2013

PREPARATYKA ORGANICZNA

Wstęp

Preparatyka organiczna polega na syntezie związków organicznych (preparatów).

Otrzymanie preparatu zazwyczaj składa się z dwóch części: syntezy określonego związku i

jego oczyszczenia, najczęściej w wyniku krystalizacji. Przed przystąpieniem do wykonania

preparatu należy dokładnie zapoznać się z odpowiednią instrukcją a także przypomnieć sobie

dotychczas poznane w laboratorium chemii organicznej operacje fizykochemiczne

(ogrzewanie substancji pod chłodnicą zwrotną, krystalizacja, sączenie pod zmniejszonym

ciśnieniem, ekstrakcja, destylacja, odparowanie rozpuszczalnika pod zmniejszonym

ciśnieniem, suszenie ekstraktów itp.)

Zsyntetyzowane preparaty należy oddać prowadzącemu ćwiczenia w woreczkach

foliowych lub fiolkach. Należy je podpisać imieniem i nazwiskiem oraz nazwą związku.

W sprawozdaniach z preparatyki

:

1.

Podać w punktach kolejne przeprowadzone operacje chemiczne i fizykochemiczne.

2.

Narysować schematycznie aparaturę, w której wykonywało się reakcję i podpisać jej

elementy.

3.

Podać zmierzone i literaturowe wartości fizykochemiczne otrzymanych związków.

4.

Napisać równania wykonanych reakcji, w niektórych przypadkach (określonych w

instrukcji wykonania) wraz z ich mechanizmem.

5.

Na podstawie równania reakcji obliczyć, z jaką wydajnością otrzymano daną

substancję (wszystkie obliczenia zamieścić!!!).

2013

1. Kwas benzoesowy

CH

3

COOK

COOK

COOH

2KMnO

4

+

+

2MnO

2

+

+

KOH

H

2

O

+

HCl

+

KCl

1)

2)

W kolbie kulistej o pojemności 500 cm

3

, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną,

umieszcza się 300 cm

3

wody, 6,7 cm

3

toluenu oraz ok. 10 g manganianu (VII) potasu i po

dodaniu dużych kamyczków wrzennych całość ogrzewa w temperaturze wrzenia

mieszaniny reakcyjnej do momentu odbarwienia KMnO

4

. Następnie dodaje się następne 10 g

manganianu (VII) potasu i ponownie ogrzewa. Łączny czas ogrzewania nie powinien

przekroczyć 4 godzin. Po tym czasie reakcja jest zazwyczaj zakończona, a roztwór w kolbie

powinien się odbarwić (uwaga 1). W razie konieczności kontynuowania ogrzewania

mieszaniny na następnych zajęciach, przed jego rozpoczęciem należy koniecznie dosypać

nową porcję dużych kamyczków wrzennych, ponieważ z czasem tracą swoje właściwości

zapobiegające przegrzaniu cieczy.

Po ochłodzeniu skoagulowany brunatny osad tlenku manganu (IV) odsącza się pod

zmniejszonym ciśnieniem na lejku Büchnera i przemywa dwukrotnie porcjami po ok. 30 cm

3

gorącej wody. Osad odrzuca się a bezbarwny przesącz przelewa się do zlewki o poj. 500 cm

3

i

mieszając bagietką ostrożnie zakwasza (pod wyciągiem!!!!) przy użyciu ok. 30 cm

3

stężonego kwasu solnego (odczyn sprawdza się papierkiem wskaźnikowym).

Wytrącony osad odsącza się pod zmniejszonym ciśnieniem na lejku Büchnera,

przemywa zimną wodą i oczyszcza przez krystalizację z wody, otrzymując czysty kwas

benzoesowy w postaci białych kryształów o temperaturze topnienia 120-122

o

C.

Uwagi:

1. W przypadku, gdyby roztwór się nie odbarwił, należy dodać kilka cm

3

nasyconego

roztworu siarczanu (IV) sodu do całkowitego odbarwienia.

