Sissejuhatus
Selles teemas tahan esitada kahel viisil äädikhappeanhüdriidi. Lisaks on olemas atsetüülkloriidi süntees, mida kasutatakse lähteainena ühes eespool nimetatud sünteesis. Esimene viis äädikhappeanhüdriidi sünteesi teostada naatriumatsetaadist ja atsetüülkloriidist. Sellel meetodil on mõned puudused: atsetüülkloriidi tuleb ise toota (kui seda ei saa osta); atsetüülkloriid on üsna ebameeldiv aine, millel on tugev lõhn ja mürgine toime. Teisest küljest on seda viisi lihtne rakendada juhul, kui teil on võimalus atsetüülkloriidi osta. Teine viis on suure saagisega, kuid selleks tuleb kasutada disulfiiddikloriidi, mis on üsna eksootiline reagent. Kuid selles teemas võite leida spetsiaalse juhendi väävelkloriidi in situ tootmiseks, mis nõuab kloorigaasi tootmiseks mõeldud aparaati. Samuti leiate teema lõpust videojuhendi naatriumatsetaadi sünteesi kohta (lihtne saada äädikhappest ja pagarisoodast).
Välimus: värvitu, tugeva lõhnaga vedelik.
Keemistemperatuur: 139,8 °C/760 mm Hg;Välimus: värvitu, tugeva lõhnaga vedelik.
Sulamistemperatuur: -73,1 °C;
Molekulmass: 102,089 g/mol;
Tihedus: 1,082 g/ml (20 °C);
Murdumisnäitaja: 1,3901 temperatuuril 20 °C/D.
Atsetüülkloriidi süntees
Seadmed ja klaastooted.
- Kolmekandiline ümarpõhjaline kolb, 500 ml;
- Ümarpõhjaline kolb, 500 ml;
- CaCl2-toru;
- Tilgutuslehtri, 50-100 ml;
- Veevann;
- Erlenmeyeri kolb, 100 ml x2 (koos korgiga);
- Destillatsiooniseadmed;
- Retordialus ja klamber seadme kinnitamiseks;
- Laboratooriumitermomeeter (0 °C kuni 100 °C) koos kolviadapteriga;
- laborikaal (sobib 0,1-200 g);
- Mõõtesilinder, 50-100 ml.
Reaktiivid.
- Fosforkloriid 5 (PCl5) 57 g;
- jäääädikhape 80 g;
- Dimetüülformamiid 7 ml (kuivatatud MgSO4 peal).
Ümarpõhjalisse kolmekaelasesse 500 ml kolbi, mis pannakse veevanni külma veega, pannakse kogu fosforkloriid (PCl5), seejärel paigaldatakse tagasivoolukondensaator koos CaCl2-toruga, termomeeter ja tilgutuslehtri. Tilgub jäääädikhapet 40 g tilgutuslehtrisse. Hakkame hapet aeglaselt lisama. Reaktsioon kulgeb ägedalt vesinikkloriidi (HCl) eraldumisega. Segatakse teine kogus äädikhapet (40 g) dimetüülformamiidiga (DMF) 100 ml Erlenmeyeri kolvis. DMF-i happelahus lisati aeglaselt reaktsioonisegule tilkumise teel läbi tilgutuslehtri. Pärast kogu äädikhappe (esimene ja teine osa) lisamist keedetakse reaktsioonimassi 20 minutit 80 °C juures. Seejärel jahutatakse reaktsioonianum toatemperatuurini.
Reaktsioonimass destilleeritakse fraktsionaalse destillatsiooni aparaadis vesivannil. Kogutakse fraktsioon, mis keeb 50-55 °C juures. Kui keemistemperatuur tõuseb üle 55 °C, tuleb destilleerimine lõpetada. Atsetüülkloriid ründab korgid ja kummist korgid. Saagis on 20 %.
Äädikhappeanhüdriid naatriumatsetaadist ja atsetüülkloriidist
Seadmed ja klaastooted.
- Kolmekandiline ümarpõhjaline kolb 250 ml;
- mantel või õlivann;
- CaCl2-toru;
- Tilgutuslehtrid, 50-100 ml;
- Erlenmeyeri kolb, 100 ml x2 (koos korgiga);
- Destillatsiooniseadmed;
- Retordialus ja klamber seadme kinnitamiseks;
- Laboratooriumitermomeeter (0 °C kuni 100 °C) koos kolviadapteriga;
- laborikaal (sobib 0,1-200 g);
- Mõõtesilinder, 50-100 ml;
- Keedukivid.
Reaktiivid.
- Naatriumatsetaat (NaOAc) 60 g;
- Atsetüülkloriid 40 g (36 ml).
Tuleb järgida ettevaatusabinõusid niiskuse välistamiseks. 250 ml ümarpõhjalisse kolbi pannakse 60 g peeneks jahvatatud veevaba naatriumatsetaati (*). Paika pannakse kondensaator, kuiv vastuvõtukolb ja kuivatustoru; vastuvõtukolbi ei pea jahutama. Kontrollida, et kõik ühendused oleksid tihedalt kinni. Reaktsioonikolbi jahutatakse külma veega vannis ja lisatakse tilkhaaval läbi tilgutuslehtri 40 g (36 ml) atsetüülkloriidi.
Pärast lisamist eemaldatakse veevann ja loksutatakse kolbi, et reaktsiooniained hästi seguneksid. Kontrollida uuesti ühenduste tihedust. Kuivatage kolvi välispind rätikuga ja soojendage seda mantli või õlivanniga. Jätkata kuumutamist, kuni destillaati ei tule enam üle, kuid mitte üle kuumutada tahket jääki.
Destillaadile lisatakse 4-6 g peenelt pulbristatud veevaba naatriumatsetaati, et reageerida väikese koguse atsetüülkloriidiga, mis võib esineda. Lisatakse keedukiip ja destilleeritakse tooräädikhappeanhüdriid uuesti. Kogutakse 138-141 °C juures destilleeritav toode kuiva kolbi. Saagis on 30-40 g (57-77%).
(*) Märkus: kaubanduslik veevaba naatriumatsetaat sisaldab tavaliselt veidi niiskust. Niiskuse eemaldamiseks sulatatakse 70-80 g katlas (kas tavalises ahjus või mikrolaineahjus) ja segatakse, kuni vett enam ei eraldu. Mitte üle kuumutada! Jahutada ja kiiresti pulbristada. Säilitage enne kasutamist tihedalt suletud anumas.
Destillaadile lisatakse 4-6 g peenelt pulbristatud veevaba naatriumatsetaati, et reageerida väikese koguse atsetüülkloriidiga, mis võib esineda. Lisatakse keedukiip ja destilleeritakse tooräädikhappeanhüdriid uuesti. Kogutakse 138-141 °C juures destilleeritav toode kuiva kolbi. Saagis on 30-40 g (57-77%).
(*) Märkus: kaubanduslik veevaba naatriumatsetaat sisaldab tavaliselt veidi niiskust. Niiskuse eemaldamiseks sulatatakse 70-80 g katlas (kas tavalises ahjus või mikrolaineahjus) ja segatakse, kuni vett enam ei eraldu. Mitte üle kuumutada! Jahutada ja kiiresti pulbristada. Säilitage enne kasutamist tihedalt suletud anumas.
Äädikhappeanhüdriid naatriumatsetaadist ja disulfiiddikloriidist (S2Cl2)
Seadmed ja klaastooted.
- Kolmekandiline ümarpõhjaline kolb 1000 ml;
- keeduklaasid 100 ml x2, 1 l x2;
- Klaasvarda;
- Veevann;
- Kuumutusplaat;
- Destilleerimisaparaat;
- Retordialus ja klamber seadme kinnitamiseks;
- laboratooriumitermomeeter (0 °C kuni 200 °C) koos kolviadapteriga;
- laborikaal (sobib 0,1-500 g).
Reaktiivid.
- Naatriumatsetaat (NaOAc) 400 g;
- disulfiidikloriid (S2Cl2) 260 g (või S2 ja Cl2 gaas);
- KMnO4 või K2Cr2O7 (mõned grammid).
Valmistatakse 100 g värskelt sulatatud NaOAc ja 65 g disulfiiddikloriidi (S2Cl2). Väike kogus naatriumatsetaati (NaOAc) pannakse jäävannis jahutatuna küpsetusseadmesse. Sellele lisatakse veidi vääveldikloriidi, segu segatakse tugevalt klaasvardaga, mitte lastes temperatuuril tõusta. Seejärel lisatakse uuesti veidi NaOAc'i ja protsessi korratakse mitu korda, kuni kõik on segunenud. Pooleldi vedelikumass viiakse 1-liitrisesse kolmekaelasesse ümarpõhjalisse kolbi. Eelmist toimingut korratakse 4 korda, nii et kokku võetakse tööle 400 g NaOAc ja 260 g S2Cl2.
Seejärel varustatakse ümarpõhjaline kolb tagasilöögikondensaatoriga ja kuumutatakse ettevaatlikult veevannil temperatuurini ~80-85 °C. Kohe, kui reaktsioon algab, võetakse kuumutus maha ja juhul, kui reaktsioon muutub liiga jõuliseks, jahutatakse seda külma veega.
Pärast 20-30 minutit lõpeb SO2 areng ja segu kuumutatakse veel 10 minutit keeva veevanni peal. Seejärel destilleeritakse reaktsiooniprodukt vaakumis ära, seejärel destilleeritakse see atmosfäärirõhul uuesti, kogudes 138-141 °C vahel keeva fraktsiooni.
Edasiseks puhastamiseks destilleeritakse see 2-3 % KMnO4 või K2Cr2O7-ga, et purustada väävlisisaldusega saasteained (nende olemasolu testitakse: 1 ml destillaadi neutraliseerimisel puhta NH3-ga ei tohi Pb(AcO)2 töötlemisel tekitada tumedat sadet) Saagis on ~90 %, lähtudes S2Cl2-st.
Edasiseks puhastamiseks destilleeritakse see 2-3 % KMnO4 või K2Cr2O7-ga, et purustada väävlisisaldusega saasteained (nende olemasolu testitakse: 1 ml destillaadi neutraliseerimisel puhta NH3-ga ei tohi Pb(AcO)2 töötlemisel tekitada tumedat sadet) Saagis on ~90 %, lähtudes S2Cl2-st.
Teine viis väävelkloriidi in situ tekitamisega
Segatakse kiiresti ja põhjalikult 205-215 g pulbristatud peent naatriumatsetaati (NaOAc) ja 10 g kuiva väävlipulbrit (S2), segu viiakse kiiresti laiasuulistesse 1-liitristesse kolmekaelalistesse ümarpõhjalistesse kolvidesse ja niisutatakse 25 ml äädikhappega. Kolbi sisse ulatatakse läbi kummist korgi 1) lai toru kloori sissevooluks 2) üleval olev segisti, mis on suletud vaseliiniga määritud kummist torutükiga, ja 3) väljavoolutoru kloori (Cl2) liigse eraldumise jaoks. Kolb uputatakse jäävanni. Kloori juhitakse esialgu ettevaatlikult, sagedase segamise või raputamisega, aja möödudes muutub reaktsioon kuumemaks ja üha vedelamaks, nii et segajat võib mõne aja pärast mootori abil keerata. Kloori voolu tuleb reguleerida nii, et peaaegu kogu kloor imendub. Kui reaktsioonisegu ei kuumene enam ja Cl2 ei ole enam vastu võetud, destilleeritakse reaktsiooni sisu vaakumis õlivanni temperatuuril ~150-180 °C, seejärel destilleeritakse uuesti tavalise rõhu all, kogudes 138-141 °C vahel keeva fraktsiooni. Saagis ~90 %.
Naatriumatsetaadi (NaOAc) süntees
Last edited:
