Praktikum za ve`bi po organska hemija za farmacevti

Farmacevtski fakultet Univerzitet Sv. Kiril i Metodij Univerzitet Sv. Kiril i Metodij -Skopje Farmacevtski Fakultet Praktikum za ve`bi po organska hemija za farmacevti Za interna upotreba Institut za primeneta hemija i farmacevtski analizi Katedra za organska hemija

Farmacevtski fakultet Univerzitet Sv. Kiril i Metodij Avtori: as. m-r Ana Poceva-Panovska prof.d-r Emil Popovski prof.d-r Vaska Arsova Recenzenti: prof. d-r Qubica [uturkova prof. d-r Aneta Dimitrovska Katedra za rganska hemija 2010

Katedra za rganska hemija 2010

Sodrìna Sodrìna: Eksperiment 1 Sinteza na acetanilid Postapka za sinteza, 1 Nukleofilna acil supstitucija reakcija na acetilirawe, 2 Pra{awe + : Sinteza na sulfanilamid od acetanilid, 4 Identifikacija na sintetiziraniot acetanilid, 6 Eksperiment 2 Sinteza vo pove}e ~ekori: êkor 1. Sinteza na benzoin Postapka za sinteza, 7 Aciloinska kondenzacija, 8 Sinteza na benzoin katalizirana od vitamin B1 (tiamin), 10 Pra{awe +, 11 Identifikacija na sintetiziraniot benzoin, 13 Eksperiment 2 (prodolùva) Sinteza vo pove}e ~ekori: êkor 2. ksidacija na benzoin do benzil Postapka za sinteza, 14 Reakcija na oksidacija na benzoin, 15 Identifikacija na sintetiziraniot benzil, 16 Eksperiment 2 (prodolùva) Sinteza vo pove}e ~ekori: êkor 3. Sinteza na benzilna kiselina Postapka za sinteza, 17 Reakcija na benzilno preureduvawe, 18 Pra{awe +, 19 Identifikacija na sintetiziranata benzilna kiselina, 20 Eksperiment 3 Sinteza na acetilsalicilna kiselina Postapka za sinteza, 21 Reakcija na Fisher-ova esterifikacija, 22 Identifikacija na sintetiziranata acetilsalicilna kiselina, 23 Eksperiment 4 Sinteza na benzoeva kiselina i benzil alkohol Postapka za sinteza, 24 Reakcija na disproporcionirawe na aldehidi (Canizzaro-va reakcija), 25 Pra{awe +, 26 Identifikacija na sintetiziranata benzoeva kiselina i benzil alkohol, 27 Eksperiment 5 Sinteza na anomeri na glukoza pentaacetat Postapka za sinteza, 28 Reakcija na acetilirawe na glukoza, uslovi i tek, 29 Pra{awa +, 30 Eksperiment 6 Izolacija na eugenol od karanfil~e Postapka za izolirawe, 31 Struktura i identifikacija na izoliranite produkti, 32 Katedra za rganska hemija 2010

Sodr`ina Eksperiment 7 Izolacija na kofein od ~aj Postapka za izolirawe, 33 Struktura i identifikacija na izoliranite produkti, 34 Eksperiment 8 Sinteza na nepoznat produkt (I): Reakcija pome u benzaldehid i aceton vo alkalna sredina Postapka za sinteza, 35 Pra{awa, 36 Identifikacija na sintetiziraniot produkt, 36 Eksperiment 9 Sinteza na nepoznat produkt (II): Kiselo katalizirana reakcija pome u anhidrid na ocetna kiselina i izoamil alkohol Postapka za sinteza, 37 Pra{awa, 38 Identifikacija na sintetiziraniot produkt, 39 Eksperiment 10 Sinteza na nepoznat produkt (III): Reakcija pome u hidrazin i acetilaceton Postapka za sinteza, 40 Pra{awa, 40 Prilog Laboratoriski pravila i bezbednosi postapki, 42 Presmetuvawe na prinos na reakcija, 44 Vodewe na Laboratoriski dnevnik i laboratoriski izve{taj, 46 Tabela na naj~esto koristeni organski rastvoruva~i vo laboratorija, 51 IC tabeli, 55 Literatura, 58 Katedra za rganska hemija 2010

Eksperimentalen del EKSPERIMENTALEN DEL _ Mehanizmi na reakcii, postapki za sinteza i analiza na nekoi organski soedinienija Katedra za rganska hemija 2010

Sinteza na acetanilid postapka SINTEZA NA ACETANILID Vreme na izvedba: 2 ~asa Aparatura: vakuum filtracija Reagensi: C 6 H 5 NH 2 konc. HCl (CH 3 C) 2 CH 3 CNa Aktiven jaglen 0,027 mol 0,027 mol 0,032 mol 0,050 mol Reakcija: NH 2 NHCCH 3 1. HCl 2.(CH 3 C) 2 3. CH 3 CNa Postapka: 1 Vnimatelno!!! Koncentrirana kiselina! 2 Vnimatelno!!! Anhidridot i ocetnata kiselina mo`e da predizvikaat izgoretini ako dojdat vo dopir so ko`ata Vo ~a{a ili kolba se stava 65 ml voda, anilinot i konc. HCl. 1 Smesata se me{a se dodeka anilinot celosno se rastvori. Ako rastvorot e oboen, se dodavaat okolu 0,2 g aktiven jaglen i so povremeno me{awe se zagreva okolu 5 minutu na temperatura od 50 S. Na rastvorot dobien po filtriraweto na aktivniot jaglen mu se dodava anhidridot na ocetna kiselina, 2 a potoa vedna{ se dodava propi{anoto koli~estvo natriumacetat predhodno rastvoreno vo 12,5 ml voda. Sme{ata s prome{uva i se ladi vo mraz. Sozdadenite kristali od acetanilid se filtriraat na vakuum, se izmivaat so ladna voda i se su{at. Pogoden rastvoruva~ za prekristalizacija: voda Temperaturata na topewe: 113 S. Za ve`bata... Po izveduvawe na sintezata da se presmeta prinosot na acetanilid i da se asignira IC spektarot. Katedra za rganska hemija 2010 1

Sinteza na acetanilid mehanizam na reakcija bjasnuvawe na mehanizmot na reakcija: Acetiliraweto na anilinot se odviva po mehanizam na nukleofilna acil supstitucija (adicija eliminacija). C C CH 3 CH 3 NH 2 - CH 3 C H + N C H CH 3 CH 3 C NH + CH 3 CH CH 3 C + NH H + CH 3 C - Direktnoto acetilirawe na anilinot so anhidrid na ocetnata kiselina ne pretstavuva najprakti~en sintetski pat, bidej}i se sozdava zna~itelna koli~ina na sporeden produkt, odnosno diacetiliran anilin. C N C CH 3 CH 3 voj produkt se javuva iako amidniot azot na acetanilidot e pomalku nukleofilen od azotot na anilinot kako rezultat na delokalizacijata na slobodniot elektronski par od amidniot azot. N CCH 3 H + N CCH 3 H - Vo tekot na reakcijata rastvorot stanuva kisel poradi zgolemuvawe na koncentracijata na ocetna kiselina, zaradi {to azotot na anilinot se protonira i zna~itelno mu se namaluvaat nukleofilite karakteristiki. voj problem e poistaknat koga kako reagens za acetilirawe se koristi acetil hlorid poradi {to mora da se koristi i slabo nukleofilniot piridin kako rastvoruva~. Dokolku reakcijata se izveduva vo rastvoruva~, a ne samo vo anhidrid na ocetna se spre~uva sozdavawe na diacetiliran produkt i se namaluva brzinata na Katedra za rganska hemija 2010 2

