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
1)
CH3
COOK
+ 2KMnO4
2MnO2 KOH H2O
+ + +
COOK
2)
COOH
+ HCl
KCl
+
W kolbie kulistej o pojemności 500 cm3, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną,
umieszcza siÄ™ 300 cm3 wody, 6,7 cm3 toluenu oraz ok. 10 g manganianu (VII) potasu i po
dodaniu dużych kamyczków wrzennych całość ogrzewa w temperaturze wrzenia
mieszaniny reakcyjnej do momentu odbarwienia KMnO4. Następnie dodaje się następne 10 g
manganianu (VII) potasu i ponownie ogrzewa. A
Ä…czny 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
zapobiegajÄ…ce przegrzaniu cieczy.
Po ochłodzeniu skoagulowany brunatny osad tlenku manganu (IV) odsącza się pod
zmniejszonym ciÅ›nieniem na lejku Büchnera i przemywa dwukrotnie porcjami po ok. 30 cm3
gorÄ…cej wody. Osad odrzuca siÄ™ a bezbarwny przesÄ…cz przelewa siÄ™ do zlewki o poj. 500 cm3 i
mieszając bagietką ostrożnie zakwasza (pod wyciągiem!!!!) przy użyciu ok. 30 cm3
stężonego kwasu solnego (odczyn sprawdza się papierkiem wskaz
nikowym).
WytrÄ…cony osad odsÄ…cza siÄ™ pod zmniejszonym ciÅ›nieniem na lejku Büchnera,
przemywa zimnÄ… wodÄ… i oczyszcza przez krystalizacjÄ™ z wody, otrzymujÄ…c czysty kwas
benzoesowy w postaci białych kryształów o temperaturze topnienia 120-122oC.
Uwagi:
1. W przypadku, gdyby roztwór się nie odbarwił, należy dodać kilka cm3 nasyconego
roztworu siarczanu (IV) sodu do całkowitego odbarwienia.
2013
2. Kwas rycynolowy
O
CH3(CH2)5CH(OH)CH2CH=CH(CH2)7COOK
H2C O C (CH2)7CH=CHCH2CH(OH)(CH2)5CH3
O
+
KOH
1)
HC O C (CH2)7CH=CHCH2CH(OH)(CH2)5CH3
H2C OH
MeOH
O
HC OH
H2C O C (CH2)7CH=CHCH2CH(OH)(CH2)5CH3
H2C OH
H2SO4
2)
CH3(CH2)5CH(OH)CH2CH=CH(CH2)7COOK CH3(CH2)5CH(OH)CH2CH=CH(CH2)7COOH
W kolbie kulistej o pojemności 100 cm3 rozpuszcza się 2 g wodorotlenku potasu
w 20 cm3 alkoholu metylowego i do tak otrzymanego roztworu dodaje siÄ™ 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 cm3 zawierającej 80 cm3 wody. Do drugiej
zlewki o pojemności 50 cm3 zawierającej 7,5 cm3 wody ostrożnie wlewa się (pod
wyciągiem!!!) 2 cm3 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 cm3
chlorku metylenu celem wyekstrahowania powstałego kwasu rycynolowego. Warstwę
organiczną zawierającą pożądany produkt zlewa się do kolby stożkowej o poj. 250 cm3, a z
pozostałej w rozdzielaczu warstwy wodnej ekstrahuje się resztki kwasu rycynolowego jeszcze
dwiema porcjami po 20 cm3 chlorku metylenu. Połączone ekstrakty organiczne suszy się
bezwodnym siarczanem (VI) magnezu lub sodu, a następnie przesącza do zważonej
uprzednio kolbki okrągłodennej o poj. 100 cm3. Po odparowaniu rozpuszczalnika na wyparce
próżniowej otrzymuje się kwas rycynolowy w postaci oleistej cieczy.
W sprawozdaniu proszę podać mechanizm pierwszej reakcji.
