Отмытый бутилацетат сушат прокаленными сульфатами (например, сульфатом натрия) не менее 6 ч, затем подвергают простой перегонке, собирая фракцию с температурой кипения 124 – 126 ˚С. Выход 16 г (70%).
Аналогично получают ацетаты изобутилового, амиловых, циклогексилового спиртов. При использовании этилового или пропилового спиртов в реакционную массу добавляют 25-30 мл хлороформа или четыреххлористого углерода. Растворители после проведения реакции, промывки и осушки реакционной массы отгоняют с использованием дефлегматора. Константы некоторых сложных эфиров уксусной кислоты приведены в таблице.
Таблица
Физико-химические характеристики сложных эфиров уксусной кислоты
Алкилацетат | Мол. масса, г/моль | Т кип.,ºС | d204 | n20D |
Метилацетат Этилацетат Пропилацетат Изопропилацетат Бутилацетат Изобутилацетат втор-Бутилацетат Амилацетат Изоамилацетат Циклогексилацетат | 74 88 102 102 116 116 116 130 130 142 | 57 77 102 89 126 117 112 149 142 173 | 0,9317 0,9008 0,8865 0,8718 0,8813 0,8723 0,8718 0,8749 0,8735 0,9668 | 1,3617 1,3723 1,3843 1,3775 1,3948 1,3901 1,3890 1,4025 1,4008 1,4417 |
Задания.
Реакция этерификации является обратимой. Что необходимо предпринимать в ходе синтеза, чтобы сместить равновесие в сторону образования целевого продукта? Какие катализаторы кроме серной кислоты можно использовать для этерификации? Написать уравнения реакций гидролиза бутилацетата под действием водных растворов минеральных кислот и щелочей. Рассчитать теоретический выход продукта по уравнению реакции, сравнить его с практическим выходом. Определить для полученного вещества показатель преломления, сравнить со справочными данными. Сделать вывод о чистоте полученного бутилацетата. Сколько граммов уксусной кислоты необходимо взять для реакции этерификации, если известно, что в результате её получается этилацетат массой 118,8г, выход которого составляет 90% от теоретического? При гидролизе смеси этиловых эфиров уксусной и муравьиной кислот массой 5,6г потребовалось 25,96 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,08 г/см3). Определить массовый состав исходной смеси.Примечание. Бутилацетат – бесцветная жидкость с приятным (в небольших концентрациях) запахом, мало растворим в воде, смешивается с эфиром, спиртом, ацетоном.
Применяется в качестве растворителя глифталевых, полиэфирных полимеров, перхлорвиниловых и полиакриловых полимеров, эфиров целлюлозы, каучуков, растительных масел; в качестве компонента растворителя для нитроцеллюлозных лаков и красок, металлизации керамики.
Лабораторная работа 6 (вариант 2)
Тема. Реакция ацилирования. Синтез ацетилсалициловой кислоты (аспирина)
Химизм процесса:
Метод А
Реактивы:
· салициловая кислота 1,4 г (0,01 моль),
· уксусный ангидрид 1,9 мл (0,02 моль),
· серная кислота (ρ = 1 ,83г/см3) 2-3 капли.
Посуда и оборудование:
· колба или пробирка вместимостью 25 мл;
· стакан вместимостью 50-100мл;
· микроотсос;
· прибор для определения температуры плавления.
Проведение синтеза.
В колбу или пробирку помещают салициловую кислоту, уксусный ангидрид и 2-3 капли концентрированной серной кислоты. Смесь встряхивают, добиваясь хорошего перемешивания, и нагревают на водяной бане при 60°С 20 -30 мин, время от времени перемешивая реакционную массу. Затем образовавшейся жидкости дают остыть и при перемешивании стеклянной палочкой выливают ее в стакан с 20 мл воды. Выделившийся продукт отсасывают на микроотсосе и перекристаллизовывают из разбавленной ( l:1) уксусной кислоты.
NB!!! При этом нужно помнить, что во избежание разложения ацетилсалициловой кислоты раствор ее не следует кипятить дольшe, чем требуется для ее растворения.
Перекристаллизованную кислоту сушат при 40-60°C до исчезновения запаха уксусной кислоты.
Выход 1,5 г. Т. пл. 136-137°C.
Метод Б
Реактивы:
· салициловая кислота 27,6 г (0,2 моль);
· уксусный ангирид 21 мл (0,22 моль);
· бензол абсолютный 40-50 мл;
· раствор FеСIз;
· спирт этиловый
Посуда и оборудование:
· круглодонная колба вместимостью 250 мл;
· холодильник; хлоркальциевая трубка;
· колбa Бунзена с воронкой Бюхнера;
· прибор для горячего фильтрования.
Проведение синтеза.
В колбу помещают 27,6 г высушенной при 100°C салициловой кислоты, 35 мл абсолютного бензола и 21 мл уксусного ангидрида. Подсоединяют обратный холодильник и нагревают на кипящей водяной бане в течение 4 ч, время от времени взбалтывая реакционную массу. После этого берут пробу и определяют в ней наличие салициловой кислоты (фиолетовое окрашивание с раствором FеСlз говорит о присутствии непрореагировавших фенольных групп). Если проба положительная, к реакционной массе прибавляюг 1-2 мл уксусного ангидрида и продолжают нагревание еще в течение 1 ч.
