Synteza dichlorku kwasu pirydyno-2,6

Metody laboratoryjne dla specjalizacji Chemia Organiczna
Synteza dichlorku kwasu pirydyno-2,6-dikarboksylowego
SOCl2 , DMF(kat.)
HOOC
N
COOH
ref lux
ClOC
N
COCl
Wykonanie:
W kolbie okrągłodennej o pojemności 100 ml umieścić 5 g (24,5 mmola) kwasu pirydyno-2,6dikarboksylowego. Do kolby dodać 50 ml chlorku tionylu (najlepiej przy pomocy dużej strzykawki z
długą igłą: Rys. 1) oraz 0.5 ml N,N-dimetyloformamidu (DMF) jako katalizatora reakcji. Kolbę z
mieszaniną reakcyjną umieścić w łaźni olejowej na mieszadle magnetycznym z kontrolerem temperatury i
połączyć z chłodnicą zwrotną zabezpieczoną nasadką „azotową” (Rys. 2.). Włączyć mieszadło, kontroler
temperatury, przepływ gazu obojętnego (azotu). Temperaturę łaźni ustawić na 80°C. Reakcję prowadzić
przez noc (zanotować czas trwania reakcji). Zanotować wygląd mieszaniny reakcyjnej na początku
ogrzewania oraz w temperaturze 80°C.
Po nocy ogrzewania mieszaninę reakcyjną zatężyć do objętości 5-10 ml na wyparce z trapem
azotowym. Pozostały chlorek tionylu usunąć poprzez przedmuchanie strumieniem azotu (pod wyciągiem)
(Rys. 3). Podczas przedmuchiwania produkt zaczyna krystalizować. Zważyć surowy produkt i zanotować
jego wygląd.
Umieścić produkt w eksykatorze próżniowym wraz ze stałym wodorotlenkiem potasu,
odpompować powietrze i pozostawić na tydzień. Następnie zważyć produkt i obliczyć wydajność syntezy.
Zanotować wygląd produktu. Przygotować próbkę na pomiar widma 1H NMR oraz analizę elementarną.
Autorzy: Bartosz Szyszko, Radomir Myśliborski
Zakład Chemii Organicznej
wersja 1, rok akademicki 2011/2012
Metody laboratoryjne dla specjalizacji Chemia Organiczna
Synteza dichlorku kwasu pirydyno-2,4-dikarboksylowego
Wykonanie:
W kolbie okrągłodennej o pojemności 100 ml umieścić 5 g (24,5 mmola) kwasu pirydyno-2,4dikarboksylowego. Do kolby dodać 50 ml chlorku tionylu (najlepiej przy pomocy dużej strzykawki z
długą igłą: Rys. 1) oraz 0.5 ml N,N-dimetyloformamidu (DMF) jako katalizatora reakcji. Kolbę z
mieszaniną reakcyjną umieścić w łaźni olejowej na mieszadle magnetycznym z kontrolerem temperatury i
połączyć z chłodnicą zwrotną zabezpieczoną nasadką „azotową” (Rys. 2.). Włączyć mieszadło, kontroler
temperatury, przepływ gazu obojętnego (azotu). Temperaturę łaźni ustawić na 80°C. Reakcję prowadzić
przez noc (zanotować czas trwania reakcji). Zanotować wygląd mieszaniny reakcyjnej na początku
ogrzewania oraz w temperaturze 80°C.
Po nocy ogrzewania mieszaninę reakcyjną zatężyć do objętości 5-10 ml na wyparce z trapem
azotowym. Pozostały chlorek tionylu usunąć poprzez przedmuchanie strumieniem azotu (pod wyciągiem)
(Rys. 3). Podczas przedmuchiwania produkt zaczyna krystalizować. Zważyć surowy produkt i zanotować
jego wygląd.
Umieścić produkt w eksykatorze próżniowym wraz ze stałym wodorotlenkiem potasu,
odpompować powietrze i pozostawić na tydzień. Następnie zważyć produkt i obliczyć wydajność syntezy.
Zanotować wygląd produktu. Przygotować próbkę na pomiar widma 1H NMR oraz analizę elementarną.
