Оснащение химической лаборатории (стр. 12 )

Выход 0,75 г.

5.5. Синтез сульфаниловой кислоты

Необходимые реактивы и посуда:

1. Анилин 4,6 г (4,5 мл)

2. Серная кислота (d = 1, 84) 15 г (8,2 мл)

3. Пробирка на 50 мл

4. Стакан на 250 мл

5.  Отсос

Ход работы:

       Наливают в пробирку 4,5 мл анилина и небольшими порциями при постоянном встряхивании осторожно добавляют 8,2 мл серной кислоты (наблюдается сильное разогревание). Полученную массу нагревают на песчаной бане при 180 0С (температура бани) в течение 4 ч. За температурой бани следить постоянно.

       Чтобы установить конец сульфирования, несколько капель реакционной массы растворяют в пробирке в небольшом количестве воды и полученный раствор нейтрализуют раствором едкого натра. Если при этом не выделится анилин, реакцию считают законченной.

       Несколько охлажденную реакционную массу выливают при помешивании в холодную воду, отфильтровывают выпавшую сульфаниловую кислоту, промывают ее небольшим количеством воды и кристаллизуют из воды. При перекристаллизации для удаления окрашенных примесей используют активированный уголь.

Выход 5 г.

5.6. Синтез уксусноэтилового эфира

Необходимые реактивы и посуда:

Этиловый спирт 35,5 г (45 мл) Уксусная кислота ледяная 42 г (40мл) Серная кислота (d = 1,84) 5 мл Колба Вюрца на 250 мл Капельная воронка Холодильник Либиха Установка для перегонки с водяным  холодильником 

Ход работы:

       В колбу Вюрца на 250 мл, снабженную капельной воронкой и соединенную с холодильником Либиха, вливают 5 мл этилового спирта и 5 мл концентрированной серной кислоты и нагревают на масляной бане до 140 оС (температура бани). Как только эта температура будет достигнута, начинают постепенно приливать из капельной воронки смесь 40 мл ледяной уксусной кислоты и 40 мл спирта с такой же скоростью, с какой отгоняется образующийся уксусноэтиловый эфир.

       После окончания реакции содержимое приемника переносят в делительную воронку и промывают концентрированным раствором соды для удаления уксусной кислоты (проба на лакмус). Эфирный слой отделяют и встряхивают его с насыщенным раствором хлористого кальция для удаления непрореагированного спирта (с первичными спиртами хлористый кальций дает кристаллическое молекулярное соединение CaCl2* 2C2H5OH, которое нерастворимо в уксусноэтиловом эфире). Эфирный слой отделяют от водного и сушат безводным сернокислым натрием. Эфир перегоняют из колбы Вюрца, при 71-75 0С будет отгоняться смесь спирта и уксусноэтилового эфира, выше 750С – уксусноэтиловый эфир.

       Температура кипения чистого уксусноэтилового эфира 78 0С.

Выход около 40 г.

5.7. Синтез изобутилацетата

Необходимые реактивы и посуда:

1. Уксусная кислота 6 г (0,1)

2. Изобутиловый спирт 7,8 г (0,105м)

3. H2SO4 концентрированная

4. Бикарбонат натрия 5% р-р 

5. Сульфат натрия (безводный) 

6. Колба круглодонная на 50 мл

7. Холодильник шариковый

8. Ловушка Дина – Старка

9. Колбы конические 2 шт. на 25 мл или пробирки

10 Прибор для перегонки с дефлегматором

Ход работы:

В круглодонную колбу наливают спирт и кислоту, прибавляют 2-3 капли концентрированной серной кислоты, бросают кипелку и соединяют через ловушку с обратным водяным холодильником. Нагревание реакционной смеси проводят на песчаной бане до тех пор, пока в ловушке не перестанут опускаться вниз капли воды. Выделение  рассчитанного количества воды свидетельствует об окончании реакции.

       После охлаждения реакционную массу и конденсат, собравшийся в ловушке, сливают вместе и промывают в делительной воронке водой, 5% - ным раствором соды и снова водой. Полученный сложный эфир (верхний слой) отделяют и сушат сульфатом натрия или магния. Эфир отгоняют при температуре 116-118 0С. Выход 60 – 70%.

5.8. Синтез уксусноизоамилового эфира

Необходимые реактивы и посуда:

Уксусная кислота ледяная  15 г (14,3 мл) Изоамиловый спирт 22,5 г H2SO4 концентрированная Колба круглодонная на 100 мл Ловушка Холодильник Либиха Мерный цилиндр на 100 мл Установка для фракционной перегонки

Ход работы:

       В круглодонную колбу на 100 мл с ловушкой и обратным водяным холодильником помещают 15 г. ледяной уксусной кислоты и 22,5 г изоамилового спирта. Прибавляют 2-4 капли концентрированной серной кислоты и бросают несколько «кипелок». Смесь кипятят на песчаной бане. Постепенно в ловушке собирается вода. Реакцию заканчивают, когда выделится количество воды, примерно равное рассчитанному.

       Полученный эфир переносят в делительную воронку, промывают водой, 5% раствором соды и вновь водой (до нейтральной реакции) и сушат безводным сульфатом натрия или магния. Затем продукт перегоняют из колбы, снабженной дефлегматором. Основная фракция отгоняется при 138-142 0С.

Выход 20-22 г.

       * Для проведения реакции можно использовать 80% уксусную кислоту.

