Preparaty i protokoły z chemii organicznej

1-fenyloazo-2-naftol

N

+

N

O

H

N

N

O

H

Cl

+

NaOH

W małej zlewce lub kolbie stożkowej rozpuścić 5 g (4,9 ml, 0,054 mol) aniliny w mieszaninie

16 ml stężonego kwasu solnego i 16 ml wody. Ochłodzony roztwór aminy do temp. poniżej

5

o

C (łaźnia lodowa) poddać diazowaniu dodając roztwór 4 g (0,058 mol) azotanu(III) sodu w

20 ml wody. W zlewce o pojemności 250 ml przygotować roztwór 7,8 g (0,054 mol) 2-

naftolu w 45 ml 10% roztworu NaOH i ochłodzić go do temp. 5

o

C, zanurzając zlewkę w łaźni

z lodem i jednocześnie dodając do zlewki 25g pokruszonego lodu. Do energicznie

mieszanego roztworu 2-naftolu dodawać bardzo powoli zimny roztwór soli diazoniowej;

mieszanina reakcyjna barwi się na czerwono i wydziela się czerwony osad 1-fenyloazo-2-

naftolu. Po dodaniu całego roztworu soli diazoniowej, mieszaninę pozostawić na 30 min w

łaźni lodowej, mieszając od czasu do czasu, a następnie przesączyć przez lejek Büchnera.

Osad pozostały na sączku przemyć dokładnie wodą i starannie odcisnąć płaską końcówką

szklanego korka.

Acetanilid

NH

2

+ H

3

C

O

O

O

CH

3

HN

O

CH

3

+ CH

3

COOH

W kolbie kulistej o pojemności 250 ml zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną, umieszcza się 10
ml aniliny, 10 ml bezwodnika octowego, 10 ml lodowatego kwasu octowego i 0,1 g pyłu
cynkowego. Mieszaninę ogrzewa się łagodnie do wrzenia w ciągu 30 minut, a następnie
gorącą ciecz, mieszając wylewa cienkim strumieniem do zlewki zawierającej 250 ml wody z
lodem. Po oziębieniu w lodzie, surowy produkt odsącza się, przemywa niewielką ilością
zimnej wody i suszy się na powietrzu. Surowy produkt krystalizuje się z 250 ml wody z
dodatkiem 5 ml etanolu. T

t

= 113-114

o

C

Aspiryna (kwas acetylosalicylowy)

COOH

OH

+ (CH

3

CO)

2

O

COOH

OCOCH

3

+ CH

3

COOH

W kolbie stożkowej umieszcza się 5 g kwasu salicylowego, 7 ml bezwodnika kwasu
octowego i 3 krople stężonego kwasu siarkowego, mieszając przy tym starannie zawartość
kolby. Mieszaninę ogrzewa się na łaźni wodnej do 50-60

o

C w ciągu 15 minut. Mieszaninę

pozostawia się do ostygnięcia, wstrząsając co pewien czas dodaje się 70 ml wody, starannie
miesza i sączy pod zmniejszonym ciśnieniem. Uzyskany osad rozpuszcza się na gorąco w 20
ml etanolu. Roztwór wylewa się do 40ml gorącej wody i pozostawia do powolnego
schłodzenia. Produkt odsącza się pod zmniejszonym ciśnieniem. T

t

= 136-137

o

C

Diazoaminobenzen

N

2

Cl

+

NH

2

N

N

H

N

+ HCl

W kolbie o pojemności 100 ml umieszcza się 25 ml wody, 6,7 ml stężonego kwasu solnego i

4,6 ml aniliny. Kolbę wstrząsa się energicznie i dodaje 17g potłuczonego lodu. Następnie w

ciągu 5-10 minut, wytrząsając dodaje się roztwór wodny azotanu (III) sodu ( 1,75 g azotanu

w 4 ml wody). Mieszaninę reakcyjną pozostawia się na 15 minut, dość często wytrząsając, a

następnie w ciągu 5 minut dodaje się roztwór 7 g krystalicznego octanu sodu w 13 ml wody.

Natychmiast zaczyna wypadać żółty osad diazoaminobenzenu. Mieszaninę pozostawia się na

dalsze 45 minut, często wstrząsając i utrzymując temperaturę poniżej 20

o

C (w razie

konieczności dodaje się lodu). Żółty diazoaminobenzen odsącza się na lejku sitowym,

przemywa ok. 80 ml zimnej wody, osad odciska możliwie jak najdokładniej i suszy na bibule.

