Synteza eteru allilowo-cykloheksylowego w reakcji alkilowania cykloheksanolu bromkiem allilu w warunkach PTC.

Transkrypt

1 Synteza eteru allilowo-cykloheksylowego w reakcji alkilowania cykloheksanolu bromkiem allilu w warunkach PTC. OH + Br NaOH aq. Bu 4 NHSO 4 O Zastosowanie produktu: półprodukt w syntezie organicznej, monomer. Odczynniki: cykloheksanol, 3-bromo-1-propen (bromek allilu), wodorotlenek sodu, wodorosiarczan tetrabutyloamoniowy, benzen, heksan, węgiel aktywny. Zagrożenia: tymol toksyczny, drażni skórę, ma intensywny zapach; bromek allilu silnie drażni drogi oddechowe, toksyczny; benzen palny, toksyczny, rakotwórczy; 40% NaOH silnie żrący, niszczy skórę; heksan - łatwopalny. Środki ostrożności: praca w rękawicach ochronnych i pod wyciągiem; proszkowanie NaOH pod wyciągiem unikać pyłu wodorotlenku! Sposób wykonania: Kolbę kulistą o pojemności 250 cm 3 zaopatrzoną w chłodnicę zwrotną umieszczono na mieszadle magnetycznym. Następnie wprowadzono do niej (usuwając na czas wprowadzania reagentów chłodnicę) kolejno: 100 mmoli cykloheksanolu, 200 mmoli sproszkowanego NaOH, 50 cm 3 benzenu oraz 5,0 mmoli wodorosiarczanu tetrabutyloamoniowego. Po zaopatrzeniu kolby w chłodnicę oraz po uruchomieniu mieszadła wprowadzono do kolby (przez chłodnicę) 100 mmoli bromku allilu. Intensywnie mieszając ogrzewano mieszaninę na łaźni wodnej lub olejowej do łagodnego wrzenia, przez 1 godzinę. Po tym czasie mieszaninę reakcyjną ochłodzono i zdekantowano do następnej kolby o pojemności 250 cm 3. Osad z pierwszej kolby przemyto przez dekantację 10 cm 3 benzenu otrzymany roztwór przeniesiono także do drugiej kolby. Następnie dodano do kolby ponownie 200 milimoli sproszkowanego NaOH, 5,0 mmoli wodorosiarczanu tetrabutyloamoniowego oraz 100 mmoli bromku allilu; wprowadzono także mieszadło magnetyczne. Ponownie mieszano i ogrzewano zawartość kolby jak za pierwszym razem. Po godzinie ogrzewania zawartość kolby ochłodzono i wprowadzono do kolby stożkowej o pojemności 500 cm 3 dodając przy tym 30 cm 3 heksanu oraz 100 cm 3 wody. Wodę i heksan należy wykorzystać do ilościowego przeniesienia mieszaniny porekcyjnej do kolby

2 stożkowej. Zawartość kolby stożkowej wytrząsano aż do rozpuszczenia się osadu, a następnie przeniesiono do rozdzielacza o pojemności 500 cm 3. Po rozdzieleniu warstw, warstwę wodną przeniesiono do pojemnika na odpady organiczne, a warstwę organiczną przemywano trzykrotnie wodą (po 50 cm 3 ). Po przemyciu, warstwę organiczną wysuszono bezwodnym siarczanem magnezu lub sodu i odparowano z niej lotne frakcje na próżniowej wyparce rotacyjnej. Otrzymaną pozostałość destylowano pod zmniejszonym ciśnieniem, z użyciem kolby Vigreux. Otrzymano eter allilowo-cykloheksylowy w postaci bezbarwnego oleju, z wydajnością 75%. Odpady: wszystkie odpady ciekłe przenieść do pojemnika na odpady organiczne; sączek z osadem umieścić w pojemniku na odpady stałe. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 1. Opisz szzegółowo wykonaną syntezę. 2. Omów mechanizm alkilowania fenoli w warunkach PTC. Jakie znasz katalizatory PT? 3. Przeanalizuj z pomocą prowadzącego widno 1 H NMR produktu.

