Мануйлов А.В. Лабораторные работы по органической химии (НГУ)

Подождите немного. Документ загружается.

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

А.В. Мануйлов

Новосибирск

1993

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Бестселлер ФЕН под редакцией доцента, к.х.н. Александра Викторовича

Мануйлова

Ацетанилид...............................................................................................................................................3

Ацетилсалициловая кислота (аспирин).................................................................................................4

Бензальацетофенон (халкон) ..................................................................................................................5

Бензиловый спирт....................................................................................................................................6

Бензиловый спирт и бензойная кислота................................................................................................7

Бензоилацетон..........................................................................................................................................8

Бензойная кислота ...................................................................................................................................9

п-Броманизол .........................................................................................................................................10

п-Бромацетанилид .................................................................................................................................11

Бромистый этил .....................................................................................................................................12

Бутилацетат ............................................................................................................................................13

Гиппуровая кислота...............................................................................................................................14

Дибутилкарбинол (нонанол-5) .............................................................................................................15

Диметилэтилкарбинол...........................................................................................................................16

Дифенилкарбинол (бензгидрол)...........................................................................................................17

м-Динитробензол ...................................................................................................................................18

Дифенилметан........................................................................................................................................19

Диэтиладипинат.....................................................................................................................................20

Диэтилмалеат .........................................................................................................................................21

Изоамилацетат .......................................................................................................................................22

Коричная кислота ..................................................................................................................................23

п-Метоксиацетофенон...........................................................................................................................24

2-Нафтилацетат......................................................................................................................................25

м-Нитробензойная кислота...................................................................................................................26

4-Нитрофталимид ..................................................................................................................................27

Пентаацетилглюкоза..............................................................................................................................28

2,4,6,-Трибромфенол .............................................................................................................................29

2,4,6-Тринитрофенол (пикриновая кислота).......................................................................................30

Трифенилкарбинол ................................................................................................................................31

Уксусный ангидрид ...............................................................................................................................32

Фенол ......................................................................................................................................................33

Хлорбензол.............................................................................................................................................34

Этилацетат..............................................................................................................................................35

Этилбензоат............................................................................................................................................36

Этилформиат..........................................................................................................................................37

Список литературы:...............................................................................................................................38

Ацетанилид

Источник: Голодников, 197

+ (CH

CO)

O → C

NHCOCH

+ CH

COOH

Реактивы:

Анилин свежеперегнанный………………………………………….2,3 г (0,025 моль)

Уксусный ангидрид…………………………………………………..3 мл (0,03 моль)

Уксуснокислый натрий………………………………………………3,8 г

Соляная кислота (d 1,19)……………………………………………...2 мл

В стакане к 60 мл воды приливают 2 мл концентрированной соляной кислоты и при

перемешивании добавляют 2,3 г анилина. Если раствор окрашен, прибавляют 0,5 г

активированного угля, содержимое стакана перемешивают в течение 5 минут и фильтруют.

Бесцветный раствор нагревают до 50

С, приливают 3 мл уксусного ангидрида и перемешивают до

полного его растворения. Затем немедленно приливают раствор, содержащий 3,8 г уксуснокислого

натрия в 12 мл воды, хорошо перемешивают и охлаждают льдом. Выпавшие кристаллы

ацетанилида отфильтровывают на воронке Бюхнера и промывают небольшим количеством

ледяной воды. Продукт перекристаллизовывают из воды. Выход 2,7 г (80 % теоретического), т. пл.

114

С.

Ацетилсалициловая кислота (аспирин)

Источник: Голодников, 198

AcOH

Реактивы:

Салициловая кислота………………………………………….1,3 г (),0094 моля)

Уксусный ангидрид……………………………………………1,2 г (0,012 моля)

Серная кислота (d 1,84)

Толуол

В круглодонной колбе, снабженной обратным холодильником, растворяют при слабом

нагревании 1,3 г салициловой кислоты в 1,2 г уксусного ангидрида и затем прибавляют одну

каплю концентрированной серной кислоты. Реакционную смесь нагревают в течение часа на

водяной бане при 60

С. Затем повышают температуру бани до 90-95

С и продолжают нагревание

вновь в течение часа. Реакционную смесь охлаждают при помешивании; продукт реакции

отсасывают на фильтре Шотта (примечание) и промывают его сначала ледяной водой, а затем

небольшим количеством холодного толуола. Выход 1,5 г (88 % теоретического), т. пл. 135

С. В

случае недостаточной чистоты препарата его можно перекристаллизовать из бензола или

хлороформа.

Примечание. Из маточного раствора выпариванием и последующей перекристаллизацией

удается получить еще некоторое количество аспирина.