2013
3. Acetanilid
NH2 NHCOCH3
CH3COOH, Zn
+ (CH3CO)2O +
CH3COOH
W kolbie kulistej o pojemności 100 cm3, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną,
umieszcza siÄ™ 2 cm3 aniliny, 2 cm3 bezwodnika octowego, 4 cm3 lodowatego kwasu octowego
(uwaga 1) (bezwodnik octowy, anilinÄ™ 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
wyciÄ…giem!!!) gorÄ…cÄ… ciecz wlewa siÄ™ cienkim strumieniem, mieszajÄ…c bagietkÄ…, do zlewki
zawierajÄ…cej 30 cm3 wody.
Po oziębieniu (uwaga 3) wytrąca się osad, który należy odsączyć pod zmniejszonym
ciÅ›nieniem na lejku Büchnera, przemywajÄ…c niewielkÄ… iloÅ›ciÄ… zimnej wody. NastÄ™pnie
surowy produkt należy oczyścić przez krystalizację z mieszaniny złożonej z wody i alkoholu
etylowego w stosunku 2:1. Otrzymuje siÄ™ acetanilid o temp. topnienia 113oC.
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
O
O
OH
+
(CH3CO)2O O
+
2CH3COOH
OH
O
O
W kolbie kulistej o pojemności 100 cm3, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną
zabezpieczoną przed dostępem wilgoci rurką z chlorkiem wapnia, umieszcza się 3 g kwasu
bursztynowego, 5 cm3 bezwodnika kwasu octowego (bezwodnik dodajemy pod
wyciÄ…giem!!!) oraz kamyczki wrzenne. MieszaninÄ™ ogrzewa siÄ™ za pomocÄ… 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 ciÅ›nieniem, przemywa eterem dietylowym i suszy w
temperaturze pokojowej. Czysty bezwodnik kwasu bursztynowego ma temperaturÄ™
topnienia 119÷120°C.
2013
5. Oranż ²-naftolowy
1)
- +
H2N SO3H Na2CO3 H2N SO3 Na +
NaHCO3
+
2)
_
_ _
+ + +
0-5 oC
H2N SO3 Na NaNO2 2 H2O
2 HCl
+ Cl N2 SO3 Na
NaCl
+ + +
OH OH
3)
_
+
_
_
N N SO3 Na
+
NaOH
+
Cl N2 SO3 Na
+
W kolbie stożkowej o pojemności 100 cm3 umieszcza się 2,2 g kwasu sulfanilowego,
0,7 g węglanu sodu oraz 25 cm3 wody i ogrzewa w koszu elektrycznym aż do otrzymania
przezroczystego roztworu. MieszaninÄ™ chÅ‚odzi siÄ™ bieżącÄ… wodÄ… do temperatury ok. 15 ÚC i
dodaje 1 g azotanu (III) sodu w 2,5 cm3 wody. Otrzymany roztwór (pod wyciągiem!!!)
wlewa się powoli, mieszając bagietką, do zlewki o pojemności 150 cm3 zawierającej 2,3 cm3
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 pojemnoÅ›ci 250 cm3 rozpuszcza siÄ™ 1,8 g czystego ²-naftolu poprzez
delikatne ogrzewanie w koszu grzejnym w 10 cm3 10 % zasady sodowej. Następnie roztwór
oziÄ™bia siÄ™ w lodzie do temperatury 0-5 ÚC i mieszajÄ…c bagietkÄ… stopniowo dodaje dobrze
rozmieszaną zawiesinę sulfonianu benzenodiazoniowego (tak aby temperatura nie wzrosła
powyżej 5 ÚC). SprzÄ™ganie zachodzi szybko i barwnik wydziela siÄ™ w postaci krystalicznej
pasty. Zawartość zlewki miesza się jeszcze przez 10 minut. Do otrzymanej pasty dodaje się
30 cm3 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 NO2- + 2I- + 4H+ I2 + 2NO + 2H2O
PowstajÄ…cy I2 ze skrobiÄ… daje szaroniebieskie zabarwienie wskazujÄ…ce na koniec
reakcji diazowania.