Убедившись, что салициловая кислота прореагировала полностью, содержимое колбы выливают в стакан и оставляют для кристаллизации. Для завершения кристаллизации смесь охлаждают снаружи льдом с солью (20-30 мин) и быстро отсасывают на воронке Бюхнера, промывая осадок на фильтре двумя-тремя порциями по 2-3 мл охлажденного до 5-10°C бензола. Осадок сушат до исчезновения запаха бензола. Затем ацетилсалициловую кислоту растворяют в минимальном количестве кипящего этилового спирта в круглодонной колбе, снабженной обратным холодильником, и к образовавшемуся раствору приливают 2,5-кратный объем горячей воды. Если при этом выпадает осадок, то его растворяют при нагревании. В том случае, если раствор остается мутным, его профильтровывают на приборе для горячего фильтрования.
Прозрачному раствору дают медленно остыть. При этом ацетилсалициловая кислота выкристаллизовывается в виде красивых игл. Ее отсасывают на воронке Бюхнера и сушат.
Выход 75-90% от теоретического.
Задания.
Проверить исходную салициловую кислоту на наличие в ней фенольных ОН-групп. Для этого налить в пробирку 2 мл воды, добавить в неё несколько кристаллов салициловой кислоты. К полученному раствору прилить 2-3 капли раствора FеСlз. Объяснить изменение окраски. Написать уравнение реакции взаимодействия салициловой кислоты с хлоридом железа (III). Провести синтез ацетилсалициловой кислоты по методу А. До проведения перекристаллизации проверить продукт на наличие в нём не прореагировавшей салициловой кислоты с помощью хлорида железа (III). Провести очистку полученного продукта методом перекристаллизации из разбавленной (1:1) уксусной кислоты. Высушить продукт, определить его температуру плавления, сравнить со справочными данными. Рассчитать теоретический выход ацетилсалициловой кислоты по уравнению реакции, сравнить с практическим выходом, полученным после высушивания продукта. Провести гидролиз полученной ацетилсалициловой кислоты. Для этого поместить в пробирку 0,5г ацетилсалициловой кислоты, прилить 1 мл дистиллированной воды. Содержимое пробирки прокипятить в течение 2-3 минут, затем добавить несколько капель раствора FеСlз. Объяснить изменение окраски. Написать уравнения протекающих реакций. Сравнить два приведённых выше варианта синтеза. Отметить их положительные и отрицательные стороны (выход, продолжительность синтеза, присутствие катализатора, его роль и т. д.).Примечание. Ацетилсалициловую кислоту применяют в качестве жаропонижающего и болеутоляющего средства.
Лабораторная работа 6 (вариант 3)
Тема. Реакция ацилирования. Ацилирование аминов. Синтез ацетанилида.
Химизм процесса:
Основные реакции:
С6Н5NH2 + HCl → С6Н5NH2· HCl → С6Н5NH2
С6Н5NH2 · HCl + (CH3CO)2O → С6Н5NHCOCH3 + CH3COOH + HCl
Побочные реакции:
(CH3CO)2O + Н2О → 2 CH3COOH
HCl + CH3COONa ® CH3COOH + NaCl
Реактивы:
- Анилин свежеперегнанный С6Н5NH2 - 9,3 г Соляная кислота концентрированная HCl - 8.5 мл Уксусный ангидрид (CH3CO)2O - 12,5 мл Уксуснокислый натрий (кристаллический) CH3COONa - 15 г Вода дистиллированная
Приборы:
· Стакан вместимостью 0,5 л
· Стеклянная палочка
· Воронка Бюхнера
· Колба Бунзена
Проведение синтеза.
В стакане вместимостью 0.5 л к 250 мл воды приливают 8,5 мл концентрированной соляной кислоты и при перемешивании стеклянной палочкой добавляют свежеперегнанный анилин. Раствор нагревают до 50˚С, приливают уксусный ангидрид и перемешивают до полного растворения. Затем сразу добавляют ацетат натрия, и раствор снова интенсивно перемешивают. При охлаждении раствора начинает выпадать обильный осадок. Кристаллы ацетанилида отсасывают и промывают на фильтре небольшим количеством воды. Выход 10 – 11 г (74 – 82%).
Продукт перекристаллизовывают из воды или (лучше) из спирта. Т пл. 114˚С.
Ацетанилид – бесцветные кристаллы. Плохо растворим в воде и бензоле, хорошо – в спирте.
Задания.
Для ацетанилида, очищенного перекристаллизацией, определить температуру плавления. Сравнить со справочными данными, сделать выводы о чистоте полученного продукта. Проверить его растворимость в воде и органических растворителях. Рассчитать теоретический выход ацетанилида и сравнить его с практическим выходом. Сколько граммов анилина необходимо израсходовать на нейтрализацию 7,7 мл 40%-ного раствора соляной кислоты плотностью 1,19 г/см3? При действии избытка раствора гидроксида натрия на 250 г 10 %-ного раствора хлорида фениламмония получен анилин. На бромирование его потребовалось 72 г брома. Определить выход анилина. Имеется смесь бензола и анилина. Каким образом, исключая пеегонку, можно выделить из этой смеси бензол? Анилин является более сильным или слабым основанием, чем аммиак, метиламин?Примечание. Ацетанилид применяют в качестве жаропонижающего препарата; для синтеза 4-нитроанилина, используемого при синтезе красителей; в качестве пластификатора нитроцеллюлозы и ацетилцеллюлозы.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