T

t

= 90-91

o

C.

Oranż



-naftolowy

NH

2

S

OH

O

O

NaNO

2

HCl

N

2

S

OH

O

O

Cl

OH

NaOH

N

S

O Na

O

O

N

HO

2,5 g kwasu sulfanilowego rozpuszcza się w 6 ml 2 molowego roztworu NaOH, po czym
dolewa się roztwór 1g azotanu (III) sodu w 12 ml wody. Otrzymany roztwór wlewa się z
kolei, oziębiając lodem do 13 ml 4 molowego HCl. Papkowatą zawiesinę wlewa się dość
szybko, mieszając do alkalicznego roztworu



-naftolu (2 g w 25 ml 2 molowego NaOH) w

temperaturze pokojowej. Rozpoczynającą się krystalizacje barwnika (w postaci
pomarańczowych płatków) przyśpiesza się przez chłodzenie mieszaniny w łaźni lodowej.
Otrzymane kryształy odsącza się i przemywa zimną wodą.

1-nitronaftalen

HNO

3

H

2

SO

4

NO

2

Do 1,85 ml stężonego HNO

3

umieszczonego w kolbie stożkowej

umieszcza się 2,85 ml stężonego H

2

SO

4

, mieszając i chłodząc zawartość kolby.

Następnie dodaje się ciągle mieszając 3,2 g sproszkowanego naftalenu, tak aby

temperatura nie przekroczyła 45

o

C. Mieszaninę ogrzewa się 1 godzinę w 60

o

C

i ciepłą wylewa do 25 ml zimnej wody. Surowy produkt gotuje się kilkakrotnie z

wodą (do zaniku odczynu kwaśnego) i stopiony nitronaftalen wlewa się cienkim

strumieniem do 50 ml wody. Po krystalizacji z etanolu otrzymuje się 1-

nitronaftalen o T

topn.

= 60-61

o

C.

Chlorek t-butylu

CH

3

C

H

3

C

CH

3

OH

+ HCl

CH

3

C

H

3

C

CH

3

Cl

+ H

2

O

W rozdzielaczu umieszcza się 25g (0,34 mola, 32 ml) alkoholu t-

butylowego, 85 ml stężonego HCl i 10 g bezwodnego CaCl

2

(zwiększa on

gęstość warstwy kwasowej, co ułatwia rozdzielenie warstw i polepsza nieco
wydajność produktu). Mieszaninę wytrząsa się co pewien czas w ciągu 20 min.
Po każdym wytrząśnięciu wyrównuje się ciśnienie w rozdzielaczu. Mieszaninę
pozostawia się na kilka minut do wyraźnego rozdzielenia się warstw, po czym
dolną warstwę kwasu spuszcza się i odrzuca. Górną warstwę chlorku t-butylu
przemywa się kolejno 20 ml 5% roztworu wodorowęglanu sodu oraz 20 ml
wody i suszy bezwodnym chlorkiem wapnia. Po odsączeniu środka suszącego
produkt destyluje się zbierając frakcję wrzącą w temp. 49-51

o

C.

Kwas adypinowy

OH

HNO

3

HOOC

COOH

UWAGA! Reakcję prowadzi się pod wyciągiem!


W kolbie dwuszyjnej zaopatrzonej w chłodnicę i wkraplacz ogrzewa się do wrzenia 19 ml
stężonego kwasu azotowego(V). Po usunięciu płaszcza grzejnego dodaje się ostrożnie z
wkraplacza 5 g cykloheksanolu z taką szybkością, aby zawartość kolby lekko wrzała. Po
zakończeniu wkraplania mieszaninę ogrzewa się do wrzenia w ciągu 15 minut i ciepłą
przelewa do zlewki. Po oziębieniu zlewki w łaźni lodowej wykrystalizowany kwas
adypinowy sączy się przez lejek ze szkła porowatego, przemywa niewielką ilością zimnej
wody. Produkt krystalizuje się z minimalnej ilości wrzącej wody. T

t

= 151-152

o

C

Urotropina (heksametylenotetramina)

H

H

O

+ 4 NH

3

N

H

2

C

N

CH

2

N

H

2

C

CH

2

N

H

2

C

H

2

C

+ 6 H

2

O

6

W kolbie stożkowej umieszcza się 12,5 ml 40% roztworu formaldehydu, oziębia się w wodzie
z lodem i mieszając wkrapla się 11 ml 25% amoniaku, tak regulując szybkość wkraplania,
aby temperatura mieszaniny reakcyjnej nie przekroczyła 15

o

C. Uzyskany roztwór przenosi się

do parowniczki i odparowuje na łaźni wodnej. T

t

= 260

o

C (subl.)