Sinteza na acetanilid mehanizam na reakcija reakcijata. Kako rastvoruva~ moè da se koristi voda bidej}i istovremeno e i eftin i bezbeden. Na prv pogled izgleda deka vodata ne e pogoden rastvoruva~ za ovaa reakcija bidej}i anilinot ne e rastvorliv vo nea. Sepak, anilinot moè da se pretvori vo rastvorliv preku konverzija vo aminium jon koj e rastvorliv vo voda. NH 2 HCl NH 3 + Na ovoj na~in, slobodniot elektronski par od azotot e vrzan so vodorodot, poradi {to protoniranata amino grupa pove}e ne e aktivna kako nukleofil. Natrium acetatot se dodava na rastvorot na anilinium hlorid za da sozdade ramnote`na koncentracija na anilin pod granicata na rastvorlivost. NH 3 + + C CH 3 - NH 2 + C CH 3 H Slobodniot anilin ponatamu reagira so anhidridot na ocetnata kiselina pri {to ramnoteàta se pomestuva na desno za da se sozdade nov deprotoniran anilin za reakcijata. Katedra za rganska hemija 2010 3

Sinteza na sulfanilamid od acetanilid SINTEZA NA SULFANILAMID D ACETANILID Vnesi gi me uproduktite vo sintezata na sulfanilamidot i imenuvaj gi. NH 2 1.HCl 2.(CH 3 C) 2 3. CH 3 CNa produkt 1 2ClS 3 H produkt 1 produkt 2 NH 3 produkt 2 produkt 3 H 3 + H 2 NS 2 NH 2 produkt 3 Katedra za rganska hemija 2010 4

Identifikacija na acetanilid Infracrven spektar na anilin (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/)) Funkcionalna gr. Vibracija na vrska Branov broj (cm -1 ) Katedra za rganska hemija 2010 5

Identifikacija na acetanilid Infracrven spektar na acetanilid (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/)) Funkcionalna gr. Vibracija na vrska Branov broj (cm -1 ) Katedra za rganska hemija 2010 6

Sinteza na benzoin postapka SINTEZA NA BENZIN Vreme na izvedba: 2 ~asa Aparatura: za zagrevawe pod refluks, vakuum filtracija Reagensi: C 6 H 5 CH C 2 H 5 H KCN (rastvor) 0,1 mol 25 ml 2 g vo 5 ml H 2 Reakcija: 2 C H KCN H C C H Postapka: 1 Vnimatelno!!! Mnogu toksi~en!!! R-rot na KCN ne smee da dojde vo kontakt so mineralni k-ni (se osloboduva HCN)!!! 2 Vnimatelno!!! Reakcijata mo`e da bide burna, i smesata da se isfrli preku ladiloto Vo kolba se me{aat propi{anite koli~estva na benzaldehid i etanol. Na ovoj rastvor, vnimatelno 1 se dodava i rastvorot na kalium cijanid. Kolbata se povrzuva so povratno ladilo i smesata se zagreva, vo po~etok vnimatelno, 2 a potoa na 95 S za vremet od 30 minuti. Po zagrevaweto, bistriot rastvor se izleva vo laboratoriska ~a{a i se ostava da se oladi. So ladewe se izdvojuvaat belo- `oltenikavi kristali od benzoin, koi od rastvorot se oddeluvaat so vakuum filtracija. Kristalite od benzoin se ispiraat so malku ladna voda. Pogoden rastvoruva~ za prekristalizacija: metanol Temperaturata na topewe: 137 S. Za ve`bata... Po izveduvawe na sintezata da se presmeta prinosot na benzoin i da se asignirat IC spektri. Katedra za rganska hemija 2010 7

Sinteza na benzoin mehanizam na reakcija bjasnuvawe na mehanizamot na reakcijata (aciloinska kondenzaija): Vo prisustvo na cijanidni joni kako specifi~en katalizator, molekulite na benzaldehid kondenziraat (dimeriziraat) me usebno pri {to nastanuva benzoin (α-hidroksi keton). Mehanizam na reakcijata na t.n. benzoinska kondenzacija se objasnuva na sledniot na~in. Najprvin se adira cijaniden anjon vrz karbonilnata grupa na benzaldehidot, pri {to doa a do promena na voobi~aeniot polne` na karbonilniot S-atom pa taka istiot od elektrofilen po deprotonirawe stanuva nukleofilen. Deprotonacijata nastanuva pod dejstvo na silna baza. Sozdadeniot karbanjon rezonantno se stabilizira preku delokalizacija na polne`ot vo aromati~niot prsten i cijano grupata. Vaka nastanatiot karbanjon, vleguva vo reakcija na nukleofilna adicija so karbonilnata grupa na druga molekula na benzaldehid. Vo slednite ~ekor nastanuva proton transfer i zaminuvawe na cijanidnata grupa pri {to se formira benzoin. Katedra za rganska hemija 2010 8

Sinteza na benzoin mehanizam na reakcija Bidejki HCN e slaba kiselina (pka = 8.7), vodeniot rastvor na kalium cijanid e bazen zaradi {to se zabrzuva formiraweto na anjonskite intermedieri vo reakcijata. Vo isto vreme, baznosta na rastvorot ovozmo`uva da te~at i nekoi sporedni reakcii. Na primer, ako aldehidot ima vodorodni atomi prika~eni za α-s-atomot istite ke bidat odstraneti (vo alkalna sredina) pri {to ponatamu reakcijata }e te~e po mehanizam na aldolna kondenzacija. dtuka benzoinskata (aciloinska) kondenzacija e reakcija koja e karakteristi~na za karbonilni soedinenija koi nemaat α-n-atomi, kakov {to e benzaldehidot, ili soedinenija koi nemaat ni α-s-atom, kako formaldehidot. Cijanidniot anjon e specifi~en katalizator za benzoinskata reakcija. Zaradi toa prika`aniot mehanizam ne e karaktieristi~en za drugi anjoni kako hidroksilniot, hloridniot itn. Katedra za rganska hemija 2010 9

Sinteza na benzoin katalizirana so tiamin Sinteza na benzoin katalizirana od vitaminot B1 (tiamin) Golem broj na biohemiski reakcii koi se odvivaat vo ~ovekoviot organizam po svojot mehanizam se mnogu sli~ni na benzoinskata kondenzacija i jasno e deka ne se katalizirani od (mnogu toksi~niot) cijaniden jon. Utvrdeno e deka vitaminot B1 (tiamin), vo forma na koenzim - tiaminpirofosfat, u~estvuva vo biohemiski reakciii sli~ni na benzoinskata kondenzacija, na na~in koj e kompletno analogen na cijanidniot jon (od ovaa ve`ba). d tuka e i mo`nosta tiaminot da se iskoristi kako katalizator vo edna organska hemiska reakcija kakva {to e sintezata na benzoin. Protonot na S-2 od tiazolnata struktura e silno kisel i pri negovo otstranuvawe se formira karbanjonot koj e stabilen poradi prisustvo na soseden azoten atom so pozitiven polne`. vaa struktura ponatamu reagira so nov molekul na benzaldehid po mehanizam ist kako i onoj na cijanidniot jon (obidi se da ja dopi{e{ reakcijata). CH 3 CH 3 CH 3 N N N N N N H 3 C N NH 2 H H 3 C N NH 2 H 3 C N H NH 2 HCH 2 CH 2 S HCH 2 CH 2 S H HCH 2 CH 2 S H Katedra za rganska hemija 2010 10

Sinteza na benzoin pra[awe Pra{awe (P+) Predvidi dali aciloinska (benzoinska) kondenzacija mo`e da nastane dokolku namesto benzaldehid kako reaktant imame: (1) 4-metilbenzaldehid; (2) 4- trifluorometilbenzaldehid i (3) 4-N-dimetilaminobenzaldehid. Napi{i gi produktite koi bi se formirale i obrazlo`i go odgovorot! Katedra za rganska hemija 2010 11

Identifikacija na benzoin Infracrven spektar na benzaldehid (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/)) Funkcionalna gr. Vibracija na vrska Branov broj (cm -1 ) Katedra za rganska hemija 2010 12