2013

2. Kwas rycynolowy

C

H

2

C

H

C

H

2

O

O

C

C

C

O

O

O

O

(CH

2

)

7

CH=CHCH

2

CH(OH)(CH

2

)

5

CH

3

(CH

2

)

7

CH=CHCH

2

CH(OH)(CH

2

)

5

CH

3

(CH

2

)

7

CH=CHCH

2

CH(OH)(CH

2

)

5

CH

3

CH

3

(CH

2

)

5

CH(OH)CH

2

CH=CH(CH

2

)

7

COOK

C

H

2

C

H

C

H

2

OH

OH

OH

CH

3

(CH

2

)

5

CH(OH)CH

2

CH=CH(CH

2

)

7

COOH

CH

3

(CH

2

)

5

CH(OH)CH

2

CH=CH(CH

2

)

7

COOK

H

2

SO

4

KOH

MeOH

+

1)

2)

W kolbie kulistej o pojemności 100 cm

3

rozpuszcza się 2 g wodorotlenku potasu

w 20 cm

3

alkoholu metylowego i do tak otrzymanego roztworu dodaje się 10 g oleju

rycynowego. Kolbę z mieszaniną reakcyjną montuje się pod chłodnicą zwrotną i ogrzewa 2

godziny w koszu elektrycznym w temperaturze wrzenia. Po upływie tego czasu zawartość

kolby wylewa się do zlewki o pojemności 150 cm

3

zawierającej 80 cm

3

wody. Do drugiej

zlewki o pojemności 50 cm

3

zawierającej 7,5 cm

3

wody ostrożnie wlewa się (pod

wyciągiem!!!) 2 cm

3

stężonego kwasu siarkowego (VI) i tak otrzymanym roztworem kwasu,

mieszając bagietką, zakwasza mieszaninę produktów reakcji.

Zawartość zlewki umieszcza się w rozdzielaczu, a następnie dodaje około 20 cm

3

chlorku metylenu celem wyekstrahowania powstałego kwasu rycynolowego. Warstwę

organiczną zawierającą pożądany produkt zlewa się do kolby stożkowej o poj. 250 cm

3

, a z

pozostałej w rozdzielaczu warstwy wodnej ekstrahuje się resztki kwasu rycynolowego jeszcze

dwiema porcjami po 20 cm

3

chlorku metylenu. Połączone ekstrakty organiczne suszy się

bezwodnym siarczanem (VI) magnezu lub sodu, a następnie przesącza do zważonej

uprzednio kolbki okrągłodennej o poj. 100 cm

3

. Po odparowaniu rozpuszczalnika na wyparce

próżniowej otrzymuje się kwas rycynolowy w postaci oleistej cieczy.

W sprawozdaniu proszę podać mechanizm pierwszej reakcji.

2013

3. Acetanilid

NH

2

(CH

3

CO)

2

O

CH

3

COOH

NHCOCH

3

+

CH

3

COOH, Zn

+

W kolbie kulistej o pojemności 100 cm

3

, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną,

umieszcza się 2 cm

3

aniliny, 2 cm

3

bezwodnika octowego, 4 cm

3

lodowatego kwasu octowego

(uwaga 1) (bezwodnik octowy, anilinę i lodowaty kwas octowy dodajemy

pod wyciągiem !!!) i za pomocą szpatułki szczyptę pyłu cynkowego (uwaga 2). Zawartość

kolby ogrzewa się 30 min. w temperaturze wrzenia mieszaniny reakcyjnej, a następnie (pod

wyciągiem!!!) gorącą ciecz wlewa się cienkim strumieniem, mieszając bagietką, do zlewki

zawierającej 30 cm

3

wody.

Po oziębieniu (uwaga 3) wytrąca się osad, który należy odsączyć pod zmniejszonym

ciśnieniem na lejku Büchnera, przemywając niewielką ilością zimnej wody. Następnie

surowy produkt należy oczyścić przez krystalizację z mieszaniny złożonej z wody i alkoholu

etylowego w stosunku 2:1. Otrzymuje się acetanilid o temp. topnienia 113

o

C.

W sprawozdaniu proszę podać mechanizm reakcji.

Uwagi:

1. Lodowatego kwasu octowego nie szukamy w lodówce! Jest to stężony kwas octowy.

2. Cynk redukuje barwne zanieczyszczenia aniliny i zapobiega jej utlenianiu podczas

reakcji, dodajemy tzw. ilość katalityczną czyli jedną porcję mieszczącą się na

szpatułce.

