ĆWICZENIE III. Reakcje charakterystyczne na węglowodory (alifatyczne, aromatyczne), alkohole, aldehydy i ketony

Transkrypt

1 ĆWIZENIE III eakcje charakterystyczne na węglowodory (alifatyczne, aromatyczne), alkohole, aldehydy i ketony I. eakcje charakterystyczne odróżniające węglowodory alifatyczne nasycone od nienasyconych 1. Próba przyłączenia (addycji) bromu Węglowodory nienasycone oraz ich pochodne odbarwiają roztwór bromu wskutek reakcji przyłączania. + Do około 0,5 ml badanej substancji dodawać kroplami 1% roztwór bromu w kwasie octowym, starannie mieszając zawartość probówki. W obecności wiązań wielokrotnych w badanym związku pomarańczowa barwa bromu szybko znika, aż do momentu wysycenia wszystkich wiązań wielokrotnych.. Próba z nadmanganianem potasowym KMn 4 wg Lehmana W obecności związków zawierających wiązania nienasycone następuje odbarwienie roztworu KMn 4, w wyniku redukcji manganu(vii) do manganu(iv). W miarę postępu reakcji środowisko staje się alkaliczne (powstaje wodorotlenek potasu) i w mieszaninie reakcyjnej może pojawić się brunatny osad ditlenku manganu. KMn Mn + K KMn Mn + K Do około 1ml badanej substancji dodawać kroplami 0,1% roztwór KMn 4 w acetonie. Po dodaniu każdej kropli roztwór starannie wymieszać i odczekać do zniknięcia różowego zabarwienia dodanego KMn 4. Ilość odbarwionego roztworu 1

2 oraz szybkość jego odbarwienia zależy od ilości wiązań wielokrotnych w cząsteczce badanego związku. II. eakcje charakterystyczne dla związków aromatycznych 1. eakcja fenoli z chlorkiem żelaza(iii) hlorek żelaza(iii) daje z fenolami i ich pochodnymi, posiadającymi wolną grupę hydroksylową, związki o zabarwieniu fioletowym, fioletowo-niebieskim, niebieskim, zielonym, rzadziej czerwonym. Do około 3 ml wodnego roztworu fenolu dodać 1 kroplę roztworu Fel 3. Powstaje fioletowe zabarwienie, które znika po zakwaszeniu 1 M S 4.. eakcja nitrowania naftalenu Nitrowanie, czyli reakcję podstawiania grupy N prowadzi się przy pomocy stężonego kwasu azotowego, często z dodatkiem stężonego kwasu siarkowego, jako katalizatora i czynnika wiążącego wodę, powstającą jako produkt uboczny reakcji. Możliwość łatwego nitrowania związków aromatycznych znajduje zastosowanie w analizie biochemicznej do wykrywania aminokwasów aromatycznych, w tzw. próbie ksantoproteinowej. Do suchej probówki wsypać szczyptę naftalenu i dodać 3 ml 7M N 3. Mieszaninę ogrzewać we wrzącej łaźni wodnej przez min. Zawartość probówki przelać do zlewki z zimną wodą. Powstaje α-nitronaftalen w postaci żółtopomarańczowego oleju, który łatwo krystalizuje. III. Badanie właściwości chemicznych alkoholi 1. Próba z siarczanem rtęci (II) na alkohole III-rzędowe wg Deniges`a eakcję tą dają tylko alkohole III-rzędowe, z których po dehydratacji powstają węglowodory nienasycone. Powstałe alkeny reagują z gs 4 tworząc osady o barwach od żółtej do czerwonej. Alkohole II-rzędowe dają w tych warunkach tylko zmętnienie, a I-rzędowe jedynie opalescencję, gdyż szybkość powstawania z nich alkenów jest minimalna.

3 Do około 1 ml odczynnika Deniges`a (roztwór siarczanu rtęci (II) - w rozcieńczonym kwasie siarkowym) dodać 0,5ml roztworu alkoholu III-rzędowego i ogrzewać próbę we wrzącej łaźni wodnej, aż do pojawienia się osadu o barwie żółtej. Po dalszym ogrzewaniu czarną.. Próba estryfikacji barwa żółta przechodzi w barwę białą a nawet Ester metylowy kwasu salicylowego otrzymuje się przez ogrzewanie alkoholu metylowego z kwasem salicylowym w obecności stężonego kwasu siarkowego jako katalizatora, a zarazem środka wiążącego powstającą w procesie wodę kwas salicylowy salicylan metylu Do około 1 ml metanolu dodać szczyptę kwasu salicylowego i około 1 ml stężonego kwasu siarkowego. Po wymieszaniu próbę ogrzewać we wrzącej łaźni wodnej. Po kilku minutach ogrzewania pojawia się charakterystyczna, żywiczna woń estru metylowego kwasu salicylowego. 3. Próba jodoformowa Liebena Spośród alkoholi I-o rzędowych reakcji jodowania ulega jedynie alkohol etylowy. eakcję tą dają również metyloketony i metylokarbinole. Sumaryczny zapis reakcji jest następujący: I + 6 Na I 3 + Na + 5 NaI + 5 jodoform Do około 0,5 ml roztworu etanolu dodać 1ml roztworu jodu w jodku potasu (płyn Lugola I w KI). Następnie powoli kroplami dodawać M wodny roztwór Na, aż do zaniku brunatnej barwy jodu do żółtej. Po wymieszaniu i lekkim ogrzaniu próby 3

4 pojawia się charakterystyczny zapach, a następnie żółte kryształki jodoformu - I Próba Lucasa Alkohole I, II i III-rzędowe zachowują się różnie w reakcji z odczynnikiem Lucasa (roztwór bezwodnego chlorku cynku w stężonym kwasie solnym). Alkohole I-rzędowe, niższe od heksylowych ( 6 ), nie reagują z tym odczynnikiem dając roztwór klarowny, co najwyżej lekko ściemniały. W obecności alkoholi II-rzędowych następuje zmętnienie roztworu, a po 1-1,5 godz. rozdzielenie się warstw. W obecności alkoholi III-rzędowych roztwór mętnieje i szybko wytwarzają się dwie warstwy. Przy tym należy podkreślić, że alkohole II-rzędowe reagują ze stęż. kwasem solnym nawet w nieobecności Znl. () Znl l+ +l () ( wykonać 1 próbę na salę, pod dygestorium) Do 3 suchych probówek z korkiem szlifowym, zawierających po 0,5 ml kolejno: alkohol I-rzędowy, alkohol II-rzędowy i alkohoi III-rzędowy dodać po 5 ml odczynnika Lucasa (bezwodny Znl w stężonym l). Probówki zakorkować, wstrząsnąć przez chwilę, po czym odstawić i zaobserwować po jakim czasie utworzy się zmętnienie i rozdzielenie warstw, wyciągnąć wnioski. IV. eakcje ketonów i aldehydów 1. Próba Legala na metyloketony Metyloketony reagując z nitroprusydkiem sodu dają barwne produkty. Przebieg reakcji nie jest znany Mały kryształek nitroprusydku sodowego rozpuścić w około ml wodnego roztworu acetonu i dodać kilka kropli M roztworu Na. oztwór staje się brunatno-czerwony, lecz po pewnym czasie (ok. 10 min.) barwa jaśnieje. Po zakwaszeniu M 3, barwa roztworu ponownie staje się intensywnie czerwona. 4

5 . Próba z fuksyną na aldehydy reakcja Schiffa Fuksyna jest czerwonym barwnikiem, który pod wpływem dwutlenku siarki przechodzi w bezbarwny kwas bis-n-aminosulfinowy, tzw. odczynnik Schiffa. Związek ten reaguje z dwiema cząsteczkami aldehydu dając nietrwały produkt przyłączenia, który traci kwas siarkowy(iv) i powstaje fioletowo-purpurowy barwnik chinoidowy zgodnie z reakcją: N NS + S 3 N N S _ S 3 S 3 N N S Podobnie reagują -deoksycukry (np. -deoksyryboza), natomiast inne cukry posiadające grupę hydroksylową przy węglu sąsiadującym z grupą aldehydową lub ketonową nie przywracają barwy odbarwionej fuksynie. Do dwóch probówek odmierzyć po około ml roztworu aldehydu mrówkowego (formaldehydu) i roztworu glukozy, dodać 3-4 krople odczynnika Schiffa i lekko wymieszać. Po upływie kilku minut roztwór aldehydu mrówkowego zabarwia się na kolor purpurowo-fioletowy, natomiast roztwór glukozy pozostaje bezbarwny. 5