       ** Аналогично синтезируется уксуснобутиловый эфир. Основная фракция отгоняется  при 124-125 0С.

5.9. Синтез хинизарина

Необходимые реактивы и посуда:

Гидрохинон 1 г Фталевый ангидрид 4 г Борная кислота 1 г Уксусная кислота (ледяная) Серная кислота конц. (d = 1,84) 10 мл Короткая пробирка толстостенная Стакан Отсос

Ход работы:

       В короткой пробирке нагревают  на песчаной бане в течение получаса при 150-160 0С смеси гидрохинона, фталевого ангидрида, серной и борной кислот. Затем температуру бани поднимают до 190-200 0С и выдерживают пробирку при этой температуре 10 минут. Еще горячий раствор выливают при размешивании в 40 мл воды, находящейся в стаканчике. Массу нагревают до кипения и в горячем виде осадок отфильтровывают. Обработку осадка горячей водой повторяют еще раз. Затем остаток кипятят с 30 мл ледяной уксусной кислотой, фильтруют в горячем виде и фильтрат разбавляют равным объемом горячей воды. При охлаждении выделяется сырой хинизарин, который многократно промывают водой и перекристаллизовывают из ледяной уксусной кислоты или толуола. Хинизарин лучше очистить возгонкой. Tпл =194 0C.

Выход 0,4 г.

5.10. Синтез n - нитрозофенола

Необходимые реактивы и посуда:

1. фенол-2,5г,

2. нитрит натрия – 2,3г,

3. концентрированная серная кислота – 1мл.

4. фарфоровый стакан

5. мешалка

6. термометр

7. капельная воронка

8. баня ледяная

9. колба Бунзена

10.воронка Бюхнера

Ход работы:

В фарфоровый стакан емкостью 100мл, снабженный мешалкой, термометром и капельной воронкой, помещают 22,5 мл воды, растворяют в ней 2,3 г нитрита натрия и прибавляют 2,5г фенола, расплавленного в 7,5 мл воды. В полученную смесь вводят 30 г измельченного льда и из капельной воронки в течение 1 ч по каплям прибавляют холодный раствор серной кислоты, полученный отдельно смешением 1 мл концентрированной серной кислоты с 3,5 мл воды. Прибавление ведут при энергичном перемешивании и наружном охлаждении реакционной массы льдом и солью, чтобы температура во время реакции была 0оС. Содержимое перемешивают при этой температуре 2ч. Нитрозофенол отфильтровывают, промывают холодной водой до нейтральной среды. Температура плавления 133оС.

5.11. Синтез n - толуолсульфокислоты

Необходимые реактивы:

толуол – 16 мл концентрированная серная кислота (пл. 1,84) – 9,5 мл активированный уголь – 0,5 г колба круглодонная на 100 мл холодильник водяной стакан на 100 мл воронка коническая баня водяная воронка Шотта

  Ход работы:

       В круглодонную колбу вместимостью 100 мл, снабженную обратным холодильником, помещают толуол и серную кислоту, смесь нагревают до кипения. Слабое кипение толуола поддерживают в течение 1 ч, хорошо перемешивают смесь, для чего колбу встряхивают каждые 2-3 минуты. Через 1 ч слой толуола почти исчезает, что служит признаком конца реакции. Теплую реакционную смесь выливают в стакан, в котором находится 50 мл воды; колбу ополаскивают небольшим количеством воды. В раствор добавляют 1 г активированного угля и кипятят под тягой на электроплитке до обесцвечивания. Затем уголь отфильтровывают, а раствор упаривают на водяной бане до 25 мл. После этого его охлаждают льдом до 5-7оС и насыщают газообразным хлороводородом для осаждения n - толуолсульфокислоты.

       Выпавшие кристаллы отфильтровывают на воронке Шота, тщательно отжимают и помещают в эксикатор над концентрированной серной кислотой. Одновременно в эксикатор ставят стаканчик с твердой щелочью (осторожно) для поглощения хлороводорода. Высушивание продолжается в течение нескольких дней. Выход 77% t пл. 104-105оС n-толуолсульфокислота образует бесцветные гигроскопические кристаллы моногидрата. Хранить продукт в сухой, плотно закрытой склянке.

Осторожно!!! Толуол ядовит.

5.12. Синтез 3-нитрофталевой кислоты

Необходимые реактивы:

Фталевая кислота – 10 г концентрированная серная кислота (пл. 1,84) –  8,1 мл концентрированная азотная кислота (пл. 1,4) -  10,1 мл колба круглодонная на 100 мл баня водяная стакан на 100 мл колба коническая на 250 мл воронка для горячего фильтрования воронка коническая колба Бунзена воронка Бюхнера

Ход работы:

В круглодонную колбу емкостью 100 мл вносят 10г фталевой кислоты, смесь 8,1 мл концентрированной серной кислоты и 10,1 мл концентрированной азотной кислоты. Реакционную смесь нагревают 2ч на кипящей водяной бане. При этом наблюдается энергичное выделение оксидов азота. К концу реакции 3-нитрофталевая кислота начинает выпадать в виде блестящих призм. После охлаждения к реакционной смеси добавляют 48 мл воды. Раствор охлаждают в бане со льдом и выпавшую через некоторое время (примерно через 1ч) 3-нитрофталевую кислоту трижды перекристаллизовывают из минимального количества воды, каждый раз охлаждая раствор в бане со льдом. Такой прием позволяет полностью освободиться от примеси 4-нитрофталевой кислоты. Получают 5 г 3-нитрофталевой кислоты (40% от теории). T пл. 2220С.