3. Korzystne jest oziębienie w lodzie.

2013

4. Bezwodnik kwasu bursztynowego

OH

OH

O

O

O

O

O

+

+

(CH

3

CO)

2

O

2CH

3

COOH

W kolbie kulistej o pojemności 100 cm

3

, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną

zabezpieczoną przed dostępem wilgoci rurką z chlorkiem wapnia, umieszcza się 3 g kwasu

bursztynowego, 5 cm

3

bezwodnika kwasu octowego (bezwodnik dodajemy pod

wyciągiem!!!) oraz kamyczki wrzenne. Mieszaninę ogrzewa się za pomocą kosza

grzejnego do łagodnego wrzenia, wstrząsając co pewien czas kolbą, aż do uzyskania

klarownego roztworu. Ogrzewanie kontynuuje się przez kolejną godzinę. Po upływie tego

czasu mieszaninę reakcyjną pozostawia się do ostygnięcia w temperaturze pokojowej, a

następnie chłodzi się ją w lodzie.

Wytrącone kryształy bezwodnika kwasu bursztynowego odsącza się na lejku

Büchnera pod zmniejszonym ciśnieniem, przemywa eterem dietylowym i suszy w

temperaturze pokojowej. Czysty bezwodnik kwasu bursztynowego ma temperaturę

topnienia 119÷120°C.

2013

5. Oranż β-naftolowy

SO

3

H

N

H

2

Na

2

CO

3

NaHCO

3

SO

3

N

H

2

Na

+

-

+

+

1)

SO

3

N

H

2

NaNO

2

NaCl

Na

SO

3

N

2

Na

Cl

+

+

2 HCl

0-5

o

C

+

+

2 H

2

O

+

2)

+

+

_

_

_

SO

3

N

2

Na

Cl

SO

3

N

N

OH

Na

OH

NaOH

+

+

3)

_

_

+

+

_

W kolbie stożkowej o pojemności 100 cm

3

umieszcza się 2,2 g kwasu sulfanilowego,

0,7 g węglanu sodu oraz 25 cm

3

wody i ogrzewa w koszu elektrycznym aż do otrzymania

przezroczystego roztworu. Mieszaninę chłodzi się bieżącą wodą do temperatury ok. 15 ˚C i

dodaje 1 g azotanu (III) sodu w 2,5 cm

3

wody. Otrzymany roztwór (pod wyciągiem!!!)

wlewa się powoli, mieszając bagietką, do zlewki o pojemności 150 cm

3

zawierającej 2,3 cm

3

stężonego kwasu solnego i 15 g drobno pokruszonego lodu. Po 15 min. sprawdza się

obecność wolnego kwasu azotowego (III) papierkiem jodoskrobiowym (uwaga 1). Wkrótce

zaczynają wypadać drobne kryształy sulfonianu benzenodiazoniowego.

W zlewce o pojemności 250 cm

3

rozpuszcza się 1,8 g czystego β-naftolu poprzez

delikatne ogrzewanie w koszu grzejnym w 10 cm

3

10 % zasady sodowej. Następnie roztwór

oziębia się w lodzie do temperatury 0-5 ˚C i mieszając bagietką stopniowo dodaje dobrze

rozmieszaną zawiesinę sulfonianu benzenodiazoniowego (tak aby temperatura nie wzrosła

powyżej 5 ˚C). Sprzęganie zachodzi szybko i barwnik wydziela się w postaci krystalicznej

pasty. Zawartość zlewki miesza się jeszcze przez 10 minut. Do otrzymanej pasty dodaje się

30 cm

3

nasyconego roztworu NaCl i ogrzewa w koszu elektrycznym do rozpuszczenia osadu.

Następnie, w celu zmniejszenia rozpuszczalności produktu, dodaje się 5 g NaCl i ponownie

ogrzewa do rozpuszczenia osadu. Roztwór chłodzi się pod bieżącą wodą a następnie w misce

2013

z lodem celem zakończenia krystalizacji. Produkt odsącza się pod zmniejszonym ciśnieniem

na lejku Büchnera.

W sprawozdaniu proszę podać mechanizmy reakcji 2 i 3.

Uwagi:

1.

Roztwór w czasie badania powinien mieć odczyn kwaśny (sprawdzić papierkiem

uniwersalnym). Próbę wykonuje się następująco: kroplę roztworu [po upływie 2-3 min

od dodania ostatniej porcji azotanu (III) sodu] umieszcza się na szkiełku zegarkowym,

rozcieńcza kilkoma kroplami wody i kroplę płynu przenosi bagietką na zwilżony wodą

papierek jodoskrobiowy. W przypadku nadmiaru jonów azotanowych (III) zachodzi

reakcja:

2 NO

2

-

+ 2I

-

+ 4H

+

→ I

2

+ 2NO + 2H

2

O

Powstający I

2

ze skrobią daje szaroniebieskie zabarwienie wskazujące na koniec

reakcji diazowania.

