Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 1

Transkrypt

1 \ PREPARAT NR 12 NH 2 1. NaNO 2, H 2 SO 4 2. CuBr H2O, <5 50 o C, 1 h Br 4BROMOANIZOL O O Stechiometria reakcji 4Metoksyanilina Azotyn sodu Kwas siarkowy stężony Siarczan miedzi(ii) pentahydrat Bromek sodu Siarczyn sodu Kwas bromowodorowy stężony 1 ekwiwalent 1 ekwiwalent 2,2 ekwiwalenta 0,23 ekwiwalenta 1,1 ekwiwalenta 0,12 ekwiwalenta 4 ml/0,05 mola NaBr Dane do obliczeń Związek molowa (g/mol) Gęstość (g/ml) 4Metoksyanilina Azotyn sodu Kwas siarkowy stężony Siarczan miedzi(ii)5h 2 O Bromek sodu Siarczyn sodu 123,15 69,00 98,08 249,69 102,89 126,04 1,84 Uwagi do obliczeń Przy przeliczaniu ilości rozpuszczalników zaokrąglić wyliczoną objętość do wartości podzielnej przez 5. Zakres materiału do części teoretycznej do szczególnego uwzględnienia Reakcje aromatycznej substytucji elektrofilowej, reakcje Sandmeyera PROCEDURA SYNTEZY 1. Przygotować pierwszy zestaw zawierający kolbę dwuszyjną okrągłodenną zaopatrzoną w chłodnicę zwrotną. 2. Umieścić w kolbie bromek sodu i pięciowodny siarczan miedzi. Dodać wodę (ok. 10 ml/0,05 mola substratu), ogrzać w celu rozpuszczenia mieszaniny soli. Do tak otrzymanego roztworu dodaje się stężony kwas siarkowy (0,28 ekwiwalenta w przeliczeniu na NaBr). 3. Przygotować roztwór siarczynu sodu w wodzie (ok. 30 ml/0.01 mola siarczynu) a następnie dodać ten roztwór do kolby reakcyjnej. Obserwowane będzie odbarwianie się roztworu i wypadanie osadu bromku miedzi(i). 4. Schłodzić kolbę reakcyjną, zdekantować osad, przemyć wodą (50 ml), ponownie zdekantować. Do osadu dodać kwas bromowodorowy i zamknąć szczelnie kolbę. 5. Przygotować drugi zestaw składający się z kolby dwuszyjnej okrągłodennej, chłodnicy zwrotnej i termometru. 6. W kolbie umieścić 4metoksyanilinę, wodę (ok. 40 ml/0.05 mola substratu), potem ostrożnie dodaje się resztę stężonego kwasu siarkowego i ogrzewa aż do rozpuszczenia się aminy. 7. Usunąć grzanie, schłodzić kolbę reakcyjną w mieszaninie wodalód do temperatury <5 o C. 8. W międzyczasie przygotować roztwór azotynu sodu w wodzie (ok. 10 ml/0.05 mola azotynu). Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 1

