Медицинская биохимия (стр. 35 )

После того, как установка собрана и все её части плотно соединены друг с другом, вынимают пробку с термометром, вставляют в горловину колбы Вюрца воронку, нижний конец которой должен располагаться ниже бокового отвода колбы. Через воронку наливают перегоняемую жидкость. При этом перегонную колбу нужно заполнять не больше чем на . Воронку вынимают и в находящуюся в колбе жидкость вносят «кипелки» («кипятильники»). После окончания загрузки в горловину перегонной колбы снова вставляют пробку с термометром и жидкость в колбе начинают нагревать.

Чтобы обеспечить равномерное нагревание и избежать пе­регрева, перегонную колбу следует нагревать на одном из видов жидкостных бань (водяная, масляная, металлическая, солевая), причем всегда нужно следить за температурой в бане.

Перегонку ведут с такой скоростью, чтобы в течение секунды в приемник попадало не больше 1–2 капель дистиллята. После окончания перегонки использованные «кипелки» выбрасывают.

Простая перегонка широко используется, в частности, для отгонки растворителей. При отгонке низкокипящих и легковоспла­меняющихся растворителей — ацетона, спирта, бензола и особен­но эфира — следует проявлять большую осторожность. Отгонку эфира лучше вести в вытяжном шкафу, в котором нет включенных нагревательных приборов и зажжённых горелок. Нагревание колбы с эфиром можно производить только на водяной бане, нужную температуру в которой поддерживают, приливая горячую воду. Не следует собирать в одни приемник больше чем 300–400 мл эфира. Ацетон, спирт, бензол можно отгонять на водяной бане, подогреваемой электрической плиткой с закрытым обогревом.

Следует иметь в виду, что к концу отгонки растворителя тем­пература кипения раствора повышается настолько, что даже на кипящей водяной бане не удается отогнать остатки растворителя. Их следует отгонять при небольшом вакууме. Растворители, ки­пящие при температуре выше 100°С, как правило, отгоняются на масляной бане, которая нагревается на 20–30°С выше температуры кипения растворителя. Высококипящие растворители, например нитробензол, целесообразно отгонять в вакууме и, когда это воз­можно, с водяным паром.

Если остаток, полученный после отгонки растворителя, зани­мает небольшой объем в перегонной колбе и, в свою очередь, подле­жит разгонке, то его следует перелить в перегонную колбу мень­ших размеров. Чтобы избежать этого, отгонку растворителя ведут из небольшой колбы, в которую по мере отгонки приливают из капельной воронки новые порции перегоняемого раствора. Для этой цели можно, например, использовать колбу Вюрца, в которую вме­сто термометра вставляют капельную воронку.

Следует заметить, что если остаток в колбе кипит при температу­ре выше 150°С, то после отгонки растворителя, перед тем как начать перегонку этого остатка, перегонную колбу разъединяют с водяным холодильником и присоединяют к воздушному.

Перегонка с водяным паром. Перегонка с водяным паром яв­ляется эффективным методом очистки органических соединений, не растворимых или трудно растворимых в воде. Она особенно пригодна в тех случаях, когда продукт реакции загрязнен большим количеством труднолетучих смолистых примесей. Этот способ позво­ляет проводить перегонку веществ при температуре, значительно меньшей, чем их температура кипения. Обусловлено это тем, что общее давление паров над смесью воды и нерастворимой в ней жид­кости равно сумме парциальных давлений паров воды (р1) и этой жидкости (р2): Р = р1 + р2 и, следовательно, р1 = Р - р2 < Р.

1 – круглодонная колба с длинным горлом 2 – перегоняемое вещество и вода 3 – холодильник 4 – приёмник 5 – парообразователь 6 – трубка, по которой поступает пар 7 – пароотводная трубка 8 – предохранительная трубка 9 – тройник 10 – винтовой зажим 11 – алонж

Поэтому температура кипения такой смеси, например, при атмосферном давлении всегда будет ниже 100°С. Для перегонки с водяным паром можно использовать колбу Кляйзена, в которую вставляют трубку, доходящую до дна колбы. По этой трубке из парообразователя поступает пар. Для того чтобы в процессе перегонки предотвратить переполнение перегонной колбы водой, ее нужно нагревать.

Перегонку, как правило, ведут до тех пор, пока дистиллят не перестанет разделяться на две фазы.

При перегонке весьма мало летучих веществ применяется пе­регретый водяной пар. Для получения перегретого водяного пара между парообразователем и перегонной колбой включается паро­перегреватель.

2. МЕТОДЫ синтеза

ОРГАНИЧЕСКИХ соединений

2.1. бромэтан

C2H5OH + KBr + H2SO4> C2H5Br + KHSO4 + H2O

Реактивы. Этиловый спирт (95%) 30 мл, бромид калия 25 г,
серная кислота (d 1,84 г/мл) 30 мл.

В круглодонную колбу емкостью 250 мл вносят 30 мл концентрированной серной кислоты и быстро, при помешивании добавляют 30 мл этилового спирта. Смесь охлаждают до комнатной температуры и осторожно приливают к ней (при постоянном внешнем охлаждении) 20 мл ледяной воды, затем прибавляют 25 г тонкоизмельченного бромида калия.

Колбу с реакционной смесью присоединяют к длинному прямому холодильнику, соединенному с алонжем. Конец алонжа на 1–1,5 см опускают в смесь воды со льдом, налитую в колбу-приемник, который в свою очередь, охлаждают в бане со льдом. Реакционную смесь нагревают на песчаной или воздушной бане до тех пор, пока в приемник не перестанут поступать маслянистые капли, опускающиеся на дно. Если реакционная смесь в колбе начинается пениться, то на короткое время уменьшают нагревание. В процессе перегонки вода, налитая в приемник, может подниматься в алонж. В этом случае приемник опускают на столько, чтобы конец алонжа был лишь немного погружен в жидкость или можно повернуть аллонж в сторону.

По окончанию реакции содержимое приемника переливают в делительную воронку и отделяют бромэтан (нижний слой) в коническую колбу емкостью 100 мл. В колбу добавляют прокалённый хлорид кальция, охлаждают её водой со льдом (лучше снегом с солью) в течение 10 мин. Происходит высушивание. Бромэтан отделяют декантацией и перегоняют на водяной бане. Колбу-приемник охлаждают водой со льдом. Бромистый этил перегоняют в интервале температур 35–40°С, основная масса — при 38–39°С. Неочищенный бромэтан может быть окрашен примесью брома (побочного продукта) в желтоватый цвет. Выход бромэтана 20г.

Чистый бромэтан (этилбромид) — бесцветная жидкость со специфическим запахом, смешивается со спиртом, эфиром, хлороформом; имеет низкую температуру кипения, поэтому хранить его следует в темной склянке с притертой пробкой  или в запаянной ампуле. При хранении на свету желтеет вследствие разложения с выделением брома. Молекулярная масса 108,97; температура кипения 38,4°С; d4201,4555; nd201,4239.

Качественная реакция на присутствие галогена. Проба Бельштейна. Медную проволоку с загнутым в идее петельки концом прокаливают в пламени горелки для образования на поверхности слоя оксида меди (П).

По охлаждении конец проволоки смачивают бромистым этилом и вводят его в несветящееся пламя горелки. Сначала пламя становиться светящимся (сгорает углерод), а затем оно окрашивается в яркий сине-зеленый цвет (от испаряющихся бромидов меди). Эта реакция характерна для галогенопроизводных.

2.2. Сульфаниловая кислота

Реактивы. Анилин 9 мл, серная кислота (d 1,84 г/мл) 16 мл.

В круглодонную колбу вместимостью 50 мл вносят 9 мл анилина и небольшими порциями при встряхивании добавляют
16 мл концентрированной серной кислоты. Смесь сильно разогревается. Колбу закрепляют в штативе, погружают в неё термометр (ртутный шарик термометра должен быть полностью в жидкой смеси!). Термометр закрепляется в штативе отдельно. Нагревают колбу на воздушной бане в течение 2–2,5 час при
180°–190°С. Окончание реакции устанавливается по прекращению выделения водяных паров. В противном случае нагревание продолжают.

После окончания реакции смесь охлаждают до ~150°С и ещё горячую быстро выливают в стакан со 100 мл холодной воды. Выпадают кристаллы сульфаниловой кислоты. Смесь охлаждают в бане с ледяной водой, кристаллы отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают на фильтре небольшим количеством холодной воды.

Продукт очищают перекристаллизацией из воды. Кристаллы отфильтровывают, промывая небольшим количеством воды, и высушивают на воздухе. Получают 12 г продукта.

Сульфаниловая кислота — бесцветные блестящие кристаллы, температура разложения 280°С; умеренно растворима в этаноле, диэтиловом эфире, воде.

2.3. Нитробензол

Реактивы. Бензол 20 мл, серная кислота (d 1,84 г/мл) 26 мл, азотная кислота 20 мл.

! Работа выполняется в вытяжном шкафу.!

В коническую колбу вместимостью 250 мл, снабженную термометром, помещают 20 мл концентрированной азотной кислоты и при перемешивании прибавляют 26 мл концентрированной серной кислоты. Полученную нитрующую смесь охлаждают в бане с холодной водой до 25–30°С, закрывают пробкой с обратным воздушным холодильником и при энергичном перемешивании  прибавляют к ней  небольшими порциями 20 мл бензола. В процессе нитрования температура должна поддерживаться в интервале 50–60°С, что достигается регулированием скорости приливания бензола и охлаждением колбы  с реакционной смесью в бане с холодной водой.

После прибавления всего количества бензола колбу нагревают в течение 40–50 мин. на водяной бане при температуре бани 60°С, продолжая перемешивание. Затем смесь охлаждают до комнатной температуры и переносят в делительную воронку. Нижний, кислотный, слой сливают, а верхний слой, содержащий нитробензол, промывают водой. При этом может образоваться стойкая эмульсия. Для разрушения эмульсии добавляют 1–2 капли этанола. Нитробензол (нижний слой) отделяют, промывают 5%-м раствором гидроксида натрия и снова водой.

Промытый нитробензол высушивают  хлоридом кальция. Для этого после прибавления хлорида кальция колбу закрывают пробкой с небольшим обратным воздушным холодильником и нагревают на водяной бане до тех пор, пока жидкость не станет прозрачной. Высушенный нитробензол декантируют от хлорида кальция и перегоняют, собирая фракцию в интервале 207–211°С.