2013

6. Żółcień alizarynowa

NH

2

NO

2

NaNO

2

NO

2

N

2

NaCl

Cl

NO

2

N

2

Cl

ONa

COONa

N N

ONa

O

2

N

COONa

+

+

2 HCl

0-5

o

C

+

+

2 H

2

O

+

+

+

+

HCl

1)

2)

+

+

+

+

_

_

_

_

_

_

W zlewce o pojemności 250 cm

3

umieszcza się roztwór 1,7 g m-nitroaniliny w 5.5 cm

3

stężonego kwasu solnego (dodanego pod wyciągiem!!!!) i 25 cm

3

wody. Roztwór ten chłodzi

się w misce z drobno pokruszonym lodem do temperatury 0-5 ˚C i mieszając bagietką

wkrapla 2 cm

3

wodnego roztworu zawierającego 0,4 g azotanu (III) sodu, aż do zakończenia

reakcji (próba z papierkiem jodoskrobiowym – uwaga 1). Następnie do otrzymanego

roztworu wprowadza się mieszaninę 1,7 g kwasu salicylowego oraz 5 g węglanu sodu w 25

cm

3

wody. W czasie reakcji wypada żółty osad, który odsącza się pod zmniejszonym

ciśnieniem na lejku Büchnera, przemywa wodą i suszy. Otrzymuje się preparat w postaci

ż

ółtego proszku.

W sprawozdaniu podać napisać mechanizmy obu reakcji.

Uwagi:

1.

Roztwór w czasie badania powinien mieć odczyn kwaśny (sprawdzić papierkiem

uniwersalnym). Próbę wykonuje się następująco: kroplę roztworu [po upływie 2-3 min

od dodania ostatniej porcji azotanu (III) sodu] umieszcza się na szkiełku zegarkowym,

rozcieńcza kilkoma kroplami wody i kroplę płynu przenosi bagietką na zwilżony wodą

papierek jodoskrobiowy. W przypadku nadmiaru jonów azotanowych (III) zachodzi

reakcja:

2 NO

2

-

+ 2I

-

+ 4H

+

→ I

2

+ 2NO + 2H

2

O

Powstający I

2

ze skrobią daje szaroniebieskie zabarwienie wskazujące na koniec

reakcji diazowania.

2013

7. Sudan I

NH

2

N

OH

N

N

O

H

Cl

N Cl

NaNO

2

2 HCl

2

2 H

2

O

NaCl

NaCl

2

1)

2)

_

_

+

+

+

+

+

+

+

+

W zlewce o pojemności 100 cm

3

umieszcza się 2 cm

3

aniliny, 20 g potłuczonego lodu

i mieszając bagietką dodaje się 6,4 cm

3

stężonego kwasu solnego (pod wyciągiem!!!).

Wydziela się krystaliczny osad chlorowodorku aniliny. Następnie zlewkę umieszcza się w

łaźni lodowej (lód z dodatkiem NaCl) i gdy temperatura opadnie do 0÷5

o

C, powoli wkrapla 4

cm

3

roztworu wodnego zawierającego 1,6 g azotanu (III) sodu, utrzymując temperaturę

poniżej 5

o

C. Zakończenie reakcji diazowania należy sprawdzić papierkiem jodoskrobiowym

(uwaga 1).

W drugiej zlewce o pojemności 100 cm

3

umieszcza się 3,12 g β-naftolu oraz

14 cm

3

10% roztworu wodorotlenku sodu, miesza bagietką do uzyskania klarownego roztworu (około

10 min.) i dodaje 15 g potłuczonego lodu. Do otrzymanej mieszaniny reakcyjnej, przy

ciągłym mieszaniu, dodaje się małymi porcjami roztwór soli diazoniowej (szybkość

dodawania należy tak regulować, żeby temperatura nie przekroczyła 10

o

C). Po dodaniu soli

diazoniowej mieszaninę pozostawia się na 15 min w temperaturze 7÷10

o

C, co pewien czas

mieszając (uwaga 2). Wydzielony czerwony osad odsącza się pod zmniejszonym ciśnieniem

na lejku Büchnera, przemywa 10 cm

3

lodowatej wody i pozostawia do wysuszenia. Otrzymuje

się produkt o temperaturze topnienia 133÷134

o

C.