Identifikacija na benzoin Infracrven spektar na benzoin (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/)) Funkcionalna gr. Vibracija na vrska Branov broj (cm -1 ) Katedra za rganska hemija 2010 13

ksidacija na benzoin do benzil mehanizam na reakcija KSIDACIJA NA BENZIN D BENZIL (SINTEZA NA BENZIL) Vreme na izvedba: 2 ~asa Aparatura: za zagrevawe, vakuum filtracija Reagensi: benzoin HN 3 0,025 mol 25 ml Reakcija: H C C H HN 3 C C Postapka: 1 Vnimatelno!!! Da se raboti vo digestor!!! Se sozdavaat mnogu toksi~ni parei od azotni oksidi!!! Da ne se vdi{uva!!! 2 se izdvojuva temno kafena maslovidna te~nost 3 Proveri rn so sin lakmus Vo kolba se me{aat propi{anite koli~ini na benzoin i azotna kiselina. Smesata, so ~esto klumkawe, se zagreva na vodena bawa se dodeka ne prestanat da izleguvaat temno kafeni parei 1 (1/2 do 2 ~asa). Za toa vreme benzoinot napolno preminuva vo benzil. 2 tkako }e zavr{i oksidacijata, reakcionata smesa se izleva so ~a{a vo koja ima 150 ml ladna voda. Pritoa, smesata intenzivno se me{a se dodeka maslovidniot sloj potpolno ne se transformira vo vid na `olti kristali. Smesata se filtrira preku bihnerova inka, a kristalite pove}e pati se izmivaat so voda za da se otstrani zaostanatata azotna kiselina. 3 Po filtriraweto, izdvoenite kristali se stavaat na par~e hartija i se su{at na vozduh. Pogoden rastvoruva~ za prekristalizacija: etanol Temperaturata na topewe: 94-95 S. Za ve`bata... Po izveduvawe na sintezata, da se presmeta prinosot na dobienot benzil i da se asignira spektarot na produktot. Katedra za rganska hemija 2010 14

ksidacija na benzoin do benzil mehanizam na reakcija bjasnuvawe na mehanizamot na reakcijata (reakcija na oksidacija na benzoin): Pri reakcija na dobivawe na benzil nastanuva oksidacija na benzoinot so pomo{ na azotna kiselina. ksidacijata na benzoinskata N grupa vo S= grupa vklu~uva intermedierno formirawe na nitraten ester koj sodr`i atom koj se reducira za vreme na oksidacijata na organskiot supstrat. Mehanizmot na oksidacija na benzoinot e sledniot: Katedra za rganska hemija 2010 15

Identifikacija na benzil Infracrven spektar na benzil (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/)) Funkcionalna gr. Vibracija na vrska Branov broj (cm -1 ) Katedra za rganska hemija 2010 16

Sinteza na benzilna kiselina postapka SINTEZA NA BENZILNA KISELINA Vreme na izvedba: 3 ~asa Aparatura: za zagrevawe pod refluks, vakuum filtracija Reagensi: benzil KH C 2 H 5 H HCl 0,0143 mol 0,054 mol vo 6 ml H 2 10 ml Reakcija: C C KH - K + C H C "HCl" H C H C Postapka: 1 Kristalizacijata ne nastanuva vedna{! Smesata postepeno (so me{awe) se ladi do sobna temperatura, a potoa da se ladi pod ~e{ma. Ako i po 30 min ne se formiraat kristali se koristat metodi za inicirawe na kristalizacijata 2 moè da se izmijat so mala koli~ina etanol za da se odstrani bojata Vo kolba se stava propi{anata koli~ina na benzil i etanol, se prome{uva i se dodava predhono podgotveniot r-r na KH. Kolbata se povrzuva so povratno ladilo i se zagreva na zagreana vodena bawa (10-15 min). Potoa, sodrìnata od kolbata se izleva vo laboratoriska ~a{a. So ladewe, se izdvojuvaat kristali od kaliumovata sol na benzilnata kiselina. 1 Dobienite kristali se odvojuvaat so vakuum filtracija, 2 a potoa istite se rastvoraat vo 20-25 ml voda. Vaka dobieniot rastvor se zakiseluva so koncentrirana HCl pri {to se taloàt kristali od benzilnata kiselina. Istite se filtriraat na vakuum i se izmivaat so voda. Pogoden rastvoruva~ za prekristalizacija: voda Temperaturata na topewe: 150-153 S. Za ve`bata... Po izveduvawe na sintezata da se presmeta prinosot i da se asignira spektarot na benzilna kiselina. Katedra za rganska hemija 2010 17

Sinteza na benzilna kiselina pra[awe bjasnuvawe na mehanizamot na reakcijata (reakcija na benzilno preureduvawe): 1,2-diketonite, vo prisustvo na silna baza se preureduvaat davajki α- hidroksikarboksilni kiselini. Vo prviot ~ekor na reakcijata doa a do nukleofilna adicija na hidroksidniot anjon vrz eden od karbonilnite S-atomi. Vo sledniot ~ekor e nastanuva preureduvawe pri koe migrira fenilnata grupa na sosedniot karbonilen S atom. Tretiot ~ekor vklu~uva brz transfer proton od karboksilnata grupa na alkoksidniot anjon. Intermedierot koj se dobiva ponatamu mo`e da se protonira i da dade α- hidroksi karboksilna k-na. Katedra za rganska hemija 2010 18

Sinteza na benzilna kiselina pra[awe Pra{awe (P+) Dali soedinenieto 1,3-difenilpropan-1,3-dion vo alkalna sredina (KH) }e podlegne na premestuvawe kako i benzilot (1,2-difeniletan-1,2-dion)? brazlo`i go odgovorot i napi{i gi mo`nite produkti pri ovaa reakcija. Katedra za rganska hemija 2010 19

Identifikacija na benzilna kiselina Infracrven spektar na benzilna kiselina (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/)) Funkcionalna gr. Vibracija na vrska Branov broj (cm -1 ) Katedra za rganska hemija 2010 20

Sinteza na acetilsalicilna kiselina postapka Vreme na izvedba: 2 ~asa SINTEZA NA ACETILSALICILNA KISELINA Aparatura: zagrevawe, vakuum filtracija Reagensi: salicilna kiselina (CH 3 C) 2 H 2 S 4 0,025 mol 0,063 mol Reakcija: Postapka: 1 Vnimatelno!!! Сilno korozivni supstancii! 2 so dodavawe na voda neizreagiraniot anhidrid na ocetnata kiselina se hidrolizira do ocetna kiselina 3 dokolku ne se formiraat kristali se koristat metodi za inicirawe na kristalizacijata Vo kolba se stava propi{anata koli~ina na salicilna kiselina, vnimatelno se dodava anhidridot na ocetna kiselina 1 i 5 kapki koncentrirana H 2 S 4. 1. Reakcionata smesa se zagreva 15 min na vodena bawa. Po zagrevaweto, vo kolbata, kapka po kapka se dodavaat 5 ml voda. 2 Reakcionata smesa se ladi i se dodavaat 35 ml ladna voda pri {to kristalizira acetilsalicilnata kiselina. 3 Dobienite kristali se odvojuvaat so vakuum filtracija i se izmivaat so voda. Pogoden rastvoruva~ za prekristalizacija: voda, slabo zakiselena so ocetna kiselina Temperaturata na topewe: 143 S. Za ve`bata... Po izveduvawe na sintezata da se presmeta prinosot i da se asigniraat spektarite na anhidrid na ocetna kiselina, salicilna i acetilsalicilna kiselina. Katedra za rganska hemija 2010 21