3 Synteza eteru allilowo-tymolowego w reakcji alkilowania tymolu bromkiem allilu w warunkach PTC. przepis własny CH 3 CH 3 OH + Br NaOH aq. Bu 4 NHSO 4 O H 3 C CH 3 H 3 C CH 3 Zastosowanie produktu: półprodukt w syntezie organicznej, monomer. Odczynniki: 2-izopropylo-5-metylofenol (tymol), 3-bromo-1-propen (bromek allilu), wodorotlenek sodu, wodorosiarczan tetrabutyloamoniowy, benzen, heksan, węgiel aktywny. Zagrożenia: tymol toksyczny, drażni skórę, ma intensywny zapach; bromek allilu silnie drażni drogi oddechowe, toksyczny; benzen palny, toksyczny, rakotwórczy; 40% NaOH silnie żrący, niszczy skórę; heksan - łatwopalny. Środki ostrożności: praca w rękawicach ochronnych i pod wyciągiem. Sposób wykonania: Kolbę kulistą o pojemności 250 cm 3 zaopatrzoną w chłodnicę zwrotną umieszczono na mieszadle magnetycznym. Następnie wprowadzono do niej (usuwając na czas wprowadzania reagentów chłodnicę) kolejno: 50 mmoli tymolu, 25 cm 3 40% roztworu NaOH, 50 cm 3 benzenu oraz 5,0 mmoli wodorosiarczanu tetrabutyloamoniowego. Po zaopatrzeniu kolby w chłodnicę oraz po uruchomieniu mieszadła wprowadzono do kolby (przez chłodnicę) 100 mmoli bromku allilu. Intensywnie mieszając ogrzewano mieszaninę na łaźni wodnej lub olejowej do łagodnego wrzenia, przez 1,5 godziny. Po tym czasie zawartość kolby ochłodzono i wprowadzono do kolby stożkowej o pojemności 500 cm 3 dodając przy tym 30 cm 3 heksanu oraz 100 cm 3 wody. Wodę i heksan należy wykorzystać do ilościowego przeniesienia mieszaniny porekcyjnej do kolby stożkowej. Zawartość kolby stożkowej wytrząsano aż do rozpuszczenia się osadu, a następnie przeniesiono do rozdzielacza o pojemności 500 cm 3. Po rozdzieleniu warstw, warstwę wodną przeniesiono do pojemnika na odpady organiczne, a warstwę organiczną przemywano trzykrotnie wodą (po 50 cm 3 ). Po

4 przemyciu, warstwę organiczną wysuszono bezwodnym siarczanem magnezu lub sodu i odparowano z niej lotne frakcje na próżniowej wyparce rotacyjnej. Otrzymaną pozostałość rozpuszczono destylowano pod zmniejszonym ciśnieniem, z użyciem kolby Vigreux. Otrzymano eter allilowo-tymolowy w postaci bezbarwnego oleju, z wydajnością 75%. Odpady: wszystkie odpady ciekłe przenieść do pojemnika na odpady organiczne; sączek z osadem umieścić w pojemniku na odpady stałe. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 1. Opisz szzegółowo wykonaną syntezę. 2. Omów mechanizm alkilowania fenoli w warunkach PTC. Jakie znasz katalizatory PT? 3. Przeanalizuj z pomocą prowadzącego widno 1 H NMR produktu.