2 9. Po ochłodzeniu kolby reakcyjnej zawierającyej sól 4metoksyaniliny dodawać do niej roztwór azotynu sodu z taką szybkością aby temperaturanie przekroczyła 10 o C. Po dodaniu całości azotynu utrzymywać temperaturę mieszaniny poniżej 10 o C. 10. Kolbę zawierającą roztwór bromku miedzi(i) schłodzić do temperatury 0 o C, następnie dodawać do tej mieszaniny przygotowany wcześniej roztwór soli diazoniowej z taką szybkością, aby temperatura reakcji nie przekroczyła 10 o C. 11. Po dodaniu całego roztworu soli diazoniowej zamontować chłodnicę zwrotną i ogrzewać mieszaninę reakcyjną w temperaturze ok. 50 o C (z użyciem łaźni wodnej lub czaszy grzejnej przy użyciu czaszy grzejnej kolba reakcyjna musi być z zewnątrz wytarta do sucha) przez 1 godzinę. 12. Po zakończeniu reakcji zdemontować zestaw a kolbę zawierającą mieszaninę reakcyjną używa się do zmontowania zestawu do destylacji z parą wodną. Produkt oddestylowuje się z parą wodną. Destylację z parą wodną kończy się w momencie pojawienia się klarownego destylatu. 13. Do destylatu dodać 20% NaOH do odczynu zasadowego a następnie poddać ekstrakcji za pomocą dichlorometanu (3x20 ml). 14. Do fazy organicznej dodać bezwodny siarczan magnezu (ok. 5 g) a po osuszeniu fazy organicznej przesącza się ją do suchej kolby jednoszyjnej okrągłodennej z wykorzystaniem lejku z sączkiem karbowanym. 15. Kolbę zawierającą przesącz zamontować na wyparce próżniowej i oddestylować rozpuszczalnik organiczny. 16. Kolbę zawierającą surowy produkt użyć do zmontowania zestawu do destylacji zwykłej. Oczyścić produkt poprzez destylację zbierając frakcję właściwą w temperaturze o C. 17. Zważyć otrzymany produkt. 18. Wydajność literaturowa produktu 70%. Właściwości fizykochemiczne produktu: Kolor i stan skupienia: lekko żółta ciecz. Literaturowa temperatura wrzenia: o C. Literaturowy współczynnik załamania światła: n D = 1,564. Analiza NMR: 1 H NMR (CDCl 3 ) δ = 3.72 (s, OCH 3, 3H), 6.68 i 7.30 (AA BB, aromatyczne, 4H). PUNKTY KRYTYCZNE SYNTEZY 1. Zapoznać się ze skróconymi kartami charakterystyki stosowanych odczynników przed przystąpieniem do wykonywania preparatu. 2. Dobrać kolby reakcyjne o objętościach odpowiednich do ilości używanych rozpuszczalników. Zalecane jest zapełnienie kolby reakcyjnej maksymalnie do połowy objętości. 3. Przed przystąpieniem do syntezy poprosić Prowadzącego o sprawdzenie poprawności zamontowania zestawu. 4. Zwrócić szczególną uwagę podczas pracy ze stężonymi kwasami i gorącymi cieczami. Zastosować odpowiednią ochronę podczas pracy z kwasami. Praca z tymi odczynnikami może być prowadzona wyłącznie pod kontrolą Prowadzącego zajęcia. 5. Zwrócić uwagę, aby kolba zawierająca katalizator była jak najszybciej zamknięta korkiem w celu zabezpieczenia przed działaniem tlenu atmosferycznego. 6. Przed przystąpieniem do destylacji z parą wodną poprosić Prowadzącego o sprawdzenie poprawnośći zmontowania zestawu. 7. Zwrócić szczególną uwagę, aby kolba okrągłodenna z pkt. 14, w której będzie umieszczony przesącz, była sucha. 8. Przed przystąpieniem do destylacji zwykłej poprosić Prowadzącego o sprawdzenie poprawności zmontowania zestawu. Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 2

