background image

2013 

PREPARATYKA ORGANICZNA 

Wstęp 

 

Preparatyka  organiczna  polega  na  syntezie  związków  organicznych  (preparatów). 

Otrzymanie  preparatu  zazwyczaj  składa  się  z  dwóch  części:  syntezy  określonego  związku  i 

jego  oczyszczenia,  najczęściej  w  wyniku  krystalizacji.  Przed  przystąpieniem  do  wykonania 

preparatu należy dokładnie zapoznać się z odpowiednią instrukcją a także przypomnieć sobie 

dotychczas  poznane  w  laboratorium  chemii  organicznej  operacje  fizykochemiczne 

(ogrzewanie  substancji  pod  chłodnicą  zwrotną,  krystalizacja,  sączenie  pod  zmniejszonym 

ciśnieniem,  ekstrakcja,  destylacja,  odparowanie  rozpuszczalnika  pod  zmniejszonym 

ciśnieniem, suszenie ekstraktów itp.)  

 

Zsyntetyzowane  preparaty  należy  oddać  prowadzącemu  ćwiczenia  w  woreczkach 

foliowych lub fiolkach. Należy je podpisać imieniem i nazwiskiem oraz nazwą związku. 

 

W  sprawozdaniach z preparatyki

 

1. 

Podać w punktach kolejne przeprowadzone operacje chemiczne i fizykochemiczne. 

2. 

Narysować schematycznie aparaturę, w której wykonywało się reakcję i podpisać jej 

elementy. 

3. 

Podać zmierzone i literaturowe wartości fizykochemiczne otrzymanych związków. 

4. 

Napisać  równania  wykonanych  reakcji,  w  niektórych  przypadkach  (określonych  w 

instrukcji wykonania) wraz z ich mechanizmem. 

5. 

Na  podstawie  równania  reakcji  obliczyć,  z  jaką  wydajnością  otrzymano  daną 

substancję (wszystkie obliczenia zamieścić!!!). 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

2013 

 

1. Kwas benzoesowy 

CH

3

COOK

COOK

COOH

 2KMnO

4

+

+

2MnO

2

+

+

KOH

H

2

O

+

HCl

+

KCl

1)

2)

 

 

W  kolbie  kulistej  o  pojemności  500  cm

3

,  zaopatrzonej  w  chłodnicę  zwrotną, 

umieszcza  się  300  cm

3

  wody,  6,7  cm

3

  toluenu  oraz  ok.  10  g  manganianu  (VII)  potasu  i  po 

dodaniu  dużych  kamyczków  wrzennych  całość  ogrzewa  w  temperaturze  wrzenia 

mieszaniny reakcyjnej do momentu odbarwienia KMnO

4

. Następnie dodaje się następne 10 g 

manganianu  (VII)  potasu  i  ponownie  ogrzewa.  Łączny  czas  ogrzewania  nie  powinien 

przekroczyć 4 godzin. Po tym czasie reakcja jest zazwyczaj zakończona, a roztwór w kolbie 

powinien  się  odbarwić  (uwaga  1).  W  razie  konieczności  kontynuowania  ogrzewania 

mieszaniny  na  następnych  zajęciach,  przed  jego  rozpoczęciem  należy  koniecznie  dosypać 

nową porcję dużych kamyczków wrzennych, ponieważ  z czasem tracą swoje właściwości 

zapobiegające przegrzaniu cieczy. 

 

Po  ochłodzeniu  skoagulowany  brunatny  osad  tlenku  manganu  (IV)  odsącza  się  pod 

zmniejszonym ciśnieniem na lejku Büchnera i przemywa dwukrotnie porcjami po ok. 30 cm

3

 

gorącej wody. Osad odrzuca się a bezbarwny przesącz przelewa się do zlewki o poj. 500 cm

3

 i 

mieszając  bagietką  ostrożnie  zakwasza  (pod  wyciągiem!!!!)  przy  użyciu  ok.  30  cm

3

 

stężonego kwasu solnego (odczyn sprawdza się papierkiem wskaźnikowym). 

Wytrącony  osad  odsącza  się  pod  zmniejszonym  ciśnieniem  na  lejku  Büchnera, 

przemywa  zimną  wodą  i  oczyszcza  przez  krystalizację  z  wody,  otrzymując  czysty  kwas 

benzoesowy w postaci białych kryształów o temperaturze topnienia 120-122

o

C. 

 

Uwagi: 

1.  W  przypadku,  gdyby  roztwór  się    nie  odbarwił,  należy  dodać  kilka  cm

3

  nasyconego 

roztworu siarczanu (IV) sodu do całkowitego odbarwienia. 