Protokół z wykonania preparatu:.........................................................

1. Schemat reakcji






2. Substraty i substancje pomocnicze

l.p.

nazwa

ciężar

cząsteczkowy

ilość

g

ciężar

wł.

[g/cm

3

]

cm

3

moli

1.
2.

.

.

3. Aparatura



4. Stałe fizykochemiczne produktu wg literatury

związek

wzór

sumaryczny

ciężar

cząsteczkowy

temperatura

topnienia

temperatura

wrzenia

n

D

20

d

[g/cm

3

]

5. Charakterystyka otrzymanego produktu

W wyniku reakcji otrzymano ...........ml cieczy / ...........g ciała stałego o następujących

parametrach fizykochemicznych:

temp. topnienia

temp. wrzenia

n

D

20

6. Obliczenie wydajności reakcji ............................................................

7. Część doświadczalna






































8. Wniosek:

Otrzymałem/am ........................................... w łącznej ilości ..........ml(..........g), co

stanowi....................% wydajności teoretycznej.

Oczyszczanie substancji w wyniku sublimacji

1. Nazwa oczyszczanego związku: ...................................................................................



wzór strukturalny



masa molowa M (g/mol) ..................

2. Aparatura:

3. Opis wykonania ćwiczenia

4. Właściwości oczyszczanej substancji:

Przed oczyszczeniem Po oczyszczeniu

Według literatury

Barwa

Masa (g)

Czas sublimacji
(min.)

t.t. (

o

C)

5. Obliczenie wydajności

6. Wnioski

7. Uwagi prowadzącego ..............................................

Oczyszczanie substancji w wyniku ekstrakcji

7. Substancja użyta do ekstrakcji: ...................................................................................

8. Rodzaj ekstrakcji: a) periodyczna b) ciągła

9. Ekstrakcja: a) ciała stałego b) cieczy

10. Nazwa rozpuszczalnika do ekstrakcji ......................................................................



wzór strukturalny



masa molowa M (g/mol) ..................................................



temperatura wrzenia (

o

C)..................................................



gęstość d (g/ml).................................................................



współczynnik załamania światła n

D

..................................

11. Aparatura:

12. Opis wykonania ćwiczenia

13. Właściwości oczyszczanej substancji:

Przed oczyszczeniem Po oczyszczeniu

Według literatury

Barwa

Masa (g)
(objętość (ml))

Ilość użytego
rozpuszczalnika (ml)

14. Obliczenie wydajności

15. Wnioski

8. Uwagi prowadzącego ..............................................

Oczyszczanie substancji w wyniku krystalizacji

16. Nazwa oczyszczanego związku: ...................................................................................



wzór strukturalny



masa molowa M (g/mol) ..................

17. Nazwa rozpuszczalnika do krystalizacji ......................................................................



wzór strukturalny



masa molowa M (g/mol) ..................................................



temperatura wrzenia (

o

C)..................................................



gęstość d (g/ml).................................................................



współczynnik załamania światła n

D

..................................

18. Aparatura:

19. Opis wykonania ćwiczenia

20. Właściwości oczyszczanej substancji:

Przed oczyszczeniem Po oczyszczeniu

Według literatury

Barwa

Masa (g)

Ilość użytego
rozpuszczalnika (ml)

t.t. (

o

C)

21. Obliczenie wydajności

22. Wnioski

8. Uwagi prowadzącego ..............................................

Oczyszczanie substancji w wyniku destylacji

23. Nazwa oczyszczanego związku: ...................................................................................



wzór strukturalny



masa molowa M (g/mol) ..................



temperatura wrzenia (

o

C) ..................



gęstość d (g/ml) .................................



współczynnik załamania światła n

D

.....................