W sprawozdaniu proszę zamieścić mechanizmy obu reakcji.

Uwagi:

1.

Roztwór w czasie badania powinien mieć odczyn kwaśny (sprawdzić papierkiem

uniwersalnym). Próbę wykonuje się następująco: kroplę roztworu [po upływie 2-3 min

2013

od dodania ostatniej porcji azotanu (III) sodu] umieszcza się na szkiełku zegarkowym,

rozcieńcza kilkoma kroplami wody i kroplę płynu przenosi bagietką na zwilżony wodą

papierek jodoskrobiowy. W przypadku nadmiaru jonów azotanowych (III) zachodzi

reakcja:

2 NO

2

-

+ 2I

-

+ 4H

+

→ I

2

+ 2NO + 2H

2

O

Powstający I

2

ze skrobią daje szaroniebieskie zabarwienie wskazujące na koniec

reakcji diazowania.

2.

Gdy temperatura wzrasta, należy mieszaninę schłodzić w wodzie z lodem.

2013

8. Oksym benzofenonu

O

N

OH

NH

2

OH

.

HCl + NaOH

+

NH

2

OH + NaCl + H

2

O

NH

2

OH

H

+

1)

2)

W kolbie kulistej o pojemności 100 cm

3

umieszcza się 5 g benzofenonu,

3 g chlorowodorku hydroksyloaminy, 10 cm

3

95% alkoholu etylowego, 2 cm

3

wody, po czym

wstrząsając kolbą (uwaga 1) wprowadza się porcjami 5,6 g wodorotlenku sodu. Po dodaniu

całej ilości wodorotlenku sodu kolbę zaopatruje się w chłodnicę zwrotną i ogrzewa przez 5

min. w temperaturze wrzenia mieszaniny reakcyjnej. Zawartość kolby chłodzi się i wylewa

(pod wyciągiem!!!) do zlewki zawierającej roztwór 15 cm

3

stężonego kwasu solnego

w 100 cm

3

wody.

Wydzielony osad odsącza się pod zmniejszonym ciśnieniem na lejku Büchnera,

przemywa kilkukrotnie wodą celem wymycia resztek kwasu solnego z osadu i pozostawia do

następnych ćwiczeń (uwaga 2). Następnie otrzymany surowy preparat oczyszcza się przez

krystalizację z etanolu otrzymując produkt o temp. topnienia 142÷143

o

C .

W sprawozdaniu proszę podać mechanizm reakcji.

Uwagi:

1.

Jeżeli reakcja przebiega gwałtownie, kolbę chłodzi się bieżącą wodą.

2.

Do czasu krystalizacji oksym benzofenonu należy przechowywać w zamrażarce

w foliowym woreczku, ponieważ pod wpływem tlenu i śladowych ilości wilgoci ulega

rozkładowi.

2013

9. Kwas acetylosalicylowy (aspiryna)

OH

COOH

OCOCH

3

COOH

(CH

3

CO)

2

O

CH

3

COOH

+

H

2

SO

4

+

Do kolby kulistej o pojemności 100 cm

3

wprowadza się 3.5 g bezwodnego kwasu

salicylowego, 10 cm

3

bezwodnika kwasu octowego (pod wyciągiem!!!!) i dodaje 5 kropli

stężonego kwasu siarkowego (VI) (również pod wyciągiem!!!!). Zawartość kolby ogrzewa

się łagodnie w koszu elektrycznym pod chłodnicą zwrotną, ustawiając regulator mocy na

możliwie najniższą wartość i co pewien czas wstrząsając kolbą (aby zapobiec przywieraniu

osadu do dna kolby). Ogrzewanie prowadzi się tylko do momentu rozpuszczenia osadu.

Mieszaninę reakcyjną pozostawia się do ochłodzenia, po czym zawartość kolby wylewa się

do zlewki zawierającej 50 cm

3

wody, dokładnie miesza bagietką i odsącza wytrącony osad

pod zmniejszonym ciśnieniem na lejku Büchnera.

Surowy produkt rozpuszcza się w kolbie kulistej o poj. 100 cm

3

pod chłodnicą

zwrotną w ok. 10 cm

3

alkoholu etylowego, wylewa do zlewki zawierającej 25 cm

3

gorącej

wody i pozostawia do krystalizacji. Otrzymuje się krystaliczny kwas acetylosalicylowy w

postaci igieł o temp. topnienia 134 – 135

o

C.