2013
6. Żółcień alizarynowa
_
+
NH2 N2 Cl
1)
NaNO2 2 HCl 0-5 oC NaCl 2 H2O
+ +
+ +
NO2 NO2
_
_
+ +
N2 Cl
ONa
_
+
_
COONa
+
2)
+
N N ONa
HCl
+
_
NO2
+
O2N COONa
W zlewce o pojemności 250 cm3 umieszcza się roztwór 1,7 g m-nitroaniliny w 5.5 cm3
stężonego kwasu solnego (dodanego pod wyciągiem!!!!) i 25 cm3 wody. Roztwór ten chłodzi
siÄ™ w misce z drobno pokruszonym lodem do temperatury 0-5 ÚC i mieszajÄ…c bagietkÄ…
wkrapla 2 cm3 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
cm3 wody. W czasie reakcji wypada żółty osad, który odsącza się pod zmniejszonym
ciÅ›nieniem na lejku Büchnera, przemywa wodÄ… i suszy. Otrzymuje siÄ™ preparat w postaci
żółtego 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 NO2- + 2I- + 4H+ I2 + 2NO + 2H2O
PowstajÄ…cy I2 ze skrobiÄ… daje szaroniebieskie zabarwienie wskazujÄ…ce na koniec
reakcji diazowania.
2013
7. Sudan I
_
+
NH2
N Cl
2
1) NaNO2 2 HCl NaCl 2 H2O
+
+ + +
_
+
N Cl
2
OH
NaCl
2) +
+
N N
HO
W zlewce o pojemności 100 cm3 umieszcza się 2 cm3 aniliny, 20 g potłuczonego lodu
i mieszając bagietką dodaje się 6,4 cm3 stężonego kwasu solnego (pod wyciągiem!!!).
Wydziela się krystaliczny osad chlorowodorku aniliny. Następnie zlewkę umieszcza się w
Å‚az
ni lodowej (lód z dodatkiem NaCl) i gdy temperatura opadnie do 0÷5oC, powoli wkrapla 4
cm3 roztworu wodnego zawierajÄ…cego 1,6 g azotanu (III) sodu, utrzymujÄ…c temperaturÄ™
poniżej 5oC. Zakończenie reakcji diazowania należy sprawdzić papierkiem jodoskrobiowym
(uwaga 1).
W drugiej zlewce o pojemnoÅ›ci 100 cm3 umieszcza siÄ™ 3,12 g ²-naftolu oraz 14 cm3
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 10oC). Po dodaniu soli
diazoniowej mieszaninÄ™ pozostawia siÄ™ na 15 min w temperaturze 7÷10oC, co pewien czas
mieszając (uwaga 2). Wydzielony czerwony osad odsącza się pod zmniejszonym ciśnieniem
na lejku Büchnera, przemywa 10 cm3 lodowatej wody i pozostawia do wysuszenia. Otrzymuje
siÄ™ produkt o temperaturze topnienia 133÷134oC.
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 NO2- + 2I- + 4H+ I2 + 2NO + 2H2O
PowstajÄ…cy I2 ze skrobiÄ… daje szaroniebieskie zabarwienie wskazujÄ…ce na koniec
reakcji diazowania.
2. Gdy temperatura wzrasta, należy mieszaninę schłodzić w wodzie z lodem.
2013
8. Oksym benzofenonu
1) NH2OH . HCl + NaOH
NH2OH + NaCl + H2O
O
N OH
H+
2)
+
NH2OH
W kolbie kulistej o pojemności 100 cm3 umieszcza się 5 g benzofenonu,
3 g chlorowodorku hydroksyloaminy, 10 cm3 95% alkoholu etylowego, 2 cm3 wody, po czym
wstrzÄ…sajÄ…c kolbÄ… (uwaga 1) wprowadza siÄ™ 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 cm3 stężonego kwasu solnego
w 100 cm3 wody.
