Transcript

1 4013 Σύνθεση της βενζαλακετοφαινόνης από βενζαλδεϋδη και ακετοφαινόνη KSF/ + + H 2 C 8 H 8 C 7 H 6 C 15 H 12 (120.2) (106.1) (208.3) Ταξινόµηση Τύποι αντιδράσεων και τάξεις ουσιών Αντίδραση του καρβονυλίου σε αλδεϋδες, αλδολική συµπύκνωση, αλδεϋδη, κετόνη, αρωµατικές ενώσεις, όξινος καταλύτης. Μέθοδοι εργασίας ανάδευση µε µαγνητική ράβδο ανάδευσης, απόσταξη υπό ελαττωµένη πίεση, θέρµανση σε ελαιόλουτρο. Οδηγία (κλίµακα 10 mmol) Εξοπλισµός Σφαιρική φιάλη των 10 ml, ψυκτήρας επαναρροής, θερµαινόµενος µαγνητικός αναδευτήρας µε µαγνητική ράβδος ανάδευσης, ηλεκτρονικός έλεγχος θερµοκρασίας, συσκευή απόσταξης βραχείας διαδροµής (συσκευή απόσταξης Κugelrohr) αντλία κενού, ελαιόλουτρο. Ουσίες ακετοφαινόνη (bp 202 C) βενζαλδεϋδη(πρόσφατα αποσταγµένη) (bp 179 C) µοντµοριλονίτης KSF/ (Fluka) 1.20 g (1.17 ml, 10.0 mmol) 2.12 g (2.02 ml, 200 mmol) 1.0 g Αντίδραση Σε µια σφαιρική φιάλη των 10 ml εφοδιασµένη µε µαγνητική ράβδο ανάδευσης και ψυκτήρα επαναρροής, ο οποίος χρησιµοποιείται σαν αεροψυκτήρας, φέρονται 1.20 g (1.17 ml, 10.0 mmol) ακετοφαινόνης, 2.12 g (2.02 ml, 20.0 mmol) βενζαλδεϋδης και 1.0 g µοντµοριλονίτη KSF/. Το µίγµα της αντίδρασης θερµαίνεται σε ελαιόλουτρο θερµοκρασίας 80 0 C (θερµοκρασία λουτρού) και αναδεύεται στη θερµοκρασία αυτή για 22 ώρες. Επεξεργασία Το µίγµα της αντίδρασης ψύχεται σε θερµοκρασία δωµατίου. Σε µια συσκευή απόσταξης βραχείας διαδροµής αποστάζουν πρώτα οι πρώτες ύλες που δεν αντέδρασαν περίπου στα 10 hpa και ακολούθως το προϊόν στα hpa και 160 C. 1

2 Απόδοση: 1.77 g (8.50 mmol, 85%); κίτρινο στερεό, mp C. Σχόλια H απόδοση είναι µικρότερη χωρίς την περίσσεια της βενζαλδεϋδης. Η παράταση του χρόνου αντίδρασης ή η αύξηση της θερµοκρασίας δεν όδηγούν σε ποσοτική αντίδραση των πρώτων υλών. Αύξηση της θερµοκρασίας της αντίδρασης στους C οδηγεί σε περισσότερα παραπροϊόντα. ιαχείριση αποβλήτων Απόρριψη αποβλήτων Απόβλητο Αποσταχθείσες πρώτες ύλες Υπόλειµµα απόσταξης Απόρριψη Οργανικοί διαλύτες, ελεύθεροι αλογόνου Στερεό απόβλητο, ελεύθερο υδραργύρου 3 ώρες. Επιπλέον 22 ώρες για θέρµανση. ιακοπή Πρίν την απόσταξη. Βαθµός δυσκολίας Εύκολη. Οδηγία (κλίµακα 100 mmol) Εξοπλισµός Σφαιρική φιάλη των 100 ml, ψυκτήρας επαναρροής, θερµαινόµενος µαγνητικός αναδευτήρας µε µαγνητική ράβδος ανάδευσης, ηλεκτρονικός έλεγχος θερµοκρασίας, συσκευή παροχής θερµού αέρα, συσκευή απόσταξης στερεών, αντλία κενού, ελαιόλουτρο. Ουσίες ακετοφαινόνη (bp 202 C) βενζαλδεϋδη(πρόσφατα αποσταγµένη) (bp 179 C) µοντµοριλονίτης KSF/ (Fluka) 12.0 g(11.7 ml, 100 mmol) 21.2 g (20.2 ml, 200 mmol) 10 g Αντίδραση Σε µια σφαιρική φιάλη των 100 ml εφοδιασµένη µε µαγνητική ράβδο ανάδευσης και ψυκτήρα επαναρροής, ο οποίος χρησιµοποιείται σαν αεροψυκτήρας, φέρονται 12.0 g(11.7 ml, 100 mmol ακετοφαινόνης, 21.2 g (20.2 ml, 200 mmol) βενζαλδεϋδης και 10 g µοντµοριλονίτη KSF/. Το µίγµα της αντίδρασης θερµαίνεται σε ελαιόλουτρο θερµοκρασίας 80 ο C (θερµοκρασία λουτρού) και αναδεύεται στη θερµοκρασία αυτή για 24 ώρες. 2

