Н.А. Тюкавкина - Органическая химия (1125793), страница 67
Текст из файла (страница 67)
Если в процессе реакции смесь начинает сильно вспенпваться, следует на некоторое время прекратить нагрев. При этом надо следить, чтобы воду из приемника не засасывало в алонж и форштосс холодильника. После окончания реакции этилбромид (нижний слой) отделяют ог воды в делительной воронке и помещают в с у х у ю коническую колбу вместимостью 50 мл.
Колбу охлаждают в бане со льдом и по каплям при постоянном встряхивании добавляют 2 — 3 мл концентрированной серной кислоты. Этилбромид летуч, поэтому добавление кислоты следует вести медленно, постоянно охлаждая колбу в бане со льдом. Сер- Рнс. 20.17.
Прибор лля получения этилбромида. ! — круглолониая колба, 2 — «уголок», 3 — пссчаиая баня, 4 — хололиль иик Либияа, 5 — алонж, б — прин«пик, 7 — баня со льлон 476 ная кислота высушивает этилбромид и связывает непрореагировавший эта пол. После добавления серной кислоты смесь переносят в с у х у ю делительную воронку и отделяют этилбромид (верхний слой). Затем этилбромид перегоняют, собирая фракцию, кипящую в интервале 35— 40 'С.
Выход продукта - 40/ь 20.3.2. БЕНЗОЙНАЯ КИСЛОТА В круглодонную колбу вместимостью 200 мл, снабженную обратным холодильником (см. рис. 20.12)„помещают 3,4 г растертого в порошок перманганата калия, 1,2 мл толуола, 75 мл воды и 2 — 3 кусочка неглазурованного фарфора в качестве «кипятильников». Смесь кипятят на песчаной бане в течение 3 — 4 ч при периодическом взбалтывании. В процессе реакции исчезает фиолетовая окраска перманганата калия и появляется бурый осадок оксида марганца(1Ч).
Если реакционная смесь по истечении указанного времени остается окрашенной, то через форштосс холодильника добавляют несколько капель этанола до полного обесцвечивания раствора. Смесь охлаждают, осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера с отсасыванием н промывают на фильтре горячей водой (2 порции по 1О мл). Фильтрат, содержащий бензоат калия, упаривают в фарфоровой чашке до объема !5 — 20 мл и добавляют к нему 20% раствор хлороводородной кислоты до кислой реакции на лакмус. Выпавшую бензойную кислоту отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