроксид 7,5 г
Етанол, етилацетат  

В склянку ємністю 250 мл, обладнану мішалкою і термометром, наливають охолоджений до кімнатної температури розчин 7,5 г натрій гідроксиду в 75 мл води і 60 мл етилового спирту і занурюють в водяну баню. При температурі суміші 20-25°С (при більш низькій температурі продукт виділяється у вигляді масла) и перемішуванні додають половину об’єму суміші, приготованої з 7,5 мл бензальдегіду і 2,8 мл ацетону; залишок суміші зберігають. Через 2-3 хв суміш починає мутніти з утворенням пластівчастого осаду. При надлишку бензаль­дегіду може утворюватись липкий продукт. Температура суміші не повинна підвищуватись, тому що при температурі вище 30°С йде побічна реакція, що знижує вихід продукту. Через 15 хв перемішування приливають залишок суміші бензальдегіду і ацетону. Склянку, в якій знаходилась суміш, ополіскують невеликою кількістю спирту і приливають в реакційну масу. Реакційну суміш перемішують ще 30 хвилин. Жовтий кашкоподібний осад дибензальацетону відфільтровують на лійці Бюхнера, промивають дистильованою водою і сушать між листами фільтрувального паперу.

Практичний вихід: 7 г (84% від теоретичного). Для отримання чистого продукту дибензальацетон перекристалізовують із етилацетату або ацетону.

Дибензальацетон – кристалічна речовина жовтого кольору, кристалізується з ацетону у вигляді пластинок, розчинний в хлороформі, ацетоні, мало розчинний в етері, спирті, нерозчинний у воді, т.пл. 112°С, при перегонці розкладається.

Контрольні запитання

1. Яку роль в цій реакції виконує натрію гідроксид? Наведіть механізм реакції, що відбувається. Як називають реакції такого типу?

2. Для прискорення сушіння дибензальацетону продукт на фільтрі можна промити спочатку водою, а потім ― невеликою кількістю спирту. Чи можна замість спирту (т.кип. 78оС) промити продукт ацетоном (т.кип. 56оС) або етером (т.кип. 36оС)?

3. Яка побічна реакція відбувається при температурі >30oC?

4. Яка речовина береться в надлишку в цьому синтезі? Чому?

5. Чому непрореагований бензальдегід не відганяють з водяною парою, як це робили в синтезі коричної кислоти за Перкіним?

6. Чи будуть відбуватись якісь перетворення з бензальдегідом при дії концентрованого розчину натрію гідроксиду? Якщо так, то напишіть рівняння цієї реакції і вкажіть умови, при яких вона можлива.

 

2.4.11 Етилацетат [11, с.174]

Етиловий спирт ( =0,79) 22,5 мл
Оцтова кислота ( =1,05) 20 мл
Сульфатна кислота конц. (98%, =1,84) 2,5 мл
Натрію карбонат, 40 %-вий розчин 50 мл
Кальцію хлорид насичений розчин 50 мл
Кальцію хлорид безводний 10 г

Увага! Роботу проводять у витяжній шафі!

У колбу Вюрца ємністю 100 мл вміщують 3 мл етанолу і 2,5 мл концентрованої сульфатної кислоти. Колбу обладнують краплинною лійкою, а відвідний відросток колби з’єднують із низхідним холодильником, оснащеним алонжем і приймачем. Колбу поміщають на масляну баню і нагрівають до 140 ° С. За допомогою краплинної лійки повільно доливають суміш 20 мл льодяної оцтової кислоти і 20 мл етилового спирту з такою ж швидкістю, з якою відганяється етилацетат, що утворюється. Отриманий етилацетат переносять у ділильну лійку і для видалення оцтової кислоти, що не прореагувала, промивають 40 %-вим розчином натрію карбонату до нейтрального середовища верхнього шару за універсальним індикаторним папером. Потім відокремлюють нижній шар, а верхній естеровий шар струшують з 50 мл насиченого розчину кальцію хлориду для видалення спирту, який не прореагував. Після розділення шарів у ділильній лійці естеровий шар переносять у конічну колбу ємністю 100 мл, сушать кальцію хлоридом безводним (~10 г), відфільтровують через складчастий фільтр у колбу Вюрца, з’єднану з низхідним холодильником, і переганяють на водяній бані, збираючи фракцію, що кипить при 75-79 ° С.

Практичний вихід: ~20 г (65 % від теоретичного).

Етилацетат (етиловий естер оцтової кислоти) - безбарвна рідина з приємним запахом. Змішується з багатьма органічними розчинниками: етиловим спиртом, бензеном, хлороформом, обмежено розчиняється у воді; Т.кип. 77°С; n 1,3721.

Контрольні запитання

1. Поясніть, чому синтез етилацетату ведеться на протязі тривалого часу з безперервною відгонкою отриманого продукту.

2. Наведіть схему і механізм одержання етилацетату, виходячи з оцтової кислоти та етилового спирту. Яка роль сульфатної кислоти в реакції естерифікації?

3. Чому не можна вести синтез етилацетату при температурі вище 140°С? Які продукти (продукт) утворюються в цьому випадку? Напишіть рівняння відповідних реакцій.

4.Чому для нейтралізації кислоти, що не прореагувала, використовують розчин соди, а не лугу?

5. Як у синтезі етилацетату видаляють залишок спирту, що не прореагував?

 

2.4.12 Етилформіат [4, с.78]

Етиловий спирт ( =0,79) 28 мл
Кислота мурашина (96%, =1,22) 16 мл
Натрію карбонат, 40 % розчин 10 мл
Кальцію хлорид безводний 5 г

У колбу Вюрца ємністю 100 мл вміщують 28 мл етанолу і 16 мл 96%-вої мурашиної кислоти, додають 5 г безводного кальцію хлориду. Суміш нагрівають на водяній бані з дефлегматором, який сполучений з низхідним холодильником. При цьому етилформіат відганяється та збирається у приймач, який охолоджується водою. Одержаний продукт промивають водою, розчином карбонату натрію, потім знову водою. Висушують над безводним хлоридом кальцію та переганяють на водяній бані, використовуючи колбу та високий дефлегматор.

Практичний вихід: ~26 г (84 % від теоретичного).

Етилформіат (етиловий естер мурашиної кислоти) — безбарвна рідина з різким запахом. Змішується з водою, діетиловим етером, етанолом, обмежено розчиняється в бензені; нерозчинний в аліфатичних вуглеводнях.

Т.кип. 54,3°С; n 1,3598.

Контрольні запитання

1. Чому при синтезі етилформіату на відміну від етилацетату до вихідної суміші кислоти та спирту не додається сульфатна кислота?

2. Для чого одержаний продукт промивають розчином соди, потім водою?

3. Наведіть рівняння якісних реакцій за допомогою яких можна відрізнити етилформіат від етилацетату.

4. З яких ще вихідних сполук можна отримати етилформіат? Напишіть рівняння реакцій.

5. Поясніть, чому луги можуть каталізувати лише гідроліз естерів, але не їх утворення. Напишіть відповідні рівняння реакцій.

 

2.4.13 Ацетилсаліцилова кислота [7, с.256]

Саліцилова кислота 5 г
Оцтовий ангідрид ( =1,08) 4,3 мл
Толуен 50 мл
Сульфатна кислота конц. (98%, =1,84)  

У конічній колбі об’ємом 50 мл, оснащеній зворотним холодильником, при слабкому нагріванні розчиняють 5 г саліцилової кислоти в 4,3 мл оцтового ангідриду і додають 3 краплі концентрованої сульфатної кислоти. Суміш витримують на водяній бані 1 год при t = 60 ° С і 1 год при t ~ 90 ° С. Потім реакційну суміш, періодично перемішуючи скляною паличкою, охолоджують у кристалізаторі холодною водою з льодом. Продукт, що закристалізувався, відфільтровують під вакуумом на лійці Бюхнера, промивають холодною водою, а потім — невеликою кількістю охолодженого толуену (~50 мл).

Практичний вихід: ~5,7 г (87 % від теоретичного).

Ацетилсаліцилова кислота (аспірин) — безбарвна кристалічна речовина, обмежено розчиняється в етиловому спирті, діетиловому етері, важкорозчинна у воді.

Т.пл. 136,5 °С, Т.кип. 140 °С (з розкладанням).

Контрольні запитання

 

1. Які методи очистки можна запропонувати для ацетилсаліцилової кислоти?

2. Які ацилувальні реагенти, крім оцтового ангідриду, можна використовувати для одержання ацетилсаліцилової кислоти? Напишіть відповідні рівняння реакцій.

3. Наведіть хімічні формули похідних саліцилової кислоти, які є лікарськими препаратами.

4. Напишіть схему гідролізу ацетилсаліцилової кислоти.

5. За допомогою якої хімічної реакції виявляють домішку саліцилової кислоти в ацетилсаліциловій кислоті?

 

2.4.14 Пентаацетил-β-D-глюкопіраноза [8, с.105]

Глюкоза безводна 1 г
Оцтовий ангідрид ( =1,08) 8 мл
Натрію ацетат безводний 0,5 г

Увага! Роботу проводять у витяжній шафі!

Суміш 1 г глюкози і 0,5 г безводного натрію ацетату, попередньо розтертих у фарфоровій ступці, вміщують у пробірку і додають 8 мл оцтового ангідриду. До пробірки приєднують маленький холодильник із хлоркальцієвою трубкою і вміст нагрівають на киплячій водяній бані протягом 1,5 год.

Після закінчення реакції (розчин має бути прозорим) рідину невеликими порціями приливають у склянку з 35-40 мл води з льодом. Вміст перемішують скляною паличкою і залишають на 1-1,5 год для гідролізу непрореагованого оцтового ангідриду. Кристалічний осад відфільтровують, промивають водою.

Практичний вихід: ~1,5 г (69 % від теоретичного).

Пентаацетил-β-D-глюкопіраноза — безбарвна кристалічна речовина. Обмежено розчиняється у воді, етиловому спирті, діетиловому етері.

Т.пл. 131 ° С.

Контрольні запитання

 

1. Напишіть схему взаємодії α-D-глюкопіранози з оцтовим ангідридом і назвіть отриманий продукт.

2. Чи можлива для пентаацетил-β-D-глюкопіранози цикло-оксотаутомерія? Відповідь поясніть.

3. Яка з гідроксильних груп у молекулі α-D-глюкопіранози активніша і чому?

4. Яка роль натрію ацетату в реакції ацилування глюкози?

5. Чому при ацилуванні глюкози слід уникати присутності води? Як цю умову реалізують на практиці?

2.4.15 Анілін [10, с.117]

 

Нітробензен ( =1,20) 9,1 мл
Олово гранульоване 36 г
Натрію гідроксид 45 г
Кислота хлоридна конц. ( =1,19) 80 мл
Натрію хлорид, етер, калію гідроксид  

В круглодонну півлітрову колбу вміщують олово та нітробензен, додають 10 мл концентрованої хлоридної кислоти і закривають колбу корком, в який вставлена широка скляна трубка (вона виконує роль повітряного зворотного холодильника). Вміст колби ретельно перемішують. Через деякий час починається енергійна реакція, яка супроводжується сильним розігрівом. Якщо реакція проходить занадто бурхливо, то потрібно на деякий час занурити колбу у холодну воду.

Поступово в колбу додають решту хлоридної кислоти, постійно підтримуючи енергійний перебіг реакції. Після того, як додали всю кислоту, колбу нагрівають 1 годину на водяній бані.

До ще теплого розчину додають 30 мл води і поступово приливають розчин натрію гідроксиду (45 г NаОН у 60 мл води). З гаря







Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.