Autorzy: Bartosz Szyszko, Radomir Myśliborski
Zakład Chemii Organicznej
wersja 1, rok akademicki 2011/2012
Metody laboratoryjne dla specjalizacji Chemia Organiczna
Synteza dichlorku kwasu pirydyno-2,5-dikarboksylowego
Wykonanie:
W kolbie okrągłodennej o pojemności 100 ml umieścić 5 g (24,5 mmola)kwasu pirydyno-2,5dikarboksylowego. Do kolby dodać 50 ml chlorku tionylu (najlepiej przy pomocy dużej strzykawki z
długą igłą: Rys. 1) oraz 0.5 ml N,N-dimetyloformamidu (DMF) jako katalizatora reakcji. Kolbę z
mieszaniną reakcyjną umieścić w łaźni olejowej na mieszadle magnetycznym z kontrolerem temperatury i
połączyć z chłodnicą zwrotną zabezpieczoną nasadką „azotową” (Rys. 2.). Włączyć mieszadło, kontroler
temperatury, przepływ gazu obojętnego (azotu). Temperaturę łaźni ustawić na 80°C. Reakcję prowadzić
przez noc (zanotować czas trwania reakcji). Zanotować wygląd mieszaniny reakcyjnej na początku
ogrzewania oraz w temperaturze 80°C.
Po nocy ogrzewania mieszaninę reakcyjną zatężyć do objętości 5-10 ml na wyparce z trapem
azotowym. Pozostały chlorek tionylu usunąć poprzez przedmuchanie strumieniem azotu (pod wyciągiem)
(Rys. 3). Podczas przedmuchiwania produkt zaczyna krystalizować. Zważyć surowy produkt i zanotować
jego wygląd.
Umieścić produkt w eksykatorze próżniowym wraz ze stałym wodorotlenkiem potasu,
odpompować powietrze i pozostawić na tydzień. Następnie zważyć produkt i obliczyć wydajność syntezy.
Zanotować wygląd produktu. Przygotować próbkę na pomiar widma 1H NMR oraz analizę elementarną.
Autorzy: Bartosz Szyszko, Radomir Myśliborski
Zakład Chemii Organicznej
wersja 1, rok akademicki 2011/2012
Metody laboratoryjne dla specjalizacji Chemia Organiczna
Synteza 2-bromomezytylenu.
HBr + H2O2 + H2O
przez noc, temp. pok.
Br
Wykonanie:
W jednoszyjnej (29) kolbce okrągłodennej (500ml) umieścić duży rdzeń magnetyczny. Okryć ją
folią aluminiową (aby chronić zawartość od promieniowania UV) i umieścić w dużym krystalizatorze z
zimną wodą ustawionej na mieszadle magnetycznym którego szybkość obrotów ma być nie mniejsza niż
500 RPM (ang. rounds per minute).
W kolbie umieścić kolejno: około 100 ml wody zdemineralizowanej, 28ml mezytylenu (0.2 mola),
22 ml stężonego (48%) kwasu bromowodorowego (0.2 mola HBr) i 42 ml 30% wody utlenionej (0,4 mola
H2O2). Reakcja przebiega heterofazowo. Zanotować czas rozpoczęcia reakcji. Kolbe zaopatrzyć w
chłodnicę zwrotną z założonym gumowym korkiem (septum) wraz balonikiem i pozostawić na noc
(rysunek poniżej).
Następnego dnia rano (zanotować czas końca reakcji) zdjąć chłodnic, dodać 10g siarczanu(IV) sodu (0,08
mola) i całość intensywnie mieszać przez 10-20 min – uwaga: reakcja jest egzotermiczna wiec nie usuwać
łaźni z wodą.
Gdy mieszanina osiągnie temperaturę pokojową całość
przenieść do rozdzielacza (na 250 ml) i rozdzielić warstwy.
Warstwę wodną ekstrahować 3 razy po 10 ml chlorku metylenu
balonik
wypłukując nim kolbę reakcyjną. Połączone warstwy organiczne
przemyć rozcieńczonym roztworem węglanu potasu (który
następnie przemyć jednokrotnie chlorkiem metylenu). Połączone
H2O
warstwy organiczne wysuszyć w zamykanej erlenmajerce za
pomocą bezwodnego MgSO4 (ok. 20 min).
Odsączyć środek suszący na sączku karbowanym oraz
przemyć erlenmajerkę wraz z pozostałością za pomocą kilku
mililitrów chlorku metylenu. Połączone przesącze odparować (w
kolbce na 50 ml z małym szlifem, 14) na wyparce obrotowej aż
H2O
do uzyskania oleju.
Olej poddać destylacji próżniowej (opcja: jeżeli będzie
dostępna pompa membranowa) lub przy ciśnieniu normalnym w
aparaturze
do
mikrodestylacji.