Sinteza na acetilsalicilna kiselina mehanizam na reakcija bjasnuvawe na mehanizmot na reakcijata (Fischer-ova esterifikacija) Estrite na karboksilnite kiselini moàt da se dobijat vo direktna reakcija na karboksilna kiselina i alkohol (Fischer-ova esterifikacija) ili vo reakcii na alkohol so derivati na karboksilni kiselini (anhidridi ili acilhalogenidi). Koga se raboti za Fischer-ovata esterifikacija, taa ne moè da se odviva bez prisustvoto na katalizator i silno dehidrataciono sredstvo (naj~esto sulfurna kiselina). Mehanizmot na vakvata esterifikacija gi opfaka slednite ~ekori: 1. Kiselo-katalizirano protonirawe na karbonilniot -atom so {to se zgolemuva elektrofilnosta na karbonilniot S-atom 2. Nukleofilen napad na kislorodot od alkoholnata grupa vrz karbonilniot S-atom 3. Proton transfer 4. Izdvojuvawe na molekul na voda 5. Deprotonirawe na kislorodot i formirawe na ester H + H R H R H H R H R H 1 2 R H 3 5 H 4 H R R R -H + -H R R 2 R H H Esterifikacija e bavna i reverzibilna reakcijata. U{te na po~etokot pri formirawe na prvite koli~estva na produkt zapo~nuva i sprotivnata reakcija - hidroliza. Na 20 S brzinata na reakcijata vo dvata pravci e mala i potrebni se nekolku dena za da se vospostavi ramnoteà. Zagrevaweto ja zabrzuva reakcijata odnosno nastanuvaweto na reakcionata ramnoteàta, me utoa zna~itelno ne vlijae na polo`bata na ramnoteàta Za da se dobie pogolema koli~ina na produkt (ester) reakcionata ramnoteà potrebno e da se pomesti kon desno. va se postignuva so koristewe na eden od reaktantite vo vi{ok ili odstranuvawe na produktite, naj~esto vodata. Za laboratorisko dobivawe na estri mnogu ~esto se koristat metodi koi i se zasnovaat na reakcii pome u alkoholi i derivati na karboksilnite kiselini (hloridi, anhidridi). Istite se poreaktivni poradi prirodata na atomot ili atomskata grupa koja zaminuva. vie reakcii se prakti~no nereverzibilni i brzi osobeno ako se katalizirani od silni neorganski kiselini. Katedra za rganska hemija 2010 22

Sinteza na acetilsalicilna kiselina mehanizam na reakcija Infracrven spektar na anhidrid na ocetna kiselina (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/)) Funkcionalna gr. Vibracija na vrska Branov broj (cm -1 ) Infracrven spektar na salicilna kiselina (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/)) Funkcionalna gr. Vibracija na vrska Branov broj (cm -1 ) Infracrven spektar na acetilsalicilna kiselina (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/) Funkcionalna gr. Vibracija na vrska Branov broj (cm -1 ) Katedra za rganska hemija 2010 23

Sinteza na benzoeva kiselina i benzil alkohol postapka SINTEZA NA BENZEVA KISELINA I BENZIL ALKHL Cannizzaro-va reakcija Vreme na izvedba: 3 ~asa Aparatura : destilacija pod atmosferski pritisok, ekstrakcija, vakum filtracija Reagensi: C 6 H 5 CH KH Dihlormetan Bezvoden Na 2 S 4 5% NaH 40% NaHS 3 konc. HCl 5 ml 5,5 g 30 ml Reakcija: 2 C H KH H C H H + C H 1 Vnimatelno!!! Reakcijata e egzotermna. 2 Dihlorometanot e pogoden rastvoruva~ za ekstrakcija na dobieniot benzilalkohol 3 tstranuvawe na neizreagiran benzaldehid 4 Neutralizacija na oslobodeniot S2 5 206 S!!! Pri destilacija koristi vozdu{no ladilo!!! Postapka: Vo erlenmaer propi{anata koli~ina KH se me{a so 4 ml voda se dodeka potpolno ne se rastvori. 1 Potoa se dodava benzaldehidot. Erlenmaerot se zatvara so tapa i energi~no se me{a se dodeka ne se formira postojana emulzija. Smesata se ostava da stoi preku no}. Na sozdadenata emulzijata, so postojano me{awe se dodava voda vo mali porcii se dodeka istata ne se rastvori. Dobieniot rastvor se 2 ekstrahira dva pati so po 15 ml dihlormetan. Vodeniotsloj kako i dihlorometanskiot ekstrakt oddelno se tretiraat. 1) Dihlormetanskiot ekstrakt se prefrla vo oddelitelna inka i se promiva prvo so 10 ml zasiten rastvor na NaHS 3, 3 a potoa so 15 ml 5% rastvor na NaH. 4 Ponatamu, dihlometanskiot ekstrakt se su{i so bezvoden Na 2 S 4, a potoa se izveduva destilacija pod atmosferski pritisok pri {to destiliraat dihlormetanot (40 S) i benzilalkoholot (206 S). 5 2) Vodeniot sloj po ekstrakcijata se zakiseluva so konc. HCl. Pri toa kristalizira benzoevata kiselina, ~ii kristali se odvojuvaat so filtracija pod vakuum. Pogoden rastvoruva~ za prekristalizacija: voda Temperaturata na topewe: 122 S. Za ve`bata... Da se presmeta prinosot na produktite i da se asigniraat nivnite IC spektrite. Katedra za rganska hemija 2010 24

Sinteza na benzoeva kiselina i benzil alkohol mehanizam na reakcija bjasnuvawe na mehanizmot na reakcija (disproporcinirawe na aldehidi) : Canizzaro-vata reakcija pretstavuva bazno katalizirano disproporcionirawe na aldehidi koi nemaat α-n atom. ksidacioniot produkt koj se dobiva e karboksilna kiselina, a produktot na redukcija e alkohol. Aldehidite so α-vodoroden atom ne ja davaat ovaa reakcija bidejki koga takvite soedinenija }e se tretiraat so baza obi~no nastanuva reakcija na aldolna kondenzacija (deprotonacija na α-vodorodniot atom) koja e mnogu pobrza. Vo prviot ~ekor na reakcioniot mehanizam nastanuva nukleofilna adicija na hidroksilniot anjon vrz karbonilniot S-atom na aldehidot pri {to se formira alkoksiden jon (1) koj ponatamu mo`e da se deprotonira vo silno bazna sredina i da dade dianjon (2). 1 2 Silniot elektron donoren karakter na α-kislorodniot anjon ( - ) zna~itelno ja zabrzuva sposobnosta na aldehidniot vodorod kako grupa koja zaminuva zaedno so elektronskiot par (N - ) odnosno kako hidriden jon. voj efekt e u{te posilen kaj dianjonot (2). Ponatamu, hidridniot jon napa a nov molekul na aldehid (nukleofilna adicija) pri {to istovremeno se formira alkoksiden anjon i karboksilina kiselina, koja brzo se deprotonira vo karboksilaten anjon. Ako hidridniot jon doa a od (2), se formira karboksilaten anjon dodeka alkoksidniot jon zema proton od rastvoruva~ot. 1 - - - H H - H H 2 Koga vo reakcijata u~estvuvaat dva razli~ni aldehidi bez α-n atomi istata se narekuva vkrstena Canizzaro-va reakcija. Laboratoriski, ovaa reakcija naj~esto se koristi za sinteza na alkohol od aldehid koj nema α-vodoroden atom pri {to formaldehidot pretstavuva sredstvo za redukcija. Kako produkt na ovaa reakcija se javuva mravskata kiselina, a soodvetniot alkohol se dobiva vo visok prinos. Katedra za rganska hemija 2010 25

Sinteza na benzoeva kiselina i benzil alkohol pra[awa Pra{awa: Da se napi{at mehanizmite na reakcija koja se odviva vo alkalna sredina (KH/NaH) pome u: a) Reakcijata se odviva po mehanizam na * @ b) Reakcijata se odviva po mehanizam na * Vnesi go tipot na reakcijata @ Vnimavaj! reaktantot e vo vi{ok! Katedra za rganska hemija 2010 26

Identifikacija na benzoeva kiselina i benzil alkohol Infracrven spektar na benzoeva kiselina (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/) Funkcionalna gr. Vibracija na vrska Branov broj (cm - 1 ) Infracrven spektar na benzil alkohol (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/)) Funkcionalna gr. Vibracija na vrska Branov broj (cm - 1 ) Katedra za rganska hemija 2010 27