Бензальацетофенон (халкон)

Источник: Агрономов, 98

-H

В погруженный в баню со льдом стакан емкостью 250 мл, снабженный мешалкой и

термометром, помещают раствор 2,18 г NaOH в смеси 19,6 г воды и 10 г (12,25 мл) 95 %-ного

этилового спирта. В щелочной раствор добавляют 5 г бензальдегида.

Во время реакции температуру смеси поддерживают строго в интервале 15-30

С и смесь

перемешивают очень энергично (см. примечание). Через 2-3 часа смесь загустевает и

размешивание делается невозможным. Тогда вынимают мешалку и оставляют смесь на холоду на

8 часов (можно на ночь). Затем охлаждают реакционную смесь льдом с солью, отфильтровывают

на воронке Бюхнера в холодном состоянии выпавший бензальацетофенон, промывают его на

фильтре 3 мл охлажденного до 0

С этанола и высушивают на воздухе до постоянной массы.

Выход около 8 г (90 % от теоретического).

Т.пл. 50-54

С. После перекристаллизации из 95 % этанола (4 г на 1 г халкона) получают 7 г

бензальацетофенона; т. пл. 55-57

С.

Примечание. Если температура реакции слишком низка или размешивание производится

слишком медленно, то халкон выделяется в виде масла, которое позднее затвердевает в виде

крупных комков. Если температуре дать подняться выше 30

С, то побочные реакции приведут к

уменьшению выхода и снижению чистоты халкона. Оптимальная температура реакции 26

С.

Бензиловый спирт

Источник: Гинзбург, 155

H H

H ONa

Реактивы:

Бензойный альдегид…………………………………………………25 г (23,8 мл)

Формалин (35-40 %-ный)……………………………………………50 мл

Едкий натр (40 %-ный раствор)……………………………………..50 мл

В колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником, вливают 25 г бензойного

альдегида, 60 мл воды и 50 мл формалина. При постоянном перемешивании добавляют раствор

едкого натра, и температура реакционной смеси повышается до 70

С. Затем реакционную массу

оставляют стоять в течение 10 ч. Жидкость разделяется на два слоя: верхний слой – бензиловый

спирт – отделяют, промывают бисульфитом и водой, высушивают безводным сернокислым

натрием и перегоняют в вакууме.

Выход 15-16 г. Т. кип. 206

С.

Бензиловый спирт и бензойная кислота

Источник: Гинзбург, 155

KOH

Реактивы:

Бензойный альдегид…………………………………………………….20 г (19 мл)

Едкое кали………………………………………………………………..18 г

Эфир

Бисульфит натрия

Углекислый натрий

Сернокислый натрий

Соляная кислота

Смешивают 20 г свежеперегнанного бензойного альдегида с охлажденным раствором 18 г

едкого кали в 12 мл воды и встряхивают до образования стойкой эмульсии. Смесь оставляют

стоять на ночь. Затем к смеси прибавляют небольшое количество воды до полного растворения

осадка и дважды извлекают бензиловый спирт эфиром (по 20 мл). Для удаления

непрореагировавшего бензальдегида соединенные эфирные вытяжки промывают

концентрированным раствором бисульфита натрия (2 раза по 5 мл) и раствором соды. Эфирный

раствор сушат безводным сернокислым натрием и отгоняют эфир на ротационном испарителе.

Остаток перегоняют в вакууме. Выход чистого бензилового спирта около 8 граммов. Т. кип. 205, 5

С.

Водный раствор подкисляют соляной кислотой, выделившуюся бензойную кислоту

отфильтровывают и либо перекристаллизовывают из горячей воды, либо возгоняют в

сублиматоре. Выход 9-10 г. Т. пл. 121-122

С.

Бензоилацетон

Источник: Методика к практикуму, 47

O Et

O O

1. Na

2. AcOH

Круглодонную трехгорлую колбу емкостью 250 мл соединяют с мешалкой и обратным

холодильником, верхний конец которого закрывают хлоркальциевой трубкой. В колбу приливают

раствор ацетофенона (0,08 моля) и уксусноэтилового эфира (0,2 моля) в 60 мл абсолютного эфира

и прибавляют нарезанный ломтиками натрий (0,09 г-ат). Через короткое время начинается реакция

и эфир закипает. После того как эфир перестанет кипеть, колбу нагревают еще в течение 45 мин на

масляной бане, нагретой до 50

С. Реакционной смеси дают охладиться, приливают 10 мл этанола

для растворения остатка Na. Выделившийся натрийбензоилацетон отсасывают на воронке

Бюхнера, промывают сухим эфиром и отжимают между листами фильтровальной бумаги. Продукт

растворяют в 100 мл воды, фильтруют и из фильтрата осаждают бензоилацетон, подкисляя

раствор уксусной кислотой (при охлаждении льдом). Выделившиеся кристаллы отсасывают,

промывают водой и перекристаллизовывают из 50 %-ного этанола. Т. пл. 60

С. Выход около 8 г.

Бензойная кислота

Источник: Гинзбург, 221, 217

PhBr + Mg PhMgBr

PhMgBr + CO

PhCO

MgBr PhCO

H + MgBrCl

HCl

Реактивы:

Магний………………………………………………………………………..9 г

Бромбензол…………………………………………………………………..59 г (49 мл)

Двуокись углерода

Абсолютный эфир…………………………………………………………..100 мл

Эфир для экстракции

Йод кристаллический

В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой и обратным холодильником с

хлоркальциевой трубкой, помещают несколько кристаллов йода и 9 г магния. Колбу осторожно

нагревают спиртовкой до появления фиолетовых паров йода. После охлаждения в колбу заливают

небольшое количество абсолютного эфира (10-20 мл).

В капельную воронку наливают раствор 59 г бромбензола в 60 мл абсолютного эфира.

Включают мешалку и при перемешивании прибавляют сразу 10-20 мл эфирного раствора

бромбензола. Для начала реакции реакционную смесь нагревают на водяной бане, температура

которой 40-55

С.

После того как реакция начнется (обесцвечивание йода, появление белой мути), баню

убирают и по каплям прибавляют остаток эфирного раствора бромбензола с такой скоростью,

чтобы все время происходило легкое кипение эфира. После прибавления всего бромбензола в

колбу доливают остаток абсолютного эфира (20-30 мл) и нагревают реакционную массу на

водяной бане 20-30 мин. До практически полного растворения магния.

Капельную воронку заменяют трубкой для ввода газа и при охлаждении пропускают

предварительно высушенную двуокись углерода (склянка Тищенко с конц. H

). Пропускание

газа можно заменить добавлением сухого льда порциями через воронку для сухих веществ. В этом

случае внешнее охлаждение не требуется, а выход возрастает. Об окончании реакции можно

судить по загустеванию реакционной смеси при работающей мешалке.

После окончания прибавления диоксида углерода реакционную массу разлагают 5 %-ной соляной

кислотой до образования двух прозрачных слоев (если много эфира улетучилось при пропускании

газа, добавьте эфир). Эфирный слой отделяют, водный – экстрагируют дважды по 20 мл эфира.

После отгонки эфира остаток перекристаллизовывают из воды. Бензойная кислота также может

быть очищена возгонкой в сублиматоре в вакууме водоструйного насоса. Т. пл. 121-122

С. Выход

20-25 г.

п-Броманизол

Источник: Методика к практикуму, 31

-HBr

Внимание! Осторожно при работе с бромом! Кран капельной воронки должен быть тщательно

проверен и смазан.

Получение п-броманизола проводят в трехгорлой колбе емкостью 100 мл, снабженной

капельной воронкой, мешалкой и газоотводной трубкой. Конец газоотводной трубки соединен с

помощью резинового шланга с химической воронкой, погруженной в стакан с водой так, чтобы

края воронки располагались на 3 - 5 мм над поверхностью воды (во избежание засасывания воды в

колбу).

0,15 моля сухого анизола растворяют в колбе в 60 мл сухого четыреххлористого углерода и

при охлаждении на ледяной бане и хорошем перемешивании добавляют по каплям раствор 0,13

моля брома в I5 мл СCl

. После того как весь бром прибавлен, реакционную смесь перемешивают

еще 1 - 2 часа до полного обесцвечивания, полученный раствор переносят в делительную воронку,

осторожно встряхивают с 30 мл холодной воды, органический слой отделяют, промывают 5 %-

ным раствором едкого натра, вновь водой. Органическую фазу отделяют и отгоняют растворитель

на ротационном испарителе (большая часть следов воды отгоняется в виде азеотропа с ССl

поэтому сушка органической фазы не обязательна, хотя и желательна). Оставшийся п-броманизол

перегоняют в вакууме. Т. кип. 215

С (108

при 20 мм, 100

при 16 мм рт. ст.), – 1,5605. Выход

75 %.

Примечание. Синтез п-броманизола с помощью специального бромирующего реагента –

диоксандибромида – см: Агрономов А.Е., Шабаров Ю.С. Лабораторные работы в органическом

практикуме. М.: Химия, 1974. С. 158.