W sprawozdaniu proszę podać mechanizm reakcji.

2013

10. β-Pentaacetyloglukoza

O

O

H

O

H

OH

OH

HOH

2

C

O

AcO

AcO

OAc

OAc

CH

2

OAc

+

5 CH

3

COOH

+

5 Ac

2

O

W moździerzu porcelanowym rozciera się dokładnie 3 g bezwodnej glukozy z 2 g

bezwodnego octanu sodu do uzyskania drobnego proszku. Mieszaninę wprowadza się do

kolby kulistej o pojemności 100 cm

3

i dodaje 15cm

3

bezwodnika octowego (pod

wyciągiem!!!). Zawartość kolby ogrzewa się łagodnie w koszu elektrycznym pod

chłodnicą zwrotną, ustawiając regulator mocy na możliwie najniższą wartość i co pewien

czas wstrząsając kolbą. Ogrzewanie prowadzi się tylko do momentu rozpuszczenia

osadu (brunatno-brązowa barwa roztworu świadczy o jego przegrzaniu i karmelizacji

glukozy - wówczas reakcję należy powtórzyć). Następnie mieszaninę wylewa się cienkim

strumieniem, jednocześnie mieszając bagietką, do zlewki zawierającej 125 cm

3

wody

(pod wyciągiem !!!). Wytrącony osad rozdrabnia się i odsącza pod zmniejszonym

ciśnieniem na lejku Büchnera. Osad przemywa się kilkakrotnie wodą, po czym

krystalizuje z alkoholu metylowego. W ten sposób otrzymuje się ester o temperaturze

topnienia 131÷132

o

C.

W sprawozdaniu proszę podać również mechanizm reakcji.

2013

11.

N

-Glukozylo-p-nitroanilina

O

O

H

O

H

OH

OH

HOH

2

C

NH

2

NO

2

N

H

NO

2

O

O

H

O

H

OH

CH

2

OH

H

2

O

+

+

W kolbie kulistej o pojemności 100 cm

3

umieszcza się 0,5 g p-nitroaniliny,

0,6 g bezwodnej glukozy, 12 cm

3

alkoholu metylowego i dodaje się 1 kroplę stężonego kwasu

solnego (pod wyciągiem!!!) Zawartość kolby ogrzewa się łagodnie w koszu elektrycznym

pod chłodnicą zwrotną, ustawiając regulator mocy na możliwie najniższą wartość i co pewien

czas wstrząsając kolbą. Ogrzewanie prowadzi się do momentu rozpuszczenia osadu (zbyt

mocne ogrzewanie glukozy powoduje jej karmelizację – widoczna jest brunatno-brązowa

barwa; wówczas reakcję należy powtórzyć). Następnie zawartość kolby ochładza się, odsącza

wydzielony

osad

na

lejku

Büchnera

pod

zmniejszonym

ciśnieniem

i przemywa 5 cm

3

eteru dietylowego.

W celu oczyszczenia stosuje się krystalizację z alkoholu metylowego. Otrzymuje się

N

-glukozylo-p-nitroanilinę w postaci jasnożółtych igieł o temperaturze topnienia 183÷184

o

C.

2013

12.

Mrówczan etylu

C

H

OH

O

C

2

H

5

OH

CaCl

2

C

H

OC

2

H

5

O

+

+

H

2

O

Mieszaninę 28 cm

3

96 % alkoholu etylowego, 22 cm

3

80 % kwasu mrówkowego oraz

6 g chlorku wapnia wprowadza się do kolby kulistej o pojemności 250 cm

3

, montuje zestaw

do destylacji frakcyjnej i ogrzewa kolbę w koszu elektrycznym. Po upływie krótkiego czasu

ester zaczyna destylować. Intensywność ogrzewania należy tak regulować, aby zapewnić

równomierne wrzenie cieczy. Mrówczan etylu zbiera się w temperaturze 53-55 ˚C.

Surowy mrówczan można oczyścić przez destylację znad 4 g bezwodnego węglanu

potasu, zbierając frakcję wrzącą w temperaturze 53-54 ˚C. Do tego celu należy użyć

zminiaturyzowanego zestawu do destylacji prostej.

W sprawozdaniu proszę napisać mechanizm reakcji.