Sinteza na anomeri na glukoza pentaacetat postapki SINTEZA NA ANMERI NA GLUKZA PENTAACETAT Vreme na izvedba: 3 ~asa Aparatura: zagrevawe pod refluks, vakuum filtracija, opredeluvawe na Tt Reagensi za postapka 1: D-glukoza (smesa na anomeri) 2,5 g (CH 3 C) 2 12,5 ml bezvoden CH 3 CNa 2 g Reagensi za postapka 2: D-glukoza (smesa na anomeri) 2,5 g ZnCl 2 - (CH 3 C) 2 0,5 g vo 14 ml Reakcija: 1 2 Postapka 1: Vo avan se me{a i spra{uva propi{anata koli~ina glukoza i natrium acetat. Smesata se stava vo kolba i se dodava anhidridot na ocetna kiselina. Se zagreva na vodena bawa so povratno ladilo (~1,5 h). Vo po~etokot treba ~esto da se prome{uva so cel cvrstite supstancii potpolno da se rastvorat. Po zagrevaweto, topliot rastvor poleka se dodava vo ~a{a so 50 ml ladna voda. Formiraniot produkt se filtrira na vakuum. Se prekristalizira od metanol (Tt 130-132 S). Postapka 2: Vo kolba i se stava propi{anoto koli~estvo ZnCl 2 i vnimatelno se dodava anhidridot na ocetna kiselina. Smesata se zagreva na vodena bawa so povratno ladilo do potpolno rastvorawe na ZnCl 2. Vo mali porcii, glukozata se dodava na vreliot rastvor od ZnCl 2 - (CH 3 C) 2. Potoa, reakcionata smesa se zagreva (~1 h) so povremeno me{awe. Po zagrevaweto, topliot rastvor poleka se dodava vo ~a{a so 120 ml ladna voda. Formiraniot produkt se filtrira na vakuum. Se prekristalizira od metanol. (Tt 109-111 S) Za ve`bata... Po izveduvawe na sintezite da se presmeta prinosot na produktot, da se odgovorat pra{awata. Katedra za rganska hemija 2010 28

Sinteza na anomeri na glukoza pentaacetat mehanizam na reakcija bjasnuvawe na mehanizmot na reakcijata: Reakcija na acetilirawe na {ekeri Reakcija na acetilirawe na glukozata pretstavuva reakcija na nukleofilna acil supstitucija. Pri toa doa a do esterifikacija na site pet hidroksilni grupi kaj glukozata. H H H H H H H H H H H H 3 CC H 3 CC CCH 3 H H H CCH 3 H CCH 3 Za acetilirawe na glukoza postojat nekolku metodi koi davaat razli~en stereohemiski produkt na anomerniot centar. Metod 1: za acetilirawe se koristi smesa od anhidrid na ocetna kiselina / piridin, a reakcijata se izveduva na sobna temperatura. Vo ovoj metod, reakcijata na acetilirawe na hidroksilna grupa na anomerniot centar e pobrza od kompetitivniot proces na otvarawe na cikli~niot hemiacetal i mutarotacija. Pritoa kako produkt se dobiva smesa od anomeri (α i β) koja odgovara na sostavot na anomernata smesa na neacetiliranta glukozata. Metod 2: za acetilirawe se koristi smesa od anhidrid na ocetna kiselina / natrium acetat pri {to reakcionata smesa se zagreva pod refluks ( 100 ) Koristeweto na povi{ena temperatura vo ovoj metod ovozmo`uva mutarotacijata da nastane mnogu pobrzo od samata reakcija na acetilacija. Bidejki ekvatorijalnata β-hidroksilna grupa ima poizrazeni nukleofilni svojstva (od α-hidroksilnata grupa) istata naj~esto reagira davajki β- pentaacetat kako glaven produkt. Metod 3: za acetilirawe se koristi smesa od anhidrid na ocetna kiselina / Lewis-ova kiselina (ZnCl 2 ). Silnata Lewis-ovata kiselina ja katalizira ekvilibracijata na sozdadenite anomeri pri {to ramnote`ata e pomestena glavo kon sozdavawe na α- pentaacetat. Katedra za rganska hemija 2010 29

Sinteza na anomeri na glukoza pentaacetat pra[awa 1. Nacrtaj ja Fischer-ovata proekciona formula na D-glukoza i ozna~i gi jaglerodnite atomi (1-6) 2. Napi{i ja reakcijata na formirawe na cikli~en hemiacetal kaj glukozata i nacrtaj gi Haworthovite proekcii na anomernite formi koi mo`e da se javat kaj glukopiranozata. 3. Napi{i gi strukturite na α- i β-glukopiranoza vo konformacija stolica i ozna~i koj anomer e postabilen. 4. Kaj β-d-glukopiranozata mo`ni se dve konformacii. Nacrtaj gi istite i ozna~i ja postabilnata. 5. [to e mutarotacija? Katedra za rganska hemija 2010 30

Izolacija na eugenol postapka Vreme na izvedba: 3 ~asa IZLACIJA NA EUGENL D KARANFIL^E Aparatura: destilacija so vodena parea, ekstrakcija, destilacija pod atomsferski pritisok Reagensi: Isu{eni cvetni ~a{ki od Eugenia Caryophyllata dihlorometan 10 g 30 ml Strukturna formula: H CH 3 Postapka: Propi{anoto koli~estvo karanfil~e se tol~at vo avan, a potoa se prefrlaat vo kolba od ~500 ml. Se dodavaat 150 ml voda i sme{ata se destilira so vodena parea se dodeka destiliraat masni kapki (min 50 ml destilat). Destilatot ponatamu se ekstrahira dvapati so propi{anata koli~ina na dihlorometan. Dihlormetanskite ekstrakti se sobiraat i se su{at so bezvoden Na 2 S 4. So destilacija se odvojuva dihlorometanot. statokot vo kolbata e maslovidna bezbojna te~nost od eteri~noto maslo od karanfil~e koe vo najgolem procent sodr`i eugenol (Tv = 253 S; ρ = 1,06 g/cm 3 ). Aparatura: CH 2 CH CH 2 2-metoksi-4-alilfenol; 2-metoksi-4-(2-propenil)fenol Za ve`bata... Da se presmeta % na eugenol vo karanfil~e kako odnos pome u m na dobien eugenol / m na karanfil~e. Katedra za rganska hemija 2010 31

Izolacija na eugenol postapka Infracrven spektar na eugenol (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/)) Funkcionalna gr. Vibracija na vrska Branov broj (cm -1 ) Katedra za rganska hemija 2010 32

Izolacija na kofein postapka IZLACIJA NA KFEIN D ^AJ Vreme na izvedba: 3 ~asa Aparatura: ekstrakcija, destilacija po atmosferski pritisok Reagensi: ~aj dihlormetan Na 2 C 3 30 g 40 ml 8 g Strukturna formula: CH 3 N N CH 3 CH 3 N N 1,3,7-trimetilksantin 1 ekstrahiranite tanini ili dr. kiseli komponent se preveduvaat vo soli 2 ne treba premnogu energi~no da se me{a za da ne nastane emulizija Postapka: Vo ~a{a od 1000 ml se stava ~250 ml voda, propi{anata koli~ina na Na 2 C 3 1 i ~aj. Smesata se zagreva do vriewe. Se ostava 10 min da vrie po {to se ladi do sobna temperatura. Potoa se filtrira na bihnerova inka preku 2 filterni hartii. Filtratot dvapati se ekstrahira so dihlormetan. 2 Dihlormetanskite ekstrakti se kombiniraat i se se su{at so bezvoden Na 2 S 4. Se dekantira dihlormetanot vo suva predhodno odvagana kolba i se destilira na vodena bawa. tkako ke izdestilira celata koli~ina, po yidovite na kolbata ostanuvaat nafateni kristali od kofein. Dobieniot kofein mo`e da se pre~isti so sublimacija. Tt = 238 S Za ve`bata... Potrebno e da se izmeri masata na prazna i suva kolba (m 1 ), koja ponatamu }e se koristi za destilacija na hloroformskiot rastvor na kofein. dkoga }e izdestilira celiot hloroform kolbata se ladi i se meri nejzinata masa (m 2 = kolba + kofein). Da se presmeta % na kofein vo ~ajot kako odnos pome u m na dobien kofein i m na ~aj zemen za ekstrakcija. Katedra za rganska hemija 2010 33

Izolacija na kofein postapka Infracrven spektar na kofein (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/)) Funkcionalna gr. Vibracija na vrska Branov broj (cm -1 ) Katedra za rganska hemija 2010 34

Sinteza na nepoznat produkt I postapka SINTEZA NA NEPZNAT PRDUKT(I): REAKCIJA PME\U BENZALDEHID i ACETN V ALKALNA SREDINA Reakcija: Reagensi: 2.4 ml benzaldehid 0.9 ml aceton 14 ml 96% EtH 18 ml 1% NaH Postapka: Vo kolba se me{aat propi{anite koli~ini na benzaldehid, aceton i etanol. Na ovaa smesa se dodava r-r na NaH. Sodrìnata od kolbata se me{a 30 min na sobna temperatura. Pritoa se formira òlt talog (nepoznatiot produkt) na dnoto na kolbata. Talogot se oddeluva so vakuum filtracija i se izmiva so ladna voda. Produktot moè da se prekristalizira od etanol. Tt 110-111 S. Vo prilog e daden IC spektarot na nepoznatiot produkt. Predloì go mehanizamot po koj bi se odvivala reakcijata: Katedra za rganska hemija 2010 35

Sinteza na nepoznat produkt I pra[awa i identifikacija Imenuvaj go tipot na reakcijata po koj se odviva sintezata na nepoznatiot produkt i odgovori za koi soedinenija taa e karakteristi~na? Napi{i gi strukturite na mo`nite izomeri na produktot koj e sintetiziran. Koj od izomerite bi bil glaven produkt vo reakcijata? (obrazlo`i go odgovorot!) Infracrven spektar na nepoznat produkt 1 (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/)) Funkcionalna gr. Vibracija na vrska Branov broj (cm - 1 ) Katedra za rganska hemija 2010 36

Sinteza na nepoznat produkt II postapka SINTEZA NA NEPZNAT PRDUKT(II): KISEL-KATALIZIRANA REAKCIJA PME\U ANHIDRID NA CETNA KISELINA I IZAMIL ALKHL Reakcija: Reagensi: 0.0183 mol izoamil alkohol (3-metilbutan-1-ol) 0.0233 mol anhidrid na ocetna kiselina konc. sulfurna kiselina Postapka: Ve`bata se izveduva vo digestor! 1. Propi{anata koli~ina na anhidrid na ocetna kiselina se stava vo suva epruveta i se dodavaat 3 kapki H 2 S 4 2. Vnimatelno se dodava alkoholot i se me{a. 3. Epruvetata se zagreva na vodena bawa 5 minuti 4. Se dodavaat 8 kapki destilirana voda so postojano me{awe 5. Reakcionata smesa se ladi do sobna temperatura i se ostava da stoi dodeka ne se zabele`i izdvojuvawe na dva sloja. 6. Dolniot sloj treba se odstrani so pasterova pipeta, a na gorniot mu se dodava: 1) 6 ml r-r na Na 2 C 3. Se me{a i se ostava povtorno da se oddelat sloevi. Dolniot sloj povtorno se otstranuva 2) 6 ml zasiten r-r na NaCl. Se me{a i se ostava da se oddelat sloevi. Se odvojuva i isfrla dolniot sloj 3) Na slojot {to ostanuva vo epruvetata se dodava bezvoden Na 2 S 4 (10 min) 7. So dekantirawe se sobira produktot (Tv 142 S, vidi IC spektar) Katedra za rganska hemija 2010 37

Sinteza na nepoznat produkt II pra[awa Pra{awa: 1. Predlo`i go mehanizmot po koj }e se odviva reakcijata na sinteza na nepoznatiot produkt i imenuvaj go produktot. 2. Limitira~ki agens vo reakcijata e 3. dgovori zo{to se dodava: - Koncentrirana sulfurna kiselina - r-r na Na 2 C 3 - - bezvoden Na 2 S 4-3. Po {to e karakteristi~en dobieniot produkt i koja e negovata ρ? Katedra za rganska hemija 2010 38

Sinteza na nepoznat produkt II identifikacija Infracrven spektar na nepoznat produkt 2 (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/)) Funkcionalna gr. Vibracija na vrska Branov broj (cm -1 ) Katedra za rganska hemija 2010 39

Sinteza na nepoznat produkt III postapka SINTEZA NA NEPZNAT PRDUKT (III): REAKCIJA PME\U HIDRAZIN I ACETILACETN Reakcija: Reagensi: 0,5 ml 85% hidrazin hidrat 0,5 ml acetilaceton Postapka: Vo epruveta se me{aat 0,5 ml 85% hidrazin hidrat i 2,5 ml voda, a potoa se dodava propi{anata koli~ina na acetilaceton. Smesata treba da se ladi bidejki reakcijata e egzotermna. Se formira talog od nepoznatiot produkt. Talogot od site rabotni mesta se oddeluva so vakuum filtracija. Produktot mo`e da se prekristalizira od voda. Tt 107 S. Predlo`i mehanizam po koj bi se odvivala reakcijata i imenuvaj go produktot: Katedra za rganska hemija 2010 40

PRILG PRILG _ Laboratoriski pravila i bezbednosni postapki Presmetuvawe na prinos na reakcija Vodewe na laboratoriski dnevnik i laboratoriski izve{taj Laboratoriski izve{taj Tabela na fizi~ki konstanti na naj~esto koristeni organski rastvoruva~i Korelacioni tabeli za IC Katedra za rganska hemija 2010

Laboratoriski pravila PRILG LABRATRISKI PRAVILA I BEZBEDNSNI PSTAPKI Pred zapo~nuvawe so eksperimentalnata rabota... 1. Da se prou~at soodvetnite poglavja vo postoe~kite u~ebnici i praktikumi kako i pribele{kite od predavawata koi se odnesuvaat na problematikata na eksperimentot koj }e se raboti; 2. Da se obmisli celata izvedba na eksperimentot, da se znae aparaturata koja }e se koristi, da se napi{at hemiskite reakcii koi se odnesuvaat na eksperimentot; 3. Da se zabeleàt supstanciite potrebni za izveduvawe na eksperimentot, nivnite koli~ini (g / ml / mmol) i svojstva (reaktivnost, toksi~nost, eksplozivnost, zapalivost itn.); 4. Da se odbere priborot za izveduvawe na eksperimentot, soodvetno na koli~inite na supstanciite koi }e se koristat. Samo dobro podgotven student }e moè uspe{no da ja zavr{i svojata laboratoriska zada~a i maksimalno da go iskoristi vremeto vo laboratorija koe e nameneto ISKLUÎV za ve`bite po rganska hemija. VA@N!!! So cel da se proveri podgotvenosta na studentite za laboratoriskiot ~as pred po~etok na eksperimentalnata rabota studentite }e bidat testirani (pismeno ili usmeno) za podgotvenost. Dokolku studentot pokaè kompletno nepoznavawe na problematikata na eksperimentot na istiot nema da mu bide dozvoleno da prisustvuva na ve`bite. Za vreme na eksperimentot... 1. Neophodno e pridrùvawe kon site merki za predpazlivost: - vnimatelno rakuvawe so zapallivi, ekslozivni i korozivni supstancii, - rabota vo digestor so isparlivite toksi~ni supstancii; - vnimatelno rakuvawe so aparaturi pod zgolemen pritisok i vakuum; - zadolìtelno nosewe na za{titen mantil i za{titni laboratoriski nao~ari, a po potreba i za{titni rakavici; 2. Dokolku vo tekot na rabotata se isturi te~nost ili cvrsta supstanca na rabotnoto mesto ili na podot istite treba vedna{ da se odstranat/is~istat; 3. Dokolku vo tek na izrabotka na ve`bata se koristi bilo koe grejno telo rabotnoto mesto NE SMEE da se napu{ti!!! 4. Site zabele{ki vo tekot na eksperimentalnata rabota se vnesuvaat vo laboratoriskiot dnevnik (tetratka) koja }e se koristi ISKLUÎV za laboratoriskite ve`bi po organska hemija. Po zavr{uvawe so eksperimentalnata rabota... 1. Rabotnoto mesto treba da se ostavi uredno i ~isto; 2. Koristenata staklarija da se izmie i da se postavi na rabotnoto mesto 3. dstranuvaweto na odpadocite treba da e soodvetno na nivnata agregatna sostojba i hemiska priroda; Katedra za rganska hemija 2010 42