3 Επεξεργασία Το µίγµα της αντίδρασης ψύχεται σε θερµοκρασία δωµατίου. Σε µια συσκευή απόσταξης στερεών αποστάζουν πρώτα οι πρώτες ύλες που δεν αντέδρασαν περίπου στα 10 hpa και ακολούθως το προϊόν στα hpa και θερµοκρασία λουτρού 175 C.Εάν χρησιµοποιηθεί για την απόσταξη ψύκτης νερού τότε το νερό θα πρέπει να διατηρηθεί σε θερµοκρασία 60 0 C.Το προϊόν το οποίο πιθανόν θα κρυσταλλωθεί στα τοιχώµατα της συσκευής απόσταξης διαλύεται µε τη βοήθεια θερµού ρεύµατος αέρα. Απόδοση: 15.6 g (74.9 mmol, 75%); κίτρινο στερεό, mp C. Σχόλια H απόδοση είναι µικρότερη χωρίς την περίσσεια της βενζαλδεϋδης. Η παράταση του χρόνου αντίδρασης ή η αύξηση της θερµοκρασίας δεν όδηγούν σε ποσοτική αντίδραση των πρώτων υλών. Αύξηση της θερµοκρασίας της αντίδρασης στους C οδηγεί σε περισσότερα παραπροϊόντα. ιαχείριση αποβλήτων Απόρριψη αποβλήτων Απόβλητο Αποσταχθείσες πρώτες ύλες Υπόλειµµα απόσταξης Απόρριψη Οργανικοί διαλύτες, ελευθεροι αλογόνου Στερεό απόβλητο, ελεύθερο υδραργύρου 5 ώρες, Επιπλέον 24 ώρες για θέρµανση. ιακοπή Πρίν την απόσταξη. Βαθµός δυσκολίας Εύκολη Αναλυτικά δεδοµένα Έλεγχος αντίδρασης µε αέρια χρωµατογραφία (GC) Παρασκευή δείγµατος: Με ένα σιφώνιο Pasteur λαµβάνεται µια σταγόνα του µίγµατος της αντίδρασης, αραιώνεται σε 10 ml διχλωροµεθανίου. 10 mg στερεάς ουσίας διαλύονται σε 10 ml διχλωροµεθανίου. Από το διάλυµα εισάγονται στη στήλη 0.2 µl. Συνθήκες χρωµατογραφίας GC: στήλη: DB-1, L=28 m, d=0.32 mm, film=0.25 µm Σύστηµα n-column injection, εισαγωγής: φέρον αέριο: hydrogen (40 cm/s) φούρνος: 60 C (5 min), 10 C/min to 240 C (30 min)40 C (5 min), 10 C/min 240 C (30 min) ανιχνευτής: FID, 270 C Ο υπολογισµός της % συγκέντρωσης υπολογίζεται από το εµβαδόν των κορυφών 3

4 GC του ακάθαρτου προϊόντος Οι συνθήκεςς χρωµατογράφησης όπως εξειδικεύονται στον έλεγχο της πορείας της αντίδρασης. συγκρατήσεως (min) Ουσία Εµβαδόν κορυφών% 5.06 πρώτη ύλη (βενζαλδεϋδη) πρώτη ύλη (ακετοφαινόνη) προϊόν (βενζαλακετοφαινόνη) 54.3 GC του καθαρού προϊόντος συγκρατήσεως (min) Ουσία Εµβαδόν κορυφών% προϊόν (βενζαλακετοφαινόνη) παραπροϊόν παραπροϊόν 1.3 4

5 Φάσµα 1 H NMR ακάθαρτου προϊόντος (300 MHz, CDCl 3 ) Φάσµα 1 H NMR καθαρού προϊόντος (300 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm) Πολλαπλότητα Αριθµός Η Απόδοση 7.38 m 3 6-H, 7-H, 8-H 7.47 m 2 12-H, 14-H 7.54 m 2 2-H, 13-H 7.61 m 2 5-H, 9-H 7.80 d 1 3-H 8.02 m 2 15-H, 11-H 5

6 Φάσµα 13 C NMR ακαθάρτου προϊόντος (75.5 MHz, CDCl 3 ) Φάσµα 13 C NMR καθαρού προϊόντος (75.5 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm) Απ δοση C C C C C C , 128.5, 128.4, C-5, C-6, C-8, C-9, C-11, C-12, C-14, C C διαλύτηςt 6

7 Φάσµα IR καθαρού προϊόντος(kbr) cm -1 (cm -1 ) Απόδοση 3060 εσµός C-H, -αρένιο αλκένιο 1662 εσµός C=, κετόνη 1605 εσµός C=C. αρένιο, αλκένιο 1575, 1496 εσµός C=C, αρένιο 7