2013

13. Pochodne chalkonu ((E)-1,3-difenyloprop-2-en-1-onu)

O

R

O

H

R

R

O

R

1

+

2

1

2

KOH

T

Do kolby kulistej o pojemności 250 cm

3

należy odważyć 3,5 g KOH (Uwaga silnie

żrący!! Wykonać w okularach ochronnych!

) następnie dodać 40 cm

3

metanolu i ostrożnie

mieszać, aż roztwór będzie klarowny, a KOH rozpuści się. Ostrożnie, po ściance kolby wlać

1-2 cm

3

wody destylowanej oraz dodać 2 g pochodnej acetofenonu. Zawartość delikatnie

zamieszać aż do rozpuszczenia substratu (barwa roztworu może ulec zmianie). Następnie

dodać 1,6 g aldehydu benzoesowego (lub aldehydu benzoesowego zawierającego dodatkowy

podstawnik (podstawniki) w pierścieniu aromatycznym) i ponownie zmieszać roztwór. Do tak

przygotowanej mieszaniny należy dodać kamyczki wrzenne i ogrzewać ją pod chłodnicą

zwrotną w temperaturze wrzenia mieszaniny reakcyjnej. Podczas reakcji kolor mieszaniny

może ulec zmianie, możliwe jest także pojawienie się osadu. Ogrzewanie należy przerwać po

1,5 godzinie.

Po ostygnięciu (można schłodzić kolbę pod strumieniem zimnej wody wodociągowej)

mieszaninę reakcyjną wlać do uprzednio przygotowanej zlewki zawierającej 80 cm

3

1M HCl

50 cm

3

wody destylowanej i ok. 50 g lodu (uwaga 1). Zawartość zlewki mieszać delikatnie

bagietką przez 2-3 min. aż do wytrącenia się osadu, który sączymy pod zmniejszonym

ciśnieniem na lejku Büchnera, przemywając go 30-40 cm

3

wody. W przypadku braku osadu,

zlewkę pozostawiamy do następnych ćwiczeń, aby umożliwić powolne wytrącenie się

produktu. Jeżeli produkt reakcji nie wytrąci się do następnych ćwiczeń należy mieszaninę

przenieść do rozdzielacza i ekstrahować dwukrotnie porcjami po ok. 50 cm

3

chlorku

metylenu. Zebrane ekstrakty połączyć i osuszyć bezwodnym siarczanem magnezu i

odparować na wyparce rotacyjnej.

W każdym przypadku surowy produkt należy krystalizować z 96%-owego alkoholu

etylowego. Czysty produkt na lejku Büchnera należy przemyć 2 porcjami po 10 cm

3

schłodzonego 96%-owego alkoholu etylowego (otrzymanego w pokoju przygotowawczym).

2013

Uwagi:

1.

Częstym powodem niewytrącania się produktu jest niedostateczne schłodzenie

mieszaniny przed dodaniem do zlewki i/lub niedostateczne ochłodzenie

zawartości zlewki przed dodaniem mieszaniny.

2013

14. Alkohol benzylowy i kwas benzoesowy

CHO

CHO

COOK

CH

2

OH

COOK

COOH

+

KOH

+

+

HCl

+

KCl

1)

2)

W zlewce o pojemności 100 cm

3

odważyć 10 g potłuczonego lodu. W kolbce

stożkowej o pojemności 250 cm

3

umieścić 10 g stałego wodorotlenku potasu i dodać do niego

odważony lód. Po rozpuszczeniu wodorotlenku dodać do niego pipetą 15 cm

3

aldehydu

benzoesowego. Otrzymaną mieszaninę należy chłodzić w strumieniu zimnej wody i wytrząsać

około 10 minut aż do otrzymania trwałej białej zawiesiny. Kolbkę stożkową należy szczelnie

zamknąć za pomocą parafinowanej folii i pozostawić do następnych ćwiczeń. Następnie do

kolbki dodać około 50 cm

3

wody i otrzymany roztwór przenieść do rozdzielacza, a następnie

kolbkę stożkową przepłukać 15 cm

3

eteru dietylowego i również wlać do rozdzielacza.

Zawartość rozdzielacza wstrząsa się celem wyekstrahowania alkoholu benzylowego eterem.

Następnie pozostawić do rozdzielenia się dwóch, niemieszających się ze sobą warstw: dolnej

(wodnej), w której znajduje się benzoesan potasu oraz górnej (eterowej) zawierającej alkohol

benzylowy.