Laboratoriski pravila PRILG 4. Pred napu{tawe na laboratorijata sekoga{ treba da se proveri dali site koristetni elektri~ni uredi se isklu~eni i ~e{mite zatvoreni. sobeno treba da se vnimava na ventilite na plinskite boci koi dokolku se ostavat otvoreni moè da predizvikaat eksplozii. V LABRATRIJATA ZA RGANSKA HEMIJA BEZBEDNSTA E PRIRITETNA ZATA 1. NSEWET NA LABRATRISKI MANTIL I ZA[TITNI LABRATRISKI NAÂRI za vreme na prakti~nata rabota e ZADL@ITELN. 2. HRANA I PIJALCI NE SE DZVLENI vo organska laboratorija 3. ZABRANET E PIPETIRAWE S USTA na site hemikaliite 4. ZABRANET E DIREKTN MIRISAWE na parei koi se izdvojuvaat od laboratoriski sadovi 5. ZABRANETA E RABTA S RGANSKI RASTVRUVAÎ NADVR D DIGESTR 6. Dokolku ne e poinaku propi{ano eksperimentite sekoga{ se izveduvaat vo DIGESTR 7. ZABRANET E KRISTEWE NA BILKAKVI GREJNI TELA ILI UREDI [T PREDIZVIKUVAAT PLAMEN ILI ISKRI bez dozvola i znaewe na asistentot 8. Pred zapo~nuvawe so eksperimentalna rabota studentot e dolèn da se zapoznae so TKSI^NSTA, ZAPALIVSTA, EKSPLZIVNSTA NA SUPSTANCIITE koi }e gi koristi vo eksperimentot kako i NAÎNT NA IZVEDBA na eksperimentot. 9. Vo tekot na eksperimentalnata rabotata i po zavr{uvawe na eksperimentot ZADL@ITELN E DR@UVAWE NA ÎSTA RABTNA PVR[INA I LABRATRISKA PREMA. 10. NIKGA[ ne se izveduva eksperiment bez dozvola i znaewe na asistentot. 11. Eksperimentot sekoga{ SE IZVEDUVA P PRPIST i instrukciite dadeni od asistentot. Sekoj student e odgovoren da gi po~ituva i primenuva i bezbednosnite pravila postaveni od katedrata za organska hemija Student Ass..2010god. Katedra za rganska hemija 2010 43

Presmetuvawe na prinos PRILG Presmetuvawe na prinos na reakcija Prinos na reakcija pretstavuva koli~estvo supstanca so prifatliva ~istota dobiena kako produkt na taa reakcija. Prinosot se izrazuva vo procenti i pretstavuva odnos na dobieniot eksperimentalen prinos i teoretski presmetaniot prinos pomnoèn so 100. eksperimentalen prinos prinos % = 100 teoretski prinos Pr. Sinteza na 1-bromobutan od 1-butanol Mm 74.12 g/mol ρ= 0.8098g/ml Mm 137.08 g/mol Vo ovaa reakcija koristeni se: 17 ml 1-butanol, 20 ml konc. sulfurna kiselina i 24 g natrium bromid, pri {to dobieni se 16,2 g 1-bromobutan. Teoretskiot prinos na edna hemiska reakcija vo koja u~estvuvaat pove}e reaktanti se presmetuva vo odnos na onoj reaktant koj e prisuten vo najmalo koli~estvo i istiot se narekuva limitira~ki reagens. Vo dadeniot primer, od navedenite reagensi moè da se pretpostavi deka limitira~ki reagens e 1-butanolot (organskoto soedinenie ~ija pretvorba ja sledime). Dokolku ne sme sigurni sekoga{ moè da se presmetaat molovite na site reaktanti i da se zemat vo predvid stehiometriskite faktori za da se utvrdi limitira~kiot reagens. Za presmetuvawe na prinosot na ovaa reakcija se koristi koli~inata na 1- butanol (limitira~kiot reagens). Bidejki istata e izrazena kako volumen potrebno e preku gustinata da se pretvori vo masa i ponatamu preku molarnata masa da se pretvori vo molovi na 1 butanol. m(1-butanol) = 0,8098 g/ml x 17 ml = 13,77 g 1-butanol n(1-butanol) = 13,77 g / 74,12 g/mol = 0,1857 mol 1-butanol Bidejki vo reakcijata 1 mol 1-butanol dava 1 mol 1-bromobutan koli~estvoto na 1- bromobutan iznesuva 0,1857 mol ili izrazeno vo m(g) = 0,1857 x 137,08 g/mol = 25,44 g. vaa masa go pretstavuva teoretskiot prinos na reakcijata. Katedra za rganska hemija 2010 44

Presmetuvawe na prinos PRILG dnosot na eksperimentalniot prinos (masa/koli~estvo dobieno pri eksperimentalna rabota) i teoretskiot prinos go dava prinosot na reakcijata vo %. prinos% = 16.2 g 25.44 g 100 = 63.7% Prinost vo procenti na edna reakcija dava uvid vo efikasnosta na reakcijata, nezavisno od goleminata na koli~inite koi se koristat pri izvedbata. Prinos od 50-80% pretstavuva dobar prinos, a onie nad 80 se odli~ni. 100% prinos e nevozmo`no da se dobie bidejki pri prakti~na rabota postojat zagubi koi nemo`at da se povratat. Katedra za rganska hemija 2010 45

Vodewe na laboratoriski dnevnik i Laboratoriski izve[taj PRILG Vodewe na laboratoriski dnevnik i laboratoriski izve{taj Na ve`bite sekoj student e dolèn da vodi laboratoriski dnevnik vo koj }e se zabeleùvaat site podatoci vo vrska so eksperimentot koj se izveduva. Laboratoriskiot dnevnik treba da e uredno potpi{an i vo nego da se vnesuvaat podatoci koi se odnesuvaat ISKLUÎV na ve`bite po bioorganska hemija. Za dadeniot eksperiment vo laboratoriskiot dnevnik se zabeleùva: naslov na eksperimentot i datum na koj istiot e raboten kaj sintetskite eksperimenti se zapi{uva reakcijata koja se raboti se pravi tabela na site soedinenija koi se koristat vo reakcijata (i produktite) i se zabeleùvaat nivnite fizi~ki konstanti koi naj~esto se koristat vo tekot na eksperimentalnata rabota. Dokolku koli~inata na reaktantite e dadena vo koli~estvo istata treba da se prevede vo volumen ili masa. Site presmetki od ovie pretvorbi se zapi{uvaat vo laboratoriskiot dnevnik. Se presmetuva i teoretskiot prinos. po zapo~nuvawe so rabota posledovatlno se zapi{uvaat glavnite ~ekori vo postapkata. Se zabeleùvaat site odvagi, sekoja promena vo postapkata, vremenskite intervali (na zagrevawe, me{awe, ladewe itn.), se skicira aparaturata koja se koristi. koli~inata na dobieniot produkt (masa ili volumen) zadolìtelno se zabeleùva vo laboratoriskiot dnevnik (eksperimentalen prinos). Se presmetuva prinosot na reakcijata vo procenti. Po zavr{uvawe so eksperimentalnata rabota, studentot samostojno go popolnuva laboratoriskiot izve{taj. Istiot treba da gi sodrì site podatoci od laboratoriskiot dnevnik. Na krajot vo zaklu~ok studentot treba go zapi{e imeto i izgledot na produktot koj e sintetiziran i prinosot na reakcijata (%). Laboratoriskiot izve{taj daden e vo prilog. Katedra za rganska hemija 2010 46

Laboratoriski izve[taj Ve`ba br. Student Br. na indeks gr. Reakcija i mehanizam po koj se odviva sintezata Tabela na fizi~ki konstanti Soedinenie Reaktant (r) /produkt (p) / katalizator (k) Mm g ml mol ρ (g/cm 3 ) Tv/Tt opasnost Katedra za rganska hemija 2010

Laboratoriski izve[taj Postapka na izveduvawe na sintezata (koristeni koli~ini, laboratoriski sadovi, vreme na izveduvawe na reakcijata i dr. zabele{ki) Koristena aparatura (imenuvaj i nacrtaj): Katedra za rganska hemija 2010

Laboratoriski izve[taj Presmetki i rezultati: Produkt Teoretski prinos g mol Eksperimentalen prinos g mol Prinos % Zaklu~ok: Izrabotil Ass. Katedra za rganska hemija 2010 rabotno mesto br. svoeni poeni

PRILG rganski rastvoruva~i RGANSKI RASTVRUVA~I _ Tabela na fizi~ki konstanti na naj~esto koristeni organski rastvoruva~i Katedra za rganska hemija 2010