 

 

 

background image

2013 

 

2. Kwas rycynolowy 

C

H

2

C

H

C

H

2

O

O

C

C

C

O

O

O

O

(CH

2

)

7

CH=CHCH

2

CH(OH)(CH

2

)

5

CH

3

(CH

2

)

7

CH=CHCH

2

CH(OH)(CH

2

)

5

CH

3

(CH

2

)

7

CH=CHCH

2

CH(OH)(CH

2

)

5

CH

3

CH

3

(CH

2

)

5

CH(OH)CH

2

CH=CH(CH

2

)

7

COOK

C

H

2

C

H

C

H

2

OH

OH

OH

CH

3

(CH

2

)

5

CH(OH)CH

2

CH=CH(CH

2

)

7

COOH

CH

3

(CH

2

)

5

CH(OH)CH

2

CH=CH(CH

2

)

7

COOK

H

2

SO

4

KOH

MeOH

+

1)

2)

 

 

 

W  kolbie  kulistej  o  pojemności  100  cm

3

  rozpuszcza  się  2  g  wodorotlenku  potasu  

w  20  cm

3

  alkoholu  metylowego  i  do  tak  otrzymanego  roztworu  dodaje  się  10  g  oleju 

rycynowego. Kolbę  z  mieszaniną  reakcyjną montuje  się  pod chłodnicą  zwrotną  i  ogrzewa  2 

godziny  w  koszu  elektrycznym  w  temperaturze  wrzenia.  Po  upływie  tego  czasu  zawartość 

kolby  wylewa  się  do  zlewki  o  pojemności  150  cm

3

  zawierającej  80  cm

3

  wody.  Do  drugiej 

zlewki  o  pojemności  50  cm

3

  zawierającej  7,5  cm

3

  wody  ostrożnie  wlewa  się  (pod 

wyciągiem!!!) 2 cm

3

 stężonego kwasu siarkowego (VI) i tak otrzymanym roztworem kwasu, 

mieszając bagietką, zakwasza mieszaninę produktów reakcji. 

 

Zawartość  zlewki  umieszcza  się  w  rozdzielaczu,  a  następnie  dodaje  około  20  cm

3

 

chlorku  metylenu  celem  wyekstrahowania  powstałego  kwasu  rycynolowego.  Warstwę 

organiczną zawierającą pożądany produkt zlewa się do kolby stożkowej o poj. 250 cm

3

, a  z 

pozostałej w rozdzielaczu warstwy wodnej ekstrahuje się resztki kwasu rycynolowego jeszcze 

dwiema  porcjami  po  20  cm

3

  chlorku  metylenu.  Połączone  ekstrakty  organiczne  suszy  się 

bezwodnym  siarczanem  (VI)  magnezu  lub  sodu,  a  następnie  przesącza  do  zważonej 

uprzednio kolbki okrągłodennej o poj. 100 cm

3

. Po odparowaniu rozpuszczalnika na wyparce 

próżniowej otrzymuje się kwas rycynolowy w postaci oleistej cieczy. 

W sprawozdaniu proszę podać mechanizm pierwszej reakcji.

 

 

 

 

 

 

background image

2013 

 

3.  Acetanilid 

 

NH

2

(CH

3

CO)

2

O

CH

3

COOH

NHCOCH

3

+

CH

3

COOH, Zn

+

 

 

W  kolbie  kulistej  o  pojemności  100  cm

3

,  zaopatrzonej  w  chłodnicę  zwrotną, 

umieszcza się 2 cm

3

 aniliny, 2 cm

3

 bezwodnika octowego, 4 cm

3

 lodowatego kwasu octowego 

(uwaga  1)  (bezwodnik  octowy,  anilinę  i  lodowaty  kwas  octowy  dodajemy  

pod  wyciągiem  !!!)  i  za pomocą  szpatułki szczyptę  pyłu  cynkowego  (uwaga 2).  Zawartość 

kolby ogrzewa się 30 min. w temperaturze wrzenia mieszaniny reakcyjnej, a następnie  (pod 

wyciągiem!!!)  gorącą  ciecz  wlewa  się  cienkim  strumieniem,  mieszając  bagietką,  do  zlewki 

zawierającej 30 cm

3

 wody. 

Po oziębieniu (uwaga 3) wytrąca się osad, który należy odsączyć pod zmniejszonym 

ciśnieniem  na  lejku  Büchnera,  przemywając  niewielką  ilością  zimnej  wody.  Następnie 

surowy produkt należy oczyścić przez krystalizację z mieszaniny złożonej z  wody i alkoholu 

etylowego w stosunku 2:1. Otrzymuje się acetanilid o temp. topnienia 113

o

C. 

W sprawozdaniu proszę podać mechanizm reakcji. 

 

Uwagi: 

1.  Lodowatego kwasu octowego nie szukamy w lodówce! Jest to stężony kwas octowy. 

2.  Cynk  redukuje  barwne  zanieczyszczenia  aniliny  i  zapobiega  jej  utlenianiu  podczas 

reakcji,  dodajemy  tzw.  ilość  katalityczną  czyli  jedną  porcję  mieszczącą  się  na 

szpatułce. 

3.  Korzystne jest oziębienie w lodzie. 

 

 

 

 

 

background image

2013 

 

4. Bezwodnik kwasu bursztynowego 

OH

OH

O

O

O

O

O

+

+

(CH

3

CO)

2

O

2CH

3

COOH

 

W  kolbie  kulistej  o  pojemności  100  cm

3

,  zaopatrzonej  w  chłodnicę  zwrotną 

zabezpieczoną przed dostępem wilgoci rurką z chlorkiem wapnia, umieszcza się 3 g kwasu 

bursztynowego,  5  cm

3

  bezwodnika  kwasu  octowego  (bezwodnik  dodajemy  pod 

wyciągiem!!!)  oraz  kamyczki  wrzenne.  Mieszaninę  ogrzewa  się  za  pomocą  kosza 

grzejnego  do  łagodnego  wrzenia,  wstrząsając  co  pewien  czas  kolbą,  aż  do  uzyskania 

klarownego  roztworu.  Ogrzewanie  kontynuuje  się  przez  kolejną  godzinę.  Po  upływie  tego 

czasu  mieszaninę  reakcyjną  pozostawia  się  do  ostygnięcia  w  temperaturze  pokojowej,  a 

następnie chłodzi się ją w lodzie. 

Wytrącone  kryształy  bezwodnika  kwasu  bursztynowego  odsącza  się  na  lejku 

Büchnera  pod  zmniejszonym  ciśnieniem,  przemywa  eterem  dietylowym  i  suszy  w 

temperaturze  pokojowej.  Czysty  bezwodnik  kwasu  bursztynowego  ma  temperaturę 

topnienia 119÷120°C. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

2013 

 

5. Oranż β-naftolowy

 

 

SO

3

H

N

H

2

Na

2

CO

3

NaHCO

3

SO

3

N

H

2

Na

+

-

+

+

1)

 

 

SO

3

N

H

2

NaNO

2

NaCl

Na

SO

3

N

2

Na

Cl

+

+

2 HCl

0-5 

o

C

+

+

2 H

2

O

+

2)

+

+

_

_

_

 

 

SO

3

N

2

Na

Cl

SO

3

N

N

OH

Na

OH

NaOH

+

+

3)

_

_

+

+

_

 

W kolbie stożkowej o pojemności 100 cm

3

 umieszcza się 2,2 g kwasu sulfanilowego, 

0,7  g  węglanu  sodu  oraz  25  cm

3

  wody  i  ogrzewa  w  koszu  elektrycznym  aż  do  otrzymania 

przezroczystego  roztworu.  Mieszaninę chłodzi  się  bieżącą  wodą  do temperatury  ok.  15  ˚C  i 

dodaje  1  g  azotanu  (III)  sodu  w  2,5  cm

3

  wody.  Otrzymany  roztwór  (pod  wyciągiem!!!

wlewa się powoli, mieszając bagietką, do zlewki o pojemności 150 cm

3

 zawierającej 2,3 cm

3

 

stężonego  kwasu  solnego  i  15  g  drobno  pokruszonego  lodu.  Po  15  min.  sprawdza  się 

obecność  wolnego  kwasu  azotowego  (III)  papierkiem  jodoskrobiowym  (uwaga  1).  Wkrótce 

zaczynają wypadać drobne kryształy sulfonianu benzenodiazoniowego. 

 

W  zlewce  o  pojemności  250  cm

3

  rozpuszcza  się  1,8  g  czystego  β-naftolu    poprzez 

delikatne ogrzewanie w koszu grzejnym w 10 cm

3

 10 % zasady sodowej. Następnie roztwór 

oziębia  się  w  lodzie  do  temperatury  0-5  ˚C  i  mieszając  bagietką  stopniowo  dodaje  dobrze 

rozmieszaną  zawiesinę  sulfonianu  benzenodiazoniowego  (tak  aby  temperatura  nie  wzrosła 

powyżej  5  ˚C).  Sprzęganie  zachodzi  szybko  i  barwnik  wydziela  się  w  postaci  krystalicznej 

pasty. Zawartość zlewki miesza się jeszcze przez 10 minut. Do otrzymanej pasty dodaje się 

30 cm

3

 nasyconego roztworu NaCl i ogrzewa w koszu elektrycznym do rozpuszczenia osadu. 

Następnie,  w  celu  zmniejszenia  rozpuszczalności  produktu,  dodaje  się  5 g  NaCl  i ponownie 

ogrzewa do rozpuszczenia osadu. Roztwór chłodzi się pod bieżącą wodą a następnie w misce 

background image

2013 

z lodem celem zakończenia krystalizacji. Produkt odsącza się pod zmniejszonym ciśnieniem 

na lejku Büchnera. 

W sprawozdaniu proszę podać mechanizmy reakcji 2 i 3.

 

 

Uwagi:  

 

1. 

Roztwór  w  czasie  badania  powinien  mieć  odczyn  kwaśny  (sprawdzić  papierkiem 

uniwersalnym). Próbę wykonuje się następująco: kroplę roztworu [po upływie 2-3 min 

od dodania ostatniej porcji azotanu (III) sodu] umieszcza się na szkiełku zegarkowym, 

rozcieńcza kilkoma kroplami wody i kroplę płynu przenosi bagietką na zwilżony wodą 

papierek  jodoskrobiowy.  W  przypadku  nadmiaru  jonów  azotanowych  (III)  zachodzi 

reakcja: 

2 NO

2

-

  + 2I

-

 + 4H

+

 → I

2

 + 2NO + 2H

2

Powstający  I

2

  ze  skrobią  daje  szaroniebieskie  zabarwienie  wskazujące  na  koniec 

 

reakcji diazowania. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

2013 

 

6. Żółcień alizarynowa 

NH

2

NO

2

NaNO

2

NO

2

N

2

NaCl

Cl

NO

2

N

2

Cl

ONa

COONa

N N

ONa

O

2

N

COONa

+

+

2 HCl

0-5 

o

C

+

+

2 H

2

O

+

+

+

+

HCl

1)

2)

+

+

+

+

_

_

_

_

_

_

 

W zlewce o pojemności 250 cm

3

 umieszcza się roztwór 1,7 g m-nitroaniliny w 5.5 cm

3

 

stężonego kwasu solnego (dodanego pod wyciągiem!!!!) i 25 cm

wody. Roztwór ten chłodzi 

się  w  misce  z    drobno  pokruszonym  lodem  do  temperatury  0-5  ˚C  i  mieszając  bagietką 

wkrapla 2 cm

wodnego roztworu zawierającego 0,4 g azotanu (III) sodu, aż do zakończenia 

reakcji  (próba  z  papierkiem  jodoskrobiowym  –  uwaga  1).  Następnie  do  otrzymanego 

roztworu wprowadza się mieszaninę 1,7 g kwasu salicylowego oraz 5 g węglanu sodu w 25 

cm

3

  wody.  W  czasie  reakcji  wypada  żółty  osad,  który  odsącza  się  pod  zmniejszonym 

ciśnieniem  na  lejku  Büchnera,  przemywa  wodą  i  suszy.  Otrzymuje  się  preparat  w  postaci 

ż

ółtego proszku. 

W sprawozdaniu podać napisać mechanizmy obu reakcji. 

 

Uwagi:  

1. 

Roztwór  w  czasie  badania  powinien  mieć  odczyn  kwaśny  (sprawdzić  papierkiem 

uniwersalnym). Próbę wykonuje się następująco: kroplę roztworu [po upływie 2-3 min 

od dodania ostatniej porcji azotanu (III) sodu] umieszcza się na szkiełku zegarkowym, 

rozcieńcza kilkoma kroplami wody i kroplę płynu przenosi bagietką na zwilżony wodą 

papierek  jodoskrobiowy.  W  przypadku  nadmiaru  jonów  azotanowych  (III)  zachodzi 

reakcja: 

2 NO

2

-

  + 2I

-

 + 4H

+

 → I

2

 + 2NO + 2H

2

 

Powstający  I

2

  ze  skrobią  daje  szaroniebieskie  zabarwienie  wskazujące  na  koniec 

reakcji diazowania. 

 

background image

2013 

  

7. Sudan I 

NH

2

N

OH

N

N

O

H

Cl

N Cl

NaNO

2

2 HCl

2

2 H

2

O

NaCl

NaCl

2

1)

2)

_

_

+

+

+

+

+

+

+

+

 

 

W zlewce o pojemności 100 cm

3

 umieszcza się 2 cm

3

 aniliny, 20 g potłuczonego lodu 

i  mieszając  bagietką  dodaje  się  6,4  cm

3

  stężonego  kwasu  solnego    (pod  wyciągiem!!!). 

Wydziela  się  krystaliczny  osad  chlorowodorku  aniliny.  Następnie  zlewkę  umieszcza  się  w 

łaźni lodowej (lód z dodatkiem NaCl) i gdy temperatura opadnie do 0÷5

o

C, powoli wkrapla 4 

cm

3

  roztworu  wodnego  zawierającego  1,6  g  azotanu  (III)  sodu,  utrzymując  temperaturę 

poniżej  5

o

C.  Zakończenie reakcji  diazowania  należy  sprawdzić  papierkiem jodoskrobiowym 

(uwaga 1). 

W drugiej zlewce o pojemności 100 cm

3

 umieszcza się 3,12 g β-naftolu oraz

 

14 cm

3

 

10% roztworu wodorotlenku sodu, miesza bagietką do uzyskania klarownego roztworu (około 

10  min.)  i  dodaje  15  g  potłuczonego  lodu.  Do  otrzymanej  mieszaniny  reakcyjnej,  przy 

ciągłym  mieszaniu,  dodaje  się  małymi  porcjami  roztwór  soli  diazoniowej  (szybkość 

dodawania  należy  tak  regulować,  żeby  temperatura nie  przekroczyła  10

o

C).  Po  dodaniu soli 

diazoniowej  mieszaninę  pozostawia  się  na  15  min  w  temperaturze  7÷10

o

C,  co  pewien  czas 

mieszając (uwaga 2). Wydzielony czerwony osad odsącza się pod zmniejszonym ciśnieniem 

na lejku Büchnera, przemywa 10 cm

lodowatej wody i pozostawia do wysuszenia. Otrzymuje 

się produkt o temperaturze topnienia 133÷134

o

C. 

 

W sprawozdaniu proszę zamieścić mechanizmy obu reakcji. 

 

Uwagi:  

1. 

Roztwór  w  czasie  badania  powinien  mieć  odczyn  kwaśny  (sprawdzić  papierkiem 

uniwersalnym). Próbę wykonuje się następująco: kroplę roztworu [po upływie 2-3 min 

background image

2013 

od dodania ostatniej porcji azotanu (III) sodu] umieszcza się na szkiełku zegarkowym, 

rozcieńcza kilkoma kroplami wody i kroplę płynu przenosi bagietką na zwilżony wodą 

papierek  jodoskrobiowy.  W  przypadku  nadmiaru  jonów  azotanowych  (III)  zachodzi 

reakcja: 

2 NO

2

-

  + 2I

-

 + 4H

+

 → I

2

 + 2NO + 2H

2

 

Powstający  I

2

  ze  skrobią  daje  szaroniebieskie  zabarwienie  wskazujące  na  koniec 

reakcji diazowania. 

 2. 

Gdy temperatura wzrasta, należy mieszaninę schłodzić w wodzie z lodem. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

2013 

8. Oksym benzofenonu 

 

O

N

OH

NH

2

OH 

.

 HCl + NaOH

+

NH

2

OH + NaCl + H

2

O

NH

2

OH

H

+

1)

2)

 

 

W  kolbie  kulistej  o  pojemności  100  cm

3

  umieszcza  się  5  g  benzofenonu,  

3 g chlorowodorku hydroksyloaminy, 10 cm

3

 95% alkoholu etylowego, 2 cm

3

 wody, po czym 

wstrząsając  kolbą (uwaga 1)  wprowadza  się  porcjami 5,6  g  wodorotlenku sodu. Po  dodaniu 

całej  ilości  wodorotlenku  sodu  kolbę  zaopatruje się  w  chłodnicę  zwrotną  i  ogrzewa  przez  5 

min.  w  temperaturze  wrzenia  mieszaniny  reakcyjnej.  Zawartość  kolby  chłodzi  się  i  wylewa 

(pod  wyciągiem!!!)    do  zlewki  zawierającej  roztwór  15  cm

3

  stężonego  kwasu  solnego  

w 100 cm

3

 wody. 

 

Wydzielony  osad  odsącza  się  pod  zmniejszonym  ciśnieniem  na  lejku  Büchnera,  

przemywa kilkukrotnie wodą celem wymycia resztek kwasu solnego z osadu i pozostawia do 

następnych  ćwiczeń  (uwaga  2).  Następnie  otrzymany  surowy  preparat  oczyszcza  się  przez 

krystalizację z etanolu otrzymując produkt o temp. topnienia 142÷143

o

C . 

W sprawozdaniu proszę podać mechanizm reakcji.

 

 

Uwagi: 

 

1.

 

Jeżeli reakcja przebiega gwałtownie, kolbę chłodzi się bieżącą wodą. 

2.

 

Do  czasu  krystalizacji  oksym  benzofenonu  należy  przechowywać  w  zamrażarce  

 

w foliowym woreczku, ponieważ pod wpływem tlenu i śladowych ilości wilgoci ulega 

 

rozkładowi. 

 

 

 

 

 

 

background image

2013 

9. Kwas acetylosalicylowy (aspiryna) 

 

OH

COOH

OCOCH

3

COOH

(CH

3

CO)

2

O

CH

3

COOH

+

H

2

SO

4

+

 

 

Do  kolby  kulistej  o  pojemności  100  cm

3

  wprowadza  się  3.5  g  bezwodnego  kwasu 

salicylowego,  10  cm

3

  bezwodnika  kwasu  octowego  (pod  wyciągiem!!!!)  i  dodaje  5  kropli 

stężonego  kwasu  siarkowego  (VI)  (również  pod  wyciągiem!!!!).  Zawartość  kolby  ogrzewa 

się  łagodnie  w  koszu  elektrycznym  pod  chłodnicą  zwrotną,  ustawiając  regulator  mocy  na 

możliwie  najniższą  wartość  i  co  pewien  czas  wstrząsając  kolbą  (aby  zapobiec  przywieraniu 

osadu  do  dna  kolby).  Ogrzewanie  prowadzi  się  tylko  do  momentu  rozpuszczenia  osadu

Mieszaninę  reakcyjną  pozostawia  się  do  ochłodzenia,  po  czym  zawartość  kolby  wylewa  się 

do  zlewki  zawierającej  50  cm

3

  wody,  dokładnie  miesza  bagietką  i  odsącza  wytrącony  osad 

pod zmniejszonym ciśnieniem na lejku Büchnera. 

 

Surowy  produkt  rozpuszcza  się  w  kolbie  kulistej  o  poj.  100  cm

3

  pod  chłodnicą 

zwrotną  w  ok.  10  cm

3

  alkoholu  etylowego,  wylewa  do  zlewki  zawierającej  25  cm

3

  gorącej 

wody  i  pozostawia  do  krystalizacji.  Otrzymuje  się  krystaliczny  kwas  acetylosalicylowy  w 

postaci igieł o temp. topnienia 134 – 135

o

C.  

W sprawozdaniu proszę podać mechanizm reakcji.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

2013 

10. β-Pentaacetyloglukoza 

 

O

O

H

O

H

OH

OH

HOH

2

C

O

AcO

AcO

OAc

OAc

CH

2

OAc

+

5 CH

3

COOH

+

5 Ac

2

O

 

W  moździerzu  porcelanowym  rozciera  się  dokładnie  3  g  bezwodnej  glukozy  z  2  g 

bezwodnego octanu sodu do uzyskania drobnego proszku. Mieszaninę wprowadza się do 

kolby  kulistej  o  pojemności  100  cm

3

  i  dodaje  15cm

bezwodnika  octowego  (pod 

wyciągiem!!!).  Zawartość  kolby  ogrzewa  się  łagodnie  w  koszu  elektrycznym  pod 

chłodnicą zwrotną, ustawiając regulator mocy na możliwie najniższą wartość i co pewien 

czas  wstrząsając  kolbą.  Ogrzewanie  prowadzi  się  tylko  do  momentu  rozpuszczenia 

osadu  (brunatno-brązowa  barwa  roztworu  świadczy  o  jego  przegrzaniu  i    karmelizacji 

glukozy - wówczas reakcję należy powtórzyć). Następnie mieszaninę wylewa się cienkim 

strumieniem,  jednocześnie  mieszając  bagietką,  do  zlewki  zawierającej  125  cm

wody  

(pod  wyciągiem  !!!).  Wytrącony  osad  rozdrabnia  się  i  odsącza  pod  zmniejszonym 

ciśnieniem  na  lejku  Büchnera.  Osad  przemywa  się  kilkakrotnie  wodą,  po  czym 

krystalizuje  z  alkoholu  metylowego.  W  ten  sposób  otrzymuje  się  ester  o  temperaturze 

topnienia 131÷132

o

C. 

 

W sprawozdaniu proszę podać również mechanizm reakcji.

 

background image

2013 

11.

 

N

-Glukozylo-p-nitroanilina 

 

O

O

H

O

H

OH

OH

HOH

2

C

NH

2

NO

2

N

H

NO

2

O

O

H

O

H

OH

CH

2

OH

H

2

O

+

+

 

W  kolbie  kulistej  o  pojemności  100  cm

3

  umieszcza  się  0,5  g  p-nitroaniliny,  

0,6 g bezwodnej glukozy, 12 cm

3

 alkoholu metylowego i dodaje się 1 kroplę stężonego kwasu 

solnego  (pod  wyciągiem!!!)  Zawartość  kolby  ogrzewa  się  łagodnie  w  koszu  elektrycznym 

pod chłodnicą zwrotną, ustawiając regulator mocy na możliwie najniższą wartość i co pewien 

czas  wstrząsając  kolbą.  Ogrzewanie  prowadzi  się  do  momentu  rozpuszczenia  osadu  (zbyt 

mocne  ogrzewanie  glukozy  powoduje  jej  karmelizację  –  widoczna  jest  brunatno-brązowa 

barwa; wówczas reakcję należy powtórzyć). Następnie zawartość kolby ochładza się, odsącza 

wydzielony 

osad 

na 

lejku 

Büchnera 

pod 

zmniejszonym 

ciśnieniem  

i przemywa 5 cm

3

 eteru dietylowego. 

 

W  celu  oczyszczenia  stosuje się  krystalizację  z alkoholu metylowego.  Otrzymuje się 

N

-glukozylo-p-nitroanilinę w postaci jasnożółtych igieł o temperaturze topnienia 183÷184

o

C. 

background image

2013 

12.

 

Mrówczan etylu 

 

C

H

OH

O

C

2

H

5

OH

CaCl

2

C

H

OC

2

H

5

O

+

+

H

2

O

 

 

Mieszaninę 28 cm

3

 96 % alkoholu etylowego, 22 cm

3

 80 % kwasu mrówkowego oraz 

6 g chlorku wapnia wprowadza się do kolby kulistej o pojemności 250 cm

3

, montuje zestaw 

do destylacji frakcyjnej i ogrzewa kolbę w koszu elektrycznym. Po upływie krótkiego czasu 

ester  zaczyna  destylować.  Intensywność  ogrzewania  należy  tak  regulować,  aby  zapewnić 

równomierne wrzenie cieczy. Mrówczan etylu zbiera się w temperaturze 53-55 ˚C. 

 

 

  

Surowy  mrówczan  można  oczyścić  przez  destylację  znad  4  g  bezwodnego  węglanu 

potasu,  zbierając  frakcję  wrzącą  w  temperaturze  53-54  ˚C.  Do  tego  celu  należy  użyć  

zminiaturyzowanego zestawu do destylacji prostej. 

 

  

W sprawozdaniu proszę napisać mechanizm reakcji. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

2013 

13. Pochodne chalkonu  ((E)-1,3-difenyloprop-2-en-1-onu)  

 

O

R

O

H

R

R

O

R

1

+

2

1

2

KOH

T

 

 

 

Do kolby kulistej o pojemności 250 cm

3

 należy odważyć  3,5 g KOH (Uwaga silnie 

żrący!! Wykonać w okularach ochronnych!

) następnie dodać 40 cm

3

 metanolu i ostrożnie 

mieszać, aż roztwór będzie klarowny, a KOH rozpuści się. Ostrożnie, po ściance kolby wlać 

1-2  cm

3

  wody  destylowanej  oraz  dodać  2  g  pochodnej  acetofenonu.  Zawartość  delikatnie 

zamieszać  aż  do  rozpuszczenia  substratu  (barwa  roztworu  może  ulec  zmianie).  Następnie 

dodać 1,6 g aldehydu benzoesowego (lub aldehydu benzoesowego zawierającego dodatkowy 

podstawnik (podstawniki) w pierścieniu aromatycznym) i ponownie zmieszać roztwór. Do tak 

przygotowanej  mieszaniny  należy  dodać  kamyczki  wrzenne  i  ogrzewać  ją  pod  chłodnicą 

zwrotną  w  temperaturze  wrzenia  mieszaniny  reakcyjnej.  Podczas  reakcji  kolor  mieszaniny 

może ulec zmianie, możliwe jest także pojawienie się osadu. Ogrzewanie należy przerwać po 

1,5 godzinie.  

Po ostygnięciu (można schłodzić kolbę pod strumieniem zimnej wody wodociągowej) 

mieszaninę reakcyjną  wlać do uprzednio przygotowanej zlewki zawierającej  80 cm

3

 1M HCl  

50  cm

3

  wody  destylowanej  i  ok.  50 g lodu  (uwaga  1).  Zawartość  zlewki  mieszać  delikatnie 

bagietką  przez  2-3  min.  aż  do  wytrącenia  się  osadu,  który  sączymy  pod  zmniejszonym 

ciśnieniem na lejku Büchnera, przemywając go 30-40 cm

3

 wody. W przypadku braku osadu, 

zlewkę  pozostawiamy  do  następnych  ćwiczeń,  aby  umożliwić  powolne  wytrącenie  się 

produktu.  Jeżeli  produkt  reakcji  nie  wytrąci  się  do  następnych  ćwiczeń  należy  mieszaninę 

przenieść  do  rozdzielacza  i  ekstrahować  dwukrotnie  porcjami  po  ok.  50  cm

3

  chlorku 

metylenu.  Zebrane  ekstrakty  połączyć  i  osuszyć  bezwodnym  siarczanem  magnezu  i 

odparować na wyparce rotacyjnej.  

W  każdym  przypadku  surowy  produkt  należy  krystalizować  z  96%-owego  alkoholu 

etylowego.  Czysty  produkt  na  lejku  Büchnera  należy  przemyć  2  porcjami  po  10  cm

3

 

schłodzonego 96%-owego alkoholu etylowego (otrzymanego w pokoju przygotowawczym).  

 

 

 

background image

2013 

 

Uwagi: 

1.

 

Częstym powodem niewytrącania się produktu jest niedostateczne schłodzenie 

mieszaniny  przed  dodaniem  do  zlewki  i/lub  niedostateczne  ochłodzenie 

zawartości zlewki przed dodaniem mieszaniny. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

2013 

14. Alkohol benzylowy i kwas benzoesowy 

 

CHO

CHO

COOK

CH

2

OH

COOK

COOH

+

KOH

+

+

HCl

+

KCl

1)

2)

 

W  zlewce  o  pojemności  100  cm

3

  odważyć  10  g  potłuczonego  lodu.  W  kolbce 

stożkowej o pojemności 250 cm

3

 umieścić 10 g stałego wodorotlenku potasu i dodać do niego 

odważony  lód.  Po  rozpuszczeniu  wodorotlenku  dodać  do  niego  pipetą  15  cm

3

  aldehydu 

benzoesowego. Otrzymaną mieszaninę należy chłodzić w strumieniu zimnej wody i wytrząsać 

około 10 minut aż do otrzymania trwałej białej zawiesiny. Kolbkę stożkową należy szczelnie 

zamknąć  za  pomocą  parafinowanej  folii  i  pozostawić  do  następnych  ćwiczeń.  Następnie  do 

kolbki dodać około 50 cm

3

 wody i otrzymany roztwór przenieść do rozdzielacza, a następnie 

kolbkę  stożkową  przepłukać  15  cm

3

  eteru  dietylowego  i  również  wlać  do  rozdzielacza. 

Zawartość  rozdzielacza  wstrząsa  się  celem  wyekstrahowania  alkoholu  benzylowego  eterem. 

Następnie pozostawić do rozdzielenia się dwóch, niemieszających się ze sobą warstw: dolnej 

(wodnej), w której znajduje się benzoesan potasu oraz górnej (eterowej) zawierającej alkohol 

benzylowy. 

Warstwę wodną należy należy zlać do jednej kolbki stożkowej na 100 cm

3

, a warstwę 

eterową do drugiej. Następnie warstwę wodną wlać ponownie do rozdzielacza i ekstrahować 

jeszcze  dwukrotnie  porcjami  po  15  cm

3

  eteru,  aby  dokładnie  wyekstrahować  pozostałości 

alkoholu  benzylowego.  Warstwy  organiczne  połączyć  ze  sobą.  Warstwy  wodnej  nie 

wylewać,  zachować  do  dalszej  przeróbki  !!!  (patrz    akapit  "Uzyskanie  kwasu 

benzoesowego z zachowanej warstwy wodnej"). 

 

Uzyskanie alkoholu benzylowego z warstwy eterowej 

Wszystkie 

połączone  warstwy 

eterowe 

(ok. 

45 

cm

3

należy 

umieścić  

w czystym rozdzielaczu, dodać 5 cm

3

 40-procentowego roztworu wodorosiarczanu (IV) sodu 

w celu usunięcia resztek nieprzereagowanego aldehydu i wytrząsać. Warstwę wodną zlać do 

zlewu  a  pozostałą  w  rozdzielaczu  warstwę  eterową  przemyć  wodorowęglanem  sodu  (5  cm

3

 

10-procentowego  roztworu)  celem  usunięcia  resztek  wodorosiarczanu  (IV)  sodu.  Warstwę 

background image

2013 

wodną  zlać  do  zlewu,  a  warstwę  eterową  przemyć  dwukrotnie  wodą  (po  5  cm

3

).  Tak 

oczyszczoną  warstwę  eterową  przenieść  do  suchej  kolbki  stożkowej  na  100  cm

3

  i  dodać 

bezwodnego  siarczanu  (VI)  magnezu,  który  osuszy  roztwór  eterowy.  Po  kilku  minutach 

ekstrakt  eterowy  przesączyć  przez  karbowany  sączek  bibułowy  do  zważonej  uprzednio 

kolbki okrągłodennej o poj. 100 cm

3

 i odparować eter na wyparce próżniowej. Określić masę 

otrzymanego produktu. 

 

Uzyskanie kwasu benzoesowego z zachowanej warstwy wodnej.  

UWAGA!! Reakcję wytrącania kwasu benzoesowego wykonać pod wyciągiem!!!!  

Pozostawiony po ekstrakcji eterem roztwór wodny wylewa się, mieszając bagietką do 

zlewki na 250 cm

3

 zawierającej 35 g drobno pokruszonego lodu oraz 40 cm

3

 stężonego kwasu 

solnego.  Wytrącony  osad  kwasu  benzoesowego  po  około  10  minutach  odsącza  się  pod 

zmniejszonym  ciśnieniem  na  lejku  Büchnera,  przemywa  niewielką  ilością  zimnej  wody  i 

oczyszcza  przez  kystaliazację  z  wody.  Otrzymuje  się  kryształy  kwasu  benzoesowego  o 

temperaturze topnienia 120-122 

o

C.  

 

 

W sprawozdaniu proszę podać mechanizm pierwszej reakcji. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

2013 

15. Izolowanie limonenu 

 

Limonen należy do grupy cyklicznych monoterpenów. Jego enancjomer prawoskrętny, 

(+)-(R)-limonen jest głównym składnikiem olejku pomarańczowego (ponad 80%), występuje 

ponadto  w  olejku  cytrynowym  i  kminkowym.  (-)-(S)-Limonen  jest  składnikiem  olejku 

sosnowego, jodłowego i miętowego. 

(+)-(R)-limonen

 

Rozdrobnione uprzednio skórki z 2 pomarańczy lub 1 grejpfruta (przyniesione przez 

osobę  wykonującą  ćwiczenie)  umieszcza  się  w  kolbie  z  długą  szyją  o  pojemności  500  cm

3

dodaje 150 cm

3

 wody, łączy z nasadką wyposażoną w barbotkę i przeprowadza destylację z 

parą wodną (patrz rozdział 2.3). Po uzyskaniu około 150 cm

3

 destylatu ekstrahuje się go w 

rozdzielaczu  (poj.  250  cm

3

)  trzykrotnie  porcjami  chlorku  metylenu  (po  15  cm

3

  każda). 

Połączone ekstrakty organiczne suszy się bezwodnym siarczanem (VI) magnezu. Po upływie 

5  minut  ekstrakt  sączy  się  przez  karbowany  sączek  do  zważonej  uprzednio  kolby 

okrągłodennej o pojemności 100 cm

3

. Po odparowaniu rozpuszczalnika na wyparce obrotowej 

uzyskuje  się  limonen  w  postacie  cieczy  o  intensywnym,  charakterystycznym  zapachu. 

Zważyć  kolbę  po  odparowaniu  rozpuszczalnika  i  podać  masę  otrzymanego  produktu.  Za 

pomocą  małych  porcji  CH

2

Cl

2

  przenieść  produkt  do  podpisanej  fiolki  i  pozostawić  do 

odparowania rozpuszczalnika. W takiej formie preparat można oddać prowadzącemu.