3 SKRÓCONA KARTA CHARAKTERYSTYKI ODCZYNNIKÓW STOSOWANYCH W SYNTEZIE ODCZYNNIK ZAGROŻENIE ZAPOBIEGANIE 4Metoksyanilina Działa toksycznie po połknięciu Grozi śmiercią w kontacie ze skórą Wdychanie grozi śmiercią raka uszkodzenie narządów poprzez długotrwałe lub narażenie powtarzane Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne Azotyn sodu Może intensyfikować pożar; utleniacz Działa toksycznie po połknięciu oczy Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne Bromek sodu Brak Brak Kwas siarkowy stężony korozję metali Powoduje poważne oparzenia skóry oraz uszkodzenia oczu Siarczan pięciowodny miedzi Działa szkodliwie po połknięciu skórę oczy Działa bardzo toksycznie na Nie wdychać pyłu/ dymu/ gazu/ mgły/ par/ rozpylonej cieczy Unikać uwolnienia do środowiska Stosować rękawice ochronne/ odzież ochronną W przypadku połknięcia Natychmiast skontaktować się z ośrodkiem zatruć/lekarzem Trzymać/przechowywać z dala od odzieży/materiałów zapalnych Unikać uwolnienia do środowiska W przypadku połknięcia Natychmiast skontaktować się z zatruć lub z lekarzem Stosować rękawice ochronne/ odzież ochronną/ ochronę oczu/ ochronę twarzy W przypadku kontaktu ze skórą lub włosami Natychmiast zdjąć całą zanieczyszczoną odzież. Spłukać skórę pod strumieniem wody/prysznicem. W przypadku dostania się do dróg oddechowych Wyprowadzić lub wynieść poszkodowanego na świeże powietrze i zapewnić mu warunki do swobodnego oddychania. Natychmiast skontaktować się z ośrodkiem zatruć lub z lekarzem. Unikać uwolnienia do środowiska Ostrożnie płukać wodą przez kilka minut. Wyjąć soczewki kontaktowe, jeżeli są i można je łatwo Zawartość/ pojemnik usuwać do autoryzowanego zakładu utylizacji odpadów Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 3

4 organizmy wodne, powodując długotrwałe skutki Siarczyn sodu Brak Brak Kwas Powoduje poważne Stosować rękawice ochronne/ odzież ochronną/ bromowodorowy stężony oparzenia skóry oraz uszkodzenia oczu ochronę oczu/ ochronę twarzy W przypadku połknięcia Wypłukać usta. NIE wywoływać wymiotów. podrażnienie dróg W przypadku dostania s ię do dróg oddechowych oddechowych Wyprowadzić lub wynieść poszkodowanego na świeże powietrze i zapewnić warunki do odpoczynku w pozycji umożliwiającej swobodne oddychanie. W przypadku narażenia lub styczności Natychmiast skontaktować się z ośrodkiem zatruć lub z lekarzem. Wodorotlenek sodu Stosować rękawice ochronne/ odzież ochronną/ korozję metali Powoduje poważne ochronę oczu oparzenia skóry oraz uszkodzenia oczu Natychmiast skontaktować się z ośrodkiem zatruć Dichlorometan skórę oczy podrażnienie dróg oddechowych Może wywoływać uczucie senności lub zawroty głowy Podejrzewa się, że powoduje raka uszkodzenie narządów (Wątroba, Krew) poprzez długotrwałe lub narażenie powtarzane drogą pokarmową uszkodzenie narządów (Centralny układ nerwowy) poprzez długotrwałe lub narażenie powtarzane drogą oddechową lub z lekarzem Nie wdychać mgły/ par/ rozpylonej cieczy Stosować rękawice ochronne/ odzież ochronną/ ochronę oczu Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 4

5 Siarczan magnezu Brak Brak bezwodny 4Bromoanizol Brak Brak Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 5

6 PRZYKŁADOWE SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA Imię i nazwisko CEL ĆWICZENIA: Data rozpoczęcia ćwiczenia SCHEMAT REAKCJI 3. Reagenty i odczynniki: Lp. Nazwa odczynnika (wzór sumaryczny) molowa [g/mol] [g] Gęstość [g/cm 3 ] Objętość [cm 3 ] Stężenie [%], [mol/dm 3 ] Liczba moli [mol] 4. Otrzymane wyniki Lp. Nazwa produktu (wzór sumaryczny) molowa [g/mol] [g] Wydajność [%] t. t./t.wrz./ literaturowa [ C] T. t zmierzona [ C] 5. Inne analizy (TLC, MS, NMR itp.) Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 6

7 6. Opis ćwiczenia (przebieg wykonania ćwiczenia i obserwacje) Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 7