24. Aparatura:

25. Opis wykonania ćwiczenia

26. Właściwości oczyszczanej substancji:

Przed oczyszczeniem

Po oczyszczeniu

Barwa

Masa (g)

Przedgon

Fr. właściwa

Pogon

Objętość (ml)

Przedgon

Fr. właściwa

Pogon

T. wrz. (

o

C)

Przedgon

Fr. właściwa

Pogon

Gęstość d (g/ml)

Fr. właściwa

Współczynnik
załamania światła

Fr. właściwa

27. Obliczenie wydajności



Przedgon



Frakcja właściwa



Pogon

28. Wnioski

8. Uwagi prowadzącego ..............................................

Organizacja pracowni z chemii organicznej na kierunku Biotechnologia

Pracownia 3

Pracownia 4

Pracownia 5

Pracownia 7

Pracownia 8

Pracownia 9

Pracownia 10

1.

Krystalizacja

Destylacja prosta

Ekstrakcja

Kwas sulfanilowy

Oranż



-

naftolowy

Cyklopentanon

Urotropina

2.

Destylacja prosta

Krystalizacja

Ekstrakcja

Chlorek t-butylu

Cyklopentanon

Oranż



-

naftolowy

Acetanilid

3.

Destylacja

frakcyjna

Ekstrakcja

Krystalizacja

Aspiryna

Kwas adypinowy

Acetanilid

chlorek t-

butylu

4.

Sublimacja

Krystalizacja

Destylacja prosta

1-fenyloazo-2-

naftol

Acetanilid

p-

nitroacetanilid

1-

nitronaftalen

5.

Ekstrakcja

Destylacja

frakcyjna

Krystalizacja

Cyklopentanon

kwas sulfanilowy

1-fenyloazo-2-

naftol

Aspiryna

6.

Krystalizacja

Sublimacja

Destylacja

frakcyjna

Acetanilid

p-nitroacetanilid

Urotropina

Oranż



-

naftolowy

7.

Destylacja prosta

Ekstrakcja

Krystalizacja

Diazoamino-

benzen

1-fenylo-3-

metylopirazol-

5-on

Aspiryna

Kwas

sulfanilowy

8.

Ekstrakcja

Krystalizacja

Destylacja prosta

1-fenylo-3-

metylopirazol-

5-on

Aspiryna

Chlorek t-

butylu

Diazoamino-

benzen

1-fenylo-3-metylopirazol-5-on

H

3

C

C

C

H

2

C

OC

2

H

5

O

O

+ NH

2

NHC

6

H

5

N

NH

CH

3

O

+ H

2

O + C

2

H

5

OH

Do kolby dwuszyjnej zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną, wkraplacz i mieszadło magnetyczne
wprowadza się 10,8 g (9,8 ml, 0,1 mol) fenylohydrazyny. Następnie powoli mieszając,
wkrapla się 13 g (12,8 ml, 0,1 mol) acetylooctanu etylu z dodatkiem 1,3 g (1,65 ml) etanolu.
Wkraplanie należy przeprowadzić z taką szybkością, aby temperatura w kolbie nie podniosła
się wyraźnie. Po zakończeniu wkraplania zawartość kolby miesza się jeszcze 20 minut, a
następnie ogrzewa w temperaturze wrzenia przez ok. 2 godziny. Po ochłodzeniu mieszaninę
przelewa się do zlewki i pozostawia do krystalizacji. Surowy produkt odsącza się na lejku
sitowym, przemywa etanolem i krystalizuje z 50% etanolu z dodatkiem węgla aktywnego.
T

t

= 126-127

o

C.

Cyklopentanon

OH

O

K

2

Cr

2

O

7

Przygotowanie mieszaniny utleniającej:

50,3g K

2

Cr

2

O

7

rozpuścić w 250 ml wody destylowanej i dodać mieszając

24 ml stężonego kwasu siarkowego (VI) a następnie ostudzić do temperatury
pokojowej.

Utlenienie cyklopentanolu:

W kolbie stożkowej o pojemności 500 ml umieścić 25 g cyklopentanolu, a następnie

dodawać małymi porcjami mieszaninę utleniającą. Temperatura mieszaniny reakcyjnej nie
powinna przekroczyć 60

o

C. Po zakończeniu wkraplania zawartość kolby mieszać przez 1

godzinę, a następnie całość rozcieńczyć 250 ml wody i destylować z kolby o poj. 1000 ml.
Oddestylować ok. 70-80 ml, wysalać NaCl, rozdzielić i wysuszyć bezwodnym MgSO

4

. Po

wysuszeniu oddestylować czysty produkt (Twrz. = 127-131

o

C, n

D

20

=1,437)