5 Synteza N-allilokarbazolu w reakcji alkilowania karbazolu bromkiem allilu w warunkach PTC. (przepis własny) NH + Br NaOH aq. Bu 4 NHSO 4 N Odczynniki: karbazol, bromek allilu, benzen, 40% NaOH, wodorosiarczan tetrabutyloamoniowy, węgiel aktywny, heksan Zagrożenia: bromek allilu silnie drażni drogi oddechowe, toksyczny; benzen palny, toksyczny, rakotwórczy; 40% NaOH silnie żrący, niszczy skórę; heksan - łatwopalny. Środki ostrożności: praca w rękawicach ochronnych i pod wyciągiem Sposób wykonania: Kolbę kulistą o pojemności 250 cm 3 zaopatrzoną w chłodnicę zwrotną umieszczono na mieszadle magnetycznym, w łaźni wodno-lodowej. Następnie wprowadzono do niej (usuwając na czas wprowadzania reagentów chłodnicę) kolejno: 50 mmoli karbazolu, 25 cm 3 40% roztworu NaOH, 50 cm 3 benzenu oraz 5,0 mmoli wodorosiarczanu tetrabutyloamoniowego. Po zaopatrzeniu kolby w chłodnicę oraz po uruchomieniu mieszadła wprowadzono do kolby (przez chłodnicę) 100 mmoli bromku allilu. Intensywnie mieszając ogrzewano mieszaninę na łaźni wodnej lub olejowej do łagodnego wrzenia, przez 1,5 godziny. Po tym czasie zawartość kolby ochłodzono i wprowadzono do kolby stożkowej o pojemności 500 cm 3 dodając przy tym 30 cm 3 heksanu oraz 150 cm 3 wody. Wodę i heksan należy wykorzystać do ilościowego przeniesienia mieszaniny porekcyjnej do kolby stożkowej. Zawartość kolby stożkowej wytrząsano aż do rozpuszzenia się osadu, a następnie przeniesiono do rozdzielacza o pojemności 500 cm 3. Po rozdzieleniu warstw, warstwę wodną przeniesiono do pojemnika na odpady organiczne a warstwę organiczną przemywano trzykrotnie wodą (po 50 cm 3 ). Po przemyciu warstwę organiczną wysuszono bezwodnym siarczanem magnezu lub sodu i odparowano z niej lotne frakcje na próżniowej wyparce

6 rotacyjnej. Otrzymaną pozostałość krystalizowano z heksanu. Otrzymano N-allilokarbazol w postaci bezbarwnego kryształów, z wydajnością 85%. Odpady: wszystkie odpady ciekłe przenieść do pojemnika na odpady organiczne; sączek z osadem umieścić w pojemniku na odpady stałe. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 1. Opisz szzegółowo wykonaną syntezę. 2. Omów mechanizm alkilowania fenoli w warunkach PTC. 3. Przeanalizuj, z pomocą prowadzącego widmo 1 H NMR produktu.

7 Synteza N-(2-propenylo)-N-fenyloetanoamidu (N-alliloacetanilidu) w reakcji alkilowania acetanilidu bromkiem allilu w warunkach PTC. O O C H 3 NH + Br NaOH aq. Bu 4 NHSO 4 C H 3 N Zastosowanie produktu: półprodukt w syntezie organicznej, monomer. Odczynniki: N-fenyloetanoamid, (acetanilid), 3-bromo-1-propen (bromek allilu), wodorotlenek sodu, wodorosiarczan tetrabutyloamoniowy, benzen, heksan, węgiel aktywny. Zagrożenia: bromek allilu silnie drażni drogi oddechowe, toksyczny; benzen palny, toksyczny, rakotwórczy; 40% NaOH silnie żrący, niszczy skórę; heksan - łatwopalny. Środki ostrożności: praca w rękawicach ochronnych i pod wyciągiem; proszkowanie NaOH pod wyciągiem unikać pyłu wodorotlenku! Sposób wykonania: Kolbę kulistą o pojemności 250 cm 3 zaopatrzoną w chłodnicę zwrotną umieszczono na mieszadle magnetycznym. Następnie wprowadzono do niej (usuwając na czas wprowadzania reagentów chłodnicę) kolejno: 50 mmoli acetanilidu, 200 mmoli sproszkowanego NaOH, 75 cm 3 benzenu oraz 5,0 mmoli wodorosiarczanu tetrabutyloamoniowego. Po zaopatrzeniu kolby w chłodnicę oraz po uruchomieniu mieszadła wprowadzono do kolby (przez chłodnicę) 100 mmoli bromku allilu. Intensywnie mieszając Po tym czasie zawartość kolby ochłodzono i wprowadzono do kolby stożkowej o pojemności 500 cm 3 dodając przy tym 50 cm 3 heksanu oraz 150 cm 3 wody. Wodę i heksan należy wykorzystać do ilościowego przeniesienia mieszaniny porekcyjnej do kolby stożkowej. Zawartość kolby stożkowej wytrząsano aż do rozpuszzenia się osadu, a następnie przeniesiono do rozdzielacza o pojemności 500 cm 3. Po rozdzieleniu warstw, warstwę wodną przeniesiono do pojemnika na odpady organiczne a warstwę organiczną przemywano trzykrotnie wodą (po 50 cm 3 ). Po przemyciu warstwę organiczną wysuszono bezwodnym siarczanem magnezu lub sodu i odparowano z niej lotne frakcje na próżniowej wyparce rotacyjnej. Otrzymaną pozostałość destylowano pod zmniejszonym ciśnieniem, z użyciem