Warstwę wodną należy należy zlać do jednej kolbki stożkowej na 100 cm

3

, a warstwę

eterową do drugiej. Następnie warstwę wodną wlać ponownie do rozdzielacza i ekstrahować

jeszcze dwukrotnie porcjami po 15 cm

3

eteru, aby dokładnie wyekstrahować pozostałości

alkoholu benzylowego. Warstwy organiczne połączyć ze sobą. Warstwy wodnej nie

wylewać, zachować do dalszej przeróbki !!! (patrz akapit "Uzyskanie kwasu

benzoesowego z zachowanej warstwy wodnej").

Uzyskanie alkoholu benzylowego z warstwy eterowej

Wszystkie

połączone warstwy

eterowe

(ok.

45

cm

3

)

należy

umieścić

w czystym rozdzielaczu, dodać 5 cm

3

40-procentowego roztworu wodorosiarczanu (IV) sodu

w celu usunięcia resztek nieprzereagowanego aldehydu i wytrząsać. Warstwę wodną zlać do

zlewu a pozostałą w rozdzielaczu warstwę eterową przemyć wodorowęglanem sodu (5 cm

3

10-procentowego roztworu) celem usunięcia resztek wodorosiarczanu (IV) sodu. Warstwę

2013

wodną zlać do zlewu, a warstwę eterową przemyć dwukrotnie wodą (po 5 cm

3

). Tak

oczyszczoną warstwę eterową przenieść do suchej kolbki stożkowej na 100 cm

3

i dodać

bezwodnego siarczanu (VI) magnezu, który osuszy roztwór eterowy. Po kilku minutach

ekstrakt eterowy przesączyć przez karbowany sączek bibułowy do zważonej uprzednio

kolbki okrągłodennej o poj. 100 cm

3

i odparować eter na wyparce próżniowej. Określić masę

otrzymanego produktu.

Uzyskanie kwasu benzoesowego z zachowanej warstwy wodnej.

UWAGA!! Reakcję wytrącania kwasu benzoesowego wykonać pod wyciągiem!!!!

Pozostawiony po ekstrakcji eterem roztwór wodny wylewa się, mieszając bagietką do

zlewki na 250 cm

3

zawierającej 35 g drobno pokruszonego lodu oraz 40 cm

3

stężonego kwasu

solnego. Wytrącony osad kwasu benzoesowego po około 10 minutach odsącza się pod

zmniejszonym ciśnieniem na lejku Büchnera, przemywa niewielką ilością zimnej wody i

oczyszcza przez kystaliazację z wody. Otrzymuje się kryształy kwasu benzoesowego o

temperaturze topnienia 120-122

o

C.

W sprawozdaniu proszę podać mechanizm pierwszej reakcji.

2013

15. Izolowanie limonenu

Limonen należy do grupy cyklicznych monoterpenów. Jego enancjomer prawoskrętny,

(+)-(R)-limonen jest głównym składnikiem olejku pomarańczowego (ponad 80%), występuje

ponadto w olejku cytrynowym i kminkowym. (-)-(S)-Limonen jest składnikiem olejku

sosnowego, jodłowego i miętowego.

(+)-(R)-limonen

Rozdrobnione uprzednio skórki z 2 pomarańczy lub 1 grejpfruta (przyniesione przez

osobę wykonującą ćwiczenie) umieszcza się w kolbie z długą szyją o pojemności 500 cm

3

,

dodaje 150 cm

3

wody, łączy z nasadką wyposażoną w barbotkę i przeprowadza destylację z

parą wodną (patrz rozdział 2.3). Po uzyskaniu około 150 cm

3

destylatu ekstrahuje się go w

rozdzielaczu (poj. 250 cm

3

) trzykrotnie porcjami chlorku metylenu (po 15 cm

3

każda).

Połączone ekstrakty organiczne suszy się bezwodnym siarczanem (VI) magnezu. Po upływie

5 minut ekstrakt sączy się przez karbowany sączek do zważonej uprzednio kolby

okrągłodennej o pojemności 100 cm

3

. Po odparowaniu rozpuszczalnika na wyparce obrotowej

uzyskuje się limonen w postacie cieczy o intensywnym, charakterystycznym zapachu.

Zważyć kolbę po odparowaniu rozpuszczalnika i podać masę otrzymanego produktu. Za

pomocą małych porcji CH

2

Cl

2

przenieść produkt do podpisanej fiolki i pozostawić do

odparowania rozpuszczalnika. W takiej formie preparat można oddać prowadzącemu.