PRILG Fizi~ki konstanti na naj~esto koristeni organski rastvoruva~i Rastvoruva~ Tv Tt Flashpoint gustina indeks na dielektri~na Toksi~nost Simboli za (760 mmhg) ( C) ( C) d 20 refrakcija konstanta TLV* opasnost ( C) (g ml -1 ) n D ε ppm cetna kiselina 117,9 16,6 1,049 1,3716 6,2 10 koroziv Aceton 56,2-95,3-30 0,79 1,3588 20,7 1000 zapaliv Acetonitril 81,6-45,2 5 0,786 1,3442 37,5 40 zapaliv predizvikuva (metil cijanid) solzewe Benzen** 80,1 5,5-11 0,874 1,5011 2,3 8 Karcinogen zapaliv 1-butanol 117,3-89,5 35 0,81 1,3993 17,5 100 Zapaliv (n-butil alkohol) Iritant 2-butanol 99,5-114,7 26 0,808 1,3978 16,6 100 Zapaliv (s-butil alkohol) Iritant Jaglen tetrahlorid 76,5-22,9 / 1,594 1,4601 2,2 10 Karcinogen Mnogu toksi~en Hloroform 61,7-63,5 / 1,483 1,446 4,8 10 Karcinogen Cikloheksan 80,7 6,6-18 0,779 1,4266 2 300 Zapaliv Iritant 1,2-Dihloroetan 83,5-35,4 15 1,235 1,4448 10,4 20 Karcinogen (etilen dihlorid) zapaliv Dihlorometan 39,8-95,1 / 1,327 1,4242 8,9 200 Toksi~en (metilen hlorid) Iritant Katedra za rganska hemija 2010 51

PRILG Fizi~ki konstanti na naj~esto koristeni organski rastvoruva~i Rastvoruva~ Tv Tt Flashpoint gustina indeks na dielektri~na Toksi~nost Simboli za (760 mmhg) ( C) ( C) d 20 refrakcija konstanta TLV* opasnost ( C) (g ml -1 ) n D ε ppm Zapaliv Dietil eter 34,5-116,2-40 0,714 1,3526 4,3 400 Iritant Formira peroksidi! Dimetoksietan 83-58 0 0,863 1,3796 7,2 Zapaliv Formira peroksidi! (etilen glikol dimetil eter) N,N -Dimetilformamid 157-60,5 57 0,949 1,4305 36,7 20 Iritant Dimetilsulfoksid 189 18,5 95 1,101 1,477 46,7 Iritant 1,4-Dioksan 101,3 11,8 12 1,034 1,4224 2,2 50 Karcinogen zapaliv Etanol (etil alkohol) 78,5-117,3 8 0,789 1,3611 24,6 1000 Zapaliv Toksi~en Etil acetat 77,1-83,6-3 0,9000 1,3723 6 400 Zapaliv Iritant n-heksan 69-95 -23 0,66 1,3751 1,9 100 Zapaliv Iritant Metanol 65-93,3 11 0,791 1,3288 32,7 200 Zapaliv (metil alkohol) Toksi~en 2-metil-2-propanol 82,2 25,5 4 0,789 1,3878 12,7 100 Zapaliv ( t-butil alkohol) n-pentan 36,1-129,7-49 0,626 1,3575 1,8 600 Zapaliv Katedra za rganska hemija 2010 52

PRILG Fizi~ki konstanti na naj~esto koristeni organski rastvoruva~i Rastvoruva~ Tv Tt Flashpoint gustina indeks na dielektri~na Toksi~nost Simboli za (760 mmhg) ( C) ( C) d 20 refrakcija konstanta TLV* opasnost ( C) (g ml -1 ) n D ε ppm 1-propanol ( n-propil alkohol) 97,4-126,5 15 0,804 1,385 20,3 200 Zapaliv Iritant 2-propanol 82,4-89,5 22 0,786 1,3776 19,9 400 Iritant (izopropil alkohol) Zapaliv Piridin 115,5-41,6 20 0,982 1,5095 12,4 5 Zapaliv Iritant Tetrahidrofuran 67-108,6-17 0,889 1,405 7,6 200 Zapaliv Formira peroksidi! Toluen 110,6-95 4 0,867 1,4961 2,4 200 Zapaliv Iritant Ksilen (izomeri) 138-144 <-45 ~25 ~0,87 ~1,50 2,4 200 Iritant Zapaliv TLV=Threshold limit value: Prose~na koncentracija za 8 ~asoven raboten den na koja moàt da bidat izloèni site rabotnici bez pojava na nesakani dejstva. dsustvo na ovaa vrednost ne smee da se interpretira kako otsustvo na toksi~nost! *Benzenot pretstavuva dokaàn karcinogen koj predizvikuva leukemija i negovata upotreba treba da se izbegnuva sekoga{ koga e toa vozmo`no. Ako stanuva zbor za upotreba na benzen kako rastvoruva~ toga{ toj bi trebalo da se zameni so toluen normalno so soodvetni modifikacii vo postapkata, vo bilo koja postapka koja bara benzen kako rastvoruva~. Katedra za rganska hemija 2010 53

PRILG Korelacioni tabeli za IC KRELACINI TABELI ZA INFRACRVENA (IC) SPEKTRSKPIJA _ Katedra za rganska hemija 2010

PRILG Korelacioni tabeli za IC Tabela na karakteristi~ni IC absorpcii Frekvencija cm 1 Vrska Funkcionalna grupa 3640 3610 (s, sh) H valentna, slobodna hidroksilna grupa alkoholi, fenoli 3500 3200 (s,b) H valentna, H vrzana alkoholi, fenoli 3400 3250 (m) N H valentna primarni, sekundarni amini, amidi 3300 2500 (m) H valentna karboksilni kiselini 3330 3270 (n, s) C(trojna vrska)c H: C H valentna alkini (terminalni) 3100 3000 (s) C H valentna aromati~ni 3100 3000 (m) =C H valentna alkeni 3000 2850 (m) C H valentna alkani 2830 2695 (m) H C=: C H valentna aldehidi 2260 2210 (v) C(trojna vrska)n valentna nitrili 2260 2100 (w) C(trojna vrska)c valentna alkini 1760 1665 (s C= valentna karbonili (op{to) 1760 1690 (s) C= valentna karboksilni kiselini 1750 1735 (s) C= valentna estri, zasiteni alifati~ni 1740 1720 (s) C= valentna aldehidi, zasiteni alifati~ni 1730 1715 (s) C= valentna alfa,beta nezasiteni estri 1715 (s) C= valentna ketoni, zasiteni alifati~ni 1710 1665 (s) C= valentna alfa,beta nezasiteni aldehidi, ketoni 1680 1640 (m) C=C valentna alkeni 1650 1580 (m) N H deformaciska primarni amini 1600 1585 (m) C C valentna (in ring) aromatics 1550 1475 (s) N asimetri~na valentna nitro compounds 1500 1400 (m) C C valentna (in ring) aromati~ni 1470 1450 (m) C H deformaciska alkani 1370 1350 (m) C H rock alkani 1360 1290 (m) N simetri~na valentna nitro soedinenija 1335 1250 (s) C N valentna aromati~ni amini 1320 1000 (s) C valentna alkoholi, karboksilni kiselini, esteri, eteri 1300 1150 (m) C H wag ( CH 2 X) alkil halidi Katedra za rganska hemija 2010 55

PRILG Korelacioni tabeli za IC 1300 1150 (m) C H wag ( CH2X) alkil halidi 1250 1020 (m) C N valentna alifati~ni amini 1000 650 (s) =C H deformaciska alkeni 950 910 (m) H deformaciska karboksilni kiselini, 910 665 (s, b) N H wag primarni, sekundarni amini 900 675 (s) C H "oop" aromati~ni 850 550 (m) C Cl valentna alkil halidi 725 720 (m) C H rock alkani 700 610 (b, s) C(trojna vrska)c H: C H deformaciska alkini 690 515 (m) C Br valentna alkil halidi m=medium, w=weak, s=strong, n=narrow, b=broad, sh=sharp Katedra za rganska hemija 2010 56