Temperatury
wrzenia
poszczególnych składników przy ciśnieniu normalnym wynoszą:
mezytylen
163-166 °C;
2-bromomezytylen:
225 °C;
bromek 3,5-dimetylobenzylu: ~235 °C; 2,4-dibromomezytylen:
278-279 °C.
Zmierzyć objętość każdej z otrzymanych frakcji destylatu,
obliczyć wydajność syntezy i przygotować próbki na pomiar widm
1
H NMR.
5
4
6
5
7
4
3
8
3
2
9
2
1
11
6
7
8
9
1
10
Autorzy: Bartosz Szyszko, Radomir Myśliborski
Zakład Chemii Organicznej
wersja 1, rok akademicki 2011/2012
Metody laboratoryjne dla specjalizacji Chemia Organiczna
Synteza 3-bromodurenu i 3,6-dibromodurenu.
HBr + H2 O2 + H2 O
przez noc, temp. pok.
Br
Br
+
Br
Wykonanie:
W jednoszyjnej (29) kolbce okrągłodennej (250ml) umieścić duży rdzeń magnetyczny. Okryć ją
folią aluminiową (aby chronić zawartość od promieniowania UV) i umieścić w dużym krystalizatorze z
zimną wodą ustawionej na mieszadle magnetycznym którego szybkość obrotów ma być nie mniejsza niż
500 RPM (ang. rounds per minute).
W kolbie umieścić kolejno: około 50 ml wody zdemineralizowanej, 13,4g dobrze rozdrobnionego
w moździerzu durenu (0.1 mola), 11 ml stężonego (48%) kwasu bromowodorowego (0.1 mola HBr) i 21
ml 30% wody utlenionej (0,2 mola H2O2) oraz 3 ml n-heksanu (aby spłukać ). Reakcja przebiega
heterofazowo. Zanotować czas rozpoczęcia reakcji. Kolbe zaopatrzyć w chłodnicę zwrotną z założonym
gumowym korkiem (septum) wraz balonikiem i pozostawić na noc (rysunek poniżej).
Następnego dnia rano (zanotować czas końca reakcji) zdjąć chłodnic, dodać 5g siarczanu(IV) sodu (0,04
mola) i całość intensywnie mieszać przez 10-20 min – uwaga: reakcja jest egzotermiczna wiec nie usuwać
łaźni z wodą.
Gdy mieszanina osiągnie temperaturę pokojową całość
przenieść do rozdzielacza (na 100 ml) i rozdzielić warstwy.
Warstwę wodną ekstrahować 3 razy po 10 ml chlorku metylenu
balonik
wypłukując nim kolbę reakcyjną. Połączone warstwy organiczne
przemyć rozcieńczonym roztworem węglanu potasu (który
następnie przemyć jednokrotnie chlorkiem metylenu). Połączone
H2O
warstwy organiczne wysuszyć w zamykanej erlenmajerce za
pomocą bezwodnego MgSO4 (ok. 20 min).
Odsączyć środek suszący na sączku karbowanym oraz
przemyć erlenmayerkę wraz z pozostałością za pomocą kilku
mililitrów chlorku metylenu. Połączone przesącze odparować (w
kolbce na 50 ml z dużym szlifem, 29) na wyparce obrotowej (o
H2O
temperaturze łaźni 45 °C) aż do uzyskania oleju i do momentu gdy
w łapaczu kropel zbierać się zacznie sublimat (duren).
Olej po schłodzeniu tężeje. Należy go rozdzielić
chromatograficznie na tlenku krzemu (SiO2) w dużej kolumnie
(D=4 cm, H=30 cm) n-heksanem jako fazą ruchomą. Zbierać po
około 100 ml frakcji a za pomocą TLC na płytkach z SiO2
(obserwowanej przy długości fali 254 nm) sprawdzać zawartość
roztworów. Gdy zostanie oddzielona pierwsza frakcja (duren)
należy zmienić eluent na 1% octan etylu w n-heksanie.
Jakościowo tożsame frakcje połączyć i odparować na
wyparce rotacyjnej. Zważyć każdą z otrzymanych frakcji, obliczyć
wydajność syntezy i przygotować próbki na pomiar widm
1
H NMR.
5
4
6
2
1
5
7
3
11
4
8
3
9
2
6
7
8
9
1
10
Autorzy: Bartosz Szyszko, Radomir Myśliborski
Zakład Chemii Organicznej
wersja 1, rok akademicki 2011/2012