Wydzielony osad odsÄ…cza siÄ™ pod zmniejszonym ciÅ›nieniem na lejku Büchnera,
przemywa kilkukrotnie wodÄ… celem wymycia resztek kwasu solnego z osadu i pozostawia do
następnych ćwiczeń (uwaga 2). Następnie otrzymany surowy preparat oczyszcza się przez
krystalizacjÄ™ z etanolu otrzymujÄ…c produkt o temp. topnienia 142÷143oC .
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)
COOH COOH
OH OCOCH3
H2SO4
+ (CH3CO)2O CH3COOH
+
Do kolby kulistej o pojemności 100 cm3 wprowadza się 3.5 g bezwodnego kwasu
salicylowego, 10 cm3 bezwodnika kwasu octowego (pod wyciÄ…giem!!!!) 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 siÄ™ tylko do momentu rozpuszczenia osadu.
Mieszaninę reakcyjną pozostawia się do ochłodzenia, po czym zawartość kolby wylewa się
do zlewki zawierającej 50 cm3 wody, dokładnie miesza bagietką i odsącza wytrącony osad
pod zmniejszonym ciÅ›nieniem na lejku Büchnera.
Surowy produkt rozpuszcza się w kolbie kulistej o poj. 100 cm3 pod chłodnicą
zwrotnÄ… w ok. 10 cm3 alkoholu etylowego, wylewa do zlewki zawierajÄ…cej 25 cm3 gorÄ…cej
wody i pozostawia do krystalizacji. Otrzymuje siÄ™ krystaliczny kwas acetylosalicylowy w
postaci igieł o temp. topnienia 134  135oC.
W sprawozdaniu proszę podać mechanizm reakcji.
2013
10. ²-Pentaacetyloglukoza
HOH2C
CH2OAc
O
O
AcO OAc
HO OH + 5 Ac2O + 5 CH3COOH
AcO
HO
OAc
OH
W moz
dzierzu porcelanowym rozciera się dokładnie 3 g bezwodnej glukozy z 2 g
bezwodnego octanu sodu do uzyskania drobnego proszku. MieszaninÄ™ wprowadza siÄ™ do
kolby kulistej o pojemności 100 cm3 i dodaje 15cm3 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 wstrzÄ…sajÄ…c kolbÄ…. Ogrzewanie prowadzi siÄ™ 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 cm3 wody
(pod wyciÄ…giem !!!). WytrÄ…cony osad rozdrabnia siÄ™ i odsÄ…cza pod zmniejszonym
ciÅ›nieniem na lejku Büchnera. Osad przemywa siÄ™ kilkakrotnie wodÄ…, po czym
krystalizuje z alkoholu metylowego. W ten sposób otrzymuje się ester o temperaturze
topnienia 131÷132oC.
W sprawozdaniu proszę podać również mechanizm reakcji.
2013
11. N-Glukozylo-p-nitroanilina
NH2
CH2OH
HOH2C
O O
H
+
HO OH + N NO2 H2O
HO
HO HO
OH OH
NO2
W kolbie kulistej o pojemności 100 cm3 umieszcza się 0,5 g p-nitroaniliny,
0,6 g bezwodnej glukozy, 12 cm3 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 wstrzÄ…sajÄ…c kolbÄ…. Ogrzewanie prowadzi siÄ™ do momentu rozpuszczenia osadu (zbyt
mocne ogrzewanie glukozy powoduje jej karmelizacjÄ™  widoczna jest brunatno-brÄ…zowa
barwa; wówczas reakcję należy powtórzyć). Następnie zawartość kolby ochładza się, odsącza
wydzielony osad na lejku Büchnera pod zmniejszonym ciÅ›nieniem
i przemywa 5 cm3 eteru dietylowego.
W celu oczyszczenia stosuje siÄ™ krystalizacjÄ™ z alkoholu metylowego. Otrzymuje siÄ™
N-glukozylo-p-nitroanilinÄ™ w postaci jasnożółtych igieÅ‚ o temperaturze topnienia 183÷184oC.
