Acasă | Despre noi | feedback-ul
Într-un balon conic mic se introduc 2 g de acid salicilic pre-uscat la 100 ° C și 2,8 ml de anhidridă acetică. Se adaugă 2 până la 3 picături de acid sulfuric concentrat și se amestecă bine conținutul balonului. Continuând agitarea, amestecul este încălzit într-o baie de apă la 60 ° C timp de 15 minute și apoi este lăsat să se răcească la temperatura camerei.
Se adaugă 30 ml de apă în vas, se amestecă bine și se filtrează precipitatul pe o pâlnie Buchner. Acidul acetilsalicilic brut a fost recristalizat dintr-un amestec de volume egale de acid acetic și apă, se filtrează, se spală pe filtru cu apă cu gheață și apoi toluen. Aspirina astfel obținută este uscată la 40-60 ° C până când dispare mirosul de acid acetic. Randamentul este de 95%. 144 ° C
Explicații la sinteză
Acilarea, adică înlocuirea atomilor de hidrogen mobil cu resturile acide - aciluri - amine, fenoli, alcooli și alți compuși pot fi expuși. În sinteza aspirinei, hidrogenul hidroxilului fenolic în acidul salicilic este înlocuit cu restul de acid acetic - acetil (CH3CO-). Mecanismul de reacție poate fi reprezentat după cum urmează:
anhidridă acetică I: anhidridă acetică protonată
Acesta este un exemplu de substituție nucleofilă la atomul de carbon carbonil din anhidrida acetică. Datorită efectului de retragere a electronilor al grupării orto-carboxil în acidul salicilic, proprietățile de bază (și nucleofile) ale hidroxilului fenolic sunt slăbite. Acest lucru face necesară adăugarea unui amestec de catalizator acid (H2S04 conc). Fenolul în sine este acilat cu anhidridă acetică în absența acidului. Protonarea oxigenului carbonil conduce la cationul I. în care electrofilitatea carbonului este în mare măsură mărită. Acest lucru facilitează un atac nucleofil și formarea intermediarului II. în care carbonul carbonil trece de la sp2 la sp3-stare.
Când recristalizați produsul din acid acetic diluat, nu fierbeți soluția mai mult decât este necesar pentru a dizolva acidul acetilsalicilic pentru a evita descompunerea sa hidrolitică. Produsul recristalizat este filtrat și precipitatul este spălat mai întâi cu o cantitate mică de apă cu gheață și apoi cu toluen rece.
Acidul acetilsalicilic pur are un punct de topire de 144 ° C Cu toate acestea, atunci când este încălzit, se descompune, astfel încât adevăratul punct de topire este dificil de determinat. De obicei, se obține un preparat cu punct de topire cuprins între 129 și 133 ° C.
1. De ce în interacțiunea acidului salicilic și anhidridei acetice ca centru nucleofilic este oxigenul fenolic, mai degrabă decât gruparea carboxil OH?
2. De ce este acilat acidul salicilic mai dificil decât fenolul?
3. Explicați de ce acidul sulfuric accelerează reacția de acilare a acidului salicilic?
4. Scrieți o reacție pentru hidroliza aspirinei. Cum poate influența această reacție rezultatul determinării punctului de topire al produsului? Ce ar trebui făcut pentru a se asigura că punctul de topire al preparatului este cât mai aproape posibil de punctul de topire al acidului acetilsalicilic (135 ° C)?
5. Scrieți o diagramă a mecanismului de hidroliză a acidului acetilsalicilic, care trece printr-un mediu acid. Va aspirina sa fie hidrolizata intr-un mediu alcalin?
6. Prin ce reacție de culoare puteți detecta un amestec de acid salicilic în aspirina stocată pe termen lung? Pentru a răspunde la această întrebare, este necesar să citiți în manualul despre reacțiile de culoare ale fenolilor [1].
7. Ce măsuri de precauție trebuie respectate în sinteza acidului acetilsalicilic?
La un balon cu fund rotund de 100 ml echipat cu un separator pentru separarea apei și un condensator de reflux (Fig. 14) a fost introdus 10 ml de acid acetic glacial, 12 ml alcool n-butilic, 5 picături conc. acid sulfuric și câteva fragmente mici de porțelan care vor servi drept "kapels". Se încălzește flaconul pe o baie de nisip. Lichidul ar trebui să fiarbă suficient de intens, totuși, condensatorul de reflux nu trebuie să se "înece".
Apa formată de reacție se scurge din vasul de reacție împreună cu vaporii de alcool și ester. Amestecul de vapori se condensează într-un condensator de reflux, condensul devine din acesta într-o capcană și este stratificat. Stratul organic superior, care conține esterul format și alcoolul butilic, revine (curge) în balon, iar stratul inferior de apă crește treptat.
După ce cantitatea de apă din capcana încetează să crească, balonul se lasă să se răcească și amestecul de reacție, împreună cu conținutul capcanei, se transferă într-o pâlnie de separare. Stratul inferior este separat, iar cel superior este spălat mai întâi cu apă, apoi cu soluție de sodă 5% și din nou cu apă. Esterii cu agitare viguroasă cu lichide de spălare dau emulsii stabile; pentru a evita acest lucru, este recomandabil să nu se agită pâlnia de separare, ci să se facă o mișcare asemănătoare cu cea a "opt". Acetat de butil spălat este deshidratat cu sulfat de sodiu calcinat timp de cel puțin 6 ore, apoi supus unei distilații fracționare, colectând fracțiunea 124-126 ° C. Randamentul este de 80%. Punctul de fierbere 126 ° C. Prin această metodă poate fi preparată din alcool izobutilic - acetat de izobutil, p.f. 118 ° C, alcool izoamilic - acetat de izoamil, pf 142 ° C
Fig. 14. Instalație pentru efectuarea reacțiilor cu distilare azeotropă a apei: 1 - balon de reacție, 2 - capcana pentru separarea apei, 3 - condensator de reflux, 4 - baie de aer sau nisip
Explicații la sinteză
Reacția de esterificare este un procedeu reversibil, prin urmare, pentru a realiza o conversie mai completă a acidului carboxilic la ester, apa formată este îndepărtată din amestecul de reacție. Pentru aceasta, este utilizată capacitatea de apă de a distila din masa de reacție sub forma unui amestec azeotropic cu alcool și ester.
Amestecul azeotropic de substanțe este fiert și distilat ca un singur compus individual cu un anumit punct de fierbere; nu poate fi separat prin distilare. Un exemplu de amestec azeotropic este alcoolul etilic 96%. Azeotropului are o temperatură de fierbere de 78,17 ° C p.f. spre deosebire de etanol pur 78,3 ° C pentru a obține 100% ( „absolut“) de etanol necesar să se utilizeze metode speciale: apă chimic se leagă folosind săruri anhidre (SuSO4) oxid calciu, metal de magneziu. De asemenea, este posibil să se distileze apa sub formă de azetrop tripl de benzen-etanol-apă, adăugând benzen în etanol 96%, urmată de distilare.
Amestecurile azeotropice pot avea puncte de fierbere mai mici sau mai mari decât Tkip-ul componentelor componente. Pentru separarea apei se utilizează amestecuri cu puncte de fierbere minime. Nu fiecare pereche de substanțe volatile formează un amestec azeotrop. De exemplu, acidul acetic nu formează un azeotrop cu apă. În cazurile în care nici reactanți sau produsul de reacție nu se formează amestecuri azeotrope cu apa sau atunci când raportul azeotrop de compus organic-apă este prea mică (de exemplu, în cazul alcoolului etilic) la solventul amestecului de reacție este adăugat capabil de a forma un amestec azeotrop cu apă. Astfel, la prepararea acetatului de etil sau propil așa cum s-a descris mai sus, se introduc în balon 35-40 ml cloroform sau tetraclorură de carbon.
Amestecul azeotropic al alcoolului alcoolic de apă este distilat la 92,7 ° C (comparați cu punctul de fierbere al n-butanolului, apă și acid acetic). Conține 42,5% H2O și 57,5% alcool. Azeotrop de apă-n-butil acetat, conținând 28,7% H20 și 71,3% ester, se fierbe la 90,2 ° C În prezența tuturor celor trei componente, este distilat un amestec triplu de azeotrop de acetat de apă-butanol-butil.
2.2. ELABORAREA ELECTRICĂ
ÎN GRADUL AROMATIC