8 kolby Vigreux. Otrzymano N-alliloacetanilid w postaci bezbarwnej cieczy, z wydajnością 75%. Odpady: wszystkie odpady ciekłe przenieść do pojemnika na odpady organiczne; sączek z osadem umieścić w pojemniku na odpady stałe. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 1. Opisz szzegółowo wykonaną syntezę. 2. Omów mechanizm alkilowania fenoli w warunkach PTC. Jakie znasz katalizatory PT? 3. Przeanalizuj z pomocą prowadzącego widno 1 H NMR produktu.

9 Synteza eteru allilowo-tritylowego w reakcji alkilowania alkoholu allilowego chlorkiem tritylu, w obecności pirydyny Cl + HO + py -pyhcl O Zastosowanie produktu: półprodukt w syntezie organicznej, monomer. Odczynniki: 2-propen-1-ol, (alkohol allilowy), chlorotrifenylometan (chlorek tritylu), pirydyna, heksan, węgiel aktywny. Zagrożenia: alkohol allilowy silnie drażni drogi oddechowe, toksyczny; pirydyna toksyczna, palna, drażni drogi oddechowe; heksan - łatwopalny. Środki ostrożności: praca w rękawicach ochronnych i pod wyciągiem. Sposób wykonania: Do kolby stożkowej o pojemności 250 cm 3, umieszczonej na mieszadle magnetycznym wprowadzono kolejno: 50 mmoli suchego alkoholu allilowego, 50 mmoli chlorku tritylu i 50 cm 3 suchej pirydyny. Po szczelnym zamknięciu kolby korkiem szlifowym powstałą mieszaninę mieszano mieszadłem magnetycznym aż do homogenizacji i pozostawiono na 5 dni. Wytrącony osad chlorowodorku pirydyny odsączono pod zmniejszonym ciśnieniem, na lejku ze spiekiem; osad przemyto jeszcze 25 cm 3 heksanu. Z połączonych przesączów (pirydynowego i heksanowego) odparowano lotne frakcje na próżniowej wyparce rotacyjnej. Pozostałość krystalizowano z heksanu, z użyciem węgla aktywnego (z typową filtracją na gorąco ). Otrzymano eter allilowo-tritylowy w postaci białych kryształków, z wydajnością 80%. Odpady: wszystkie odpady ciekłe i stałe przenieść do pojemnika na odpady organiczne; sączek z osadem umieścić w pojemniku na odpady stałe. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 1. Opisz szzegółowo wykonaną syntezę. Oznacz temperaturę topnienia otrzymanego produktu, porównaj ją z danymi literaturowymi.

10 2. Omów mechanizm wykonanej reakcji. jaką rolę pełni w niej pirydyna? 3. Przeanalizuj z pomocą prowadzącego widno 1 H NMR produktu.