2013
12. Mrówczan etylu
O O
CaCl2
H C C2H5OH H C H2O
+ +
OH OC2H5
Mieszaninę 28 cm3 96 % alkoholu etylowego, 22 cm3 80 % kwasu mrówkowego oraz
6 g chlorku wapnia wprowadza się do kolby kulistej o pojemności 250 cm3, 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 siÄ™ w temperaturze 53-55 ÚC.
Surowy mrówczan można oczyścić przez destylację znad 4 g bezwodnego węglanu
potasu, zbierajÄ…c frakcjÄ™ wrzÄ…cÄ… w temperaturze 53-54 ÚC. 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 O O
KOH
H
+
R2 R
R R
2
1 T 1
Do kolby kulistej o pojemności 250 cm3 należy odważyć 3,5 g KOH (Uwaga silnie
żrący!! Wykonać w okularach ochronnych!) następnie dodać 40 cm3 metanolu i ostrożnie
mieszać, aż roztwór będzie klarowny, a KOH rozpuści się. Ostrożnie, po ściance kolby wlać
1-2 cm3 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
zwrotnÄ… 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 cm3 1M HCl
50 cm3 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
ciÅ›nieniem na lejku Büchnera, przemywajÄ…c go 30-40 cm3 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 cm3 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 cm3
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
CH2OH
COOK
KOH
1)
+
+
COOK
COOH
2)
HCl
+
KCl
+
W zlewce o pojemności 100 cm3 odważyć 10 g potłuczonego lodu. W kolbce
stożkowej o pojemności 250 cm3 umieścić 10 g stałego wodorotlenku potasu i dodać do niego
odważony lód. Po rozpuszczeniu wodorotlenku dodać do niego pipetą 15 cm3 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 cm3 wody i otrzymany roztwór przenieść do rozdzielacza, a następnie
kolbkę stożkową przepłukać 15 cm3 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 cm3, a warstwę
eterową do drugiej. Następnie warstwę wodną wlać ponownie do rozdzielacza i ekstrahować
jeszcze dwukrotnie porcjami po 15 cm3 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 cm3) należy umieścić
w czystym rozdzielaczu, dodać 5 cm3 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 cm3
10-procentowego roztworu) celem usunięcia resztek wodorosiarczanu (IV) sodu. Warstwę
2013
wodną zlać do zlewu, a warstwę eterową przemyć dwukrotnie wodą (po 5 cm3). Tak
oczyszczoną warstwę eterową przenieść do suchej kolbki stożkowej na 100 cm3 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 cm3 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 cm3 zawierającej 35 g drobno pokruszonego lodu oraz 40 cm3 stężonego kwasu
solnego. Wytrącony osad kwasu benzoesowego po około 10 minutach odsącza się pod
zmniejszonym ciÅ›nieniem na lejku Büchnera, przemywa niewielkÄ… iloÅ›ciÄ… zimnej wody i
oczyszcza przez kystaliazację z wody. Otrzymuje się kryształy kwasu benzoesowego o
temperaturze topnienia 120-122 oC.
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 cm3,
dodaje 150 cm3 wody, łączy z nasadką wyposażoną w barbotkę i przeprowadza destylację z
parą wodną (patrz rozdział 2.3). Po uzyskaniu około 150 cm3 destylatu ekstrahuje się go w
rozdzielaczu (poj. 250 cm3) trzykrotnie porcjami chlorku metylenu (po 15 cm3 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 cm3. Po odparowaniu rozpuszczalnika na wyparce obrotowej
uzyskuje siÄ™ limonen w postacie cieczy o intensywnym, charakterystycznym zapachu.
Zważyć kolbę po odparowaniu rozpuszczalnika i podać masę otrzymanego produktu. Za
pomocą małych porcji CH2Cl2 przenieść produkt do podpisanej fiolki i pozostawić do
odparowania rozpuszczalnika. W takiej formie preparat można oddać prowadzącemu.
2013