Въведение
В тази тема искам да представя два начина на получаване на оцетния анхидрид. Освен това има синтез на ацетилхлорид, който се използва като прекурсор в един от споменатите по-горе синтези. Първият начин на синтез на оцетния анхидрид се извършва от натриев ацетат и ацетилхлорид. Този метод има някои недостатъци: трябва да произведете ацетилхлорид (ако не можете да го купите); ацетилхлоридът е доста неприятно вещество със силна миризма и има токсични ефекти. От друга страна, този начин е лесен за прилагане, ако имате възможност да закупите ацетилхлорид. Вторият начин е с голям добив, но трябва да използвате дисулфуров дихлорид, който е доста екзотичен реактив. Но в тази тема може да намерите специално ръководство за производство на серен хлорид на място, което изисква апарат за производство на хлорен газ. Също така в края на темата можете да намерите видеоръководство за синтез на натриев ацетат (лесен за получаване от оцетна киселина и сода бикарбонат).
Външен вид: безцветна течност със силна миризма.
Точка на кипене: 139,8 °C/760 mm Hg;Външен вид: безцветна течност със силна миризма.
Точка на топене: -73,1 °C;
Молекулно тегло: 102,089 g/mol;
Плътност: 1,082 g/ml (20 °C);
Индекс на пречупване: 1,3901 при 20 °C/D.
Синтез на ацетилхлорид
Оборудване и стъклария.
- Колба с кръгло дъно с три гърла, 500 ml;
- Колба с кръгло дъно, 500 ml;
- Тръба за CaCl2;
- Капкова фуния, 50-100 ml;
- Водна баня;
- Колба Ерленмайер, 100 ml x2 (с капачка);
- Апарат за дестилация;
- Стойка за реторта и скоба за закрепване на апаратурата;
- Лабораторен термометър (от 0 °C до 100 °C) с адаптер за колба;
- Лабораторна везна (подходяща за 0,1 - 200 g);
- Измервателен цилиндър, 50-100 ml.
Реактиви.
- Фосфорен хлорид 5 (PCl5) 57 g;
- Ледена оцетна киселина 80 g;
- Диметилформамид 7 ml (изсушен над MgSO4).
В кръглодънна колба с три гърла от 500 ml, поставена на водна баня със студена вода, се поставя целият фосфорен хлорид (PCl5), след което се монтира обратен хладник с тръбичка от CaCl2, термометър и капкова фуния. В капковата фуния се налива 40 g ледена оцетна киселина. Започваме бавно да добавяме киселината. Реакцията протича бурно с отделяне на хлороводород (HCl). Смесваме втората порция оцетна киселина (40 g) с диметилформамид (DMF) в 100 ml колба на Ерленмайер. Разтворът на DMF в киселина се добавя бавно към реакционната смес чрез накапване през капкова фуния. След добавянето на цялата оцетна киселина (първа и втора част) реакционната маса се вари в продължение на 20 минути при 80 °С. След това реакционният съд се охлажда до стайна температура.
Реакционната маса се дестилира в апарат за фракционна дестилация на водна баня. Събира се фракцията, кипяща при 50-55 °C. Когато температурата на кипене се повиши над 55 °C, дестилацията трябва да приключи. Ацетилхлоридът атакува тапите и гумените запушалки. Добивът е 20 %.
Оцетен анхидрид от натриев ацетат и ацетилхлорид
Оборудване и стъклария.
- Колба с кръгло дъно с три гърла и обем 250 ml;
- Мантия или маслена баня;
- Епруветка с CaCl2;
- Капкова фуния, 50-100 ml;
- колба на Ерленмайер, 100 ml x2 (с капачка);
- Апарат за дестилация;
- Стойка за реторта и скоба за закрепване на апаратурата;
- Лабораторен термометър (от 0 °C до 100 °C) с адаптер за колба;
- Лабораторна везна (подходяща за 0,1 - 200 g);
- Измервателен цилиндър, 50-100 ml;
- Камъни за варене.
Реактиви.
- Натриев ацетат (NaOAc) 60 g;
- Ацетилхлорид 40 g (36 ml).
Трябва да се спазват предпазните мерки за изключване на влагата. В колба с кръгло дъно от 250 ml се поставят 60 g фино стрит на прах безводен натриев ацетат (*). Подреждат се на място кондензаторът, сухата приемна колба и сушилната тръба; не е необходимо приемникът да се охлажда. Проверява се дали всички връзки са здраво закрепени. Охлажда се реакционната колба във вана със студена вода и се добавят на капки, през капковата фуния, 40 g (36 ml) ацетилхлорид.
След приключване на добавянето отстранете водната баня и разклатете колбата, за да се получи добро смесване на реагентите. Проверете отново връзките за херметичност. Подсушете външната част на колбата с кърпа и я загрейте с мантия или маслена баня. Продължава се нагряването, докато дестилатът престане да се отделя, но твърдият остатък не се прегрява.
Към дестилата се добавят 4-6 g фино стрит на прах безводен натриев ацетат, за да реагира с малко количество ацетилхлорид, който може да присъства. Добавя се чип за кипене и се дестилира отново суровия оцетния анхидрид. Събира се продуктът от дестилацията при 138-141 °C в суха колба. Добивът е 30-40 g (57-77 %).
(*) Забележка: Търговският безводен натриев ацетат обикновено съдържа известно количество влага. За да се отстрани влагата, 70-80 g се разтопяват в касерола (в обикновена фурна или в микровълнова печка) и се разбъркват, докато не се отделя повече вода. Не прегрявайте! Охлажда се и бързо се стрива на прах. Съхранявайте в плътно затворен съд преди употреба.
Към дестилата се добавят 4-6 g фино стрит на прах безводен натриев ацетат, за да реагира с малко количество ацетилхлорид, който може да присъства. Добавя се чип за кипене и се дестилира отново суровия оцетния анхидрид. Събира се продуктът от дестилацията при 138-141 °C в суха колба. Добивът е 30-40 g (57-77 %).
(*) Забележка: Търговският безводен натриев ацетат обикновено съдържа известно количество влага. За да се отстрани влагата, 70-80 g се разтопяват в касерола (в обикновена фурна или в микровълнова печка) и се разбъркват, докато не се отделя повече вода. Не прегрявайте! Охлажда се и бързо се стрива на прах. Съхранявайте в плътно затворен съд преди употреба.
Оцетен анхидрид от натриев ацетат и дисулфуров дихлорид (S2Cl2)
Оборудване и стъклария.
- Колба с кръгло дъно с три гърла, 1000 ml;
- чаши 100 ml x2, 1 l x2;
- Стъклена пръчка;
- Водна баня;
- Нагревателна плоча;
- Апарат за дестилация;
- Стойка за реторта и скоба за закрепване на апаратурата;
- Лабораторен термометър (от 0 °C до 200 °C) с адаптер за колба;
- Лабораторна везна (подходяща за 0,1 - 500 g).
Реактиви.
- Натриев ацетат (NaOAc) 400 g;
- Дисулфурен дихлорид (S2Cl2) 260 g (или S2 и Cl2 газ);
- KMnO4 или K2Cr2O7 (няколко грама).
Пригответе 100 g прясно разтопен NaOAc и 65 g дисулфурен дихлорид (S2Cl2). Малко количество натриев ацетат (NaOAc) се поставя в пекарна, охладена в ледена баня. Към него се добавя малко серен дихлорид, сместа се разбърква енергично със стъклена пръчка, като не се позволява температурата да се повиши. След това отново се добавя малко NaOAc и процесът се повтаря няколко пъти, докато всичко се смеси. Полутечната маса се прехвърля в еднолитрова колба с кръгло дъно и три гърла. Предишната операция се повтаря 4 пъти, така че да се вземат общо 400 g NaOAc и 260 g S2Cl2.
След това колбата с кръгло дъно се оборудва с обратен хладник и внимателно се нагрява на водна баня до ~80-85 °C. Веднага щом реакцията започне, нагряването се прекратява, а в случай че реакцията стане твърде бурна, тя се охлажда със студена вода.
След 20-30 мин. отделянето на SO2 се прекратява и сместа се нагрява още 10 мин. на кипяща водна баня. След това реакционният продукт се дестилира под вакуум, след което се дестилира повторно при атмосферно налягане, като се събира фракцията, кипяща между 138-141 °C.
За по-нататъшно пречистване се дестилира с 2-3 % KMnO4 или K2Cr2O7 за разбиване на серни замърсители (тест за наличието им: 1 ml от дестилата след неутрализация с чист NH3 не трябва да дава тъмна утайка при третиране с Pb(AcO)2) Добивът е ~90 % на базата на S2Cl2.
За по-нататъшно пречистване се дестилира с 2-3 % KMnO4 или K2Cr2O7 за разбиване на серни замърсители (тест за наличието им: 1 ml от дестилата след неутрализация с чист NH3 не трябва да дава тъмна утайка при третиране с Pb(AcO)2) Добивът е ~90 % на базата на S2Cl2.
Друг начин за генериране на серен хлорид in situ
Смесват се бързо и добре 205-215 g пулверизиран фин натриев ацетат (NaOAc) и 10 g суха сяра на прах (S2), сместа бързо се прехвърля в широка 1-литрова колба с кръгло дъно и се навлажнява с 25 ml оцетна киселина. В колбата през гумената тапа се простират: 1) широка тръба за вливане на хлор; 2) горна бъркалка, която се уплътнява с парче гумена тръба, намазана с вазелин, и 3) изходяща тръба за освобождаване на излишния хлор (Cl2). Колбата се потапя в ледена баня. Първоначално хлорът се подава предпазливо, с често разбъркване или разклащане, като с течение на времето реакцията става все по-гореща и все по-течна, така че след известно време бъркалката може да се завърти с мотор. Потокът от хлор трябва да се регулира така, че почти целият да се абсорбира. Когато реакционната смес спре да се нагрява и Cl2 вече не се абсорбира, съдържанието на реакцията се дестилира във вакуум при температура на маслената баня ~150-180 °C, след което се дестилира отново при обикновено налягане, като се събира фракцията, кипяща между 138 и 141 °C. Добив ~90 %.
Синтез на натриев ацетат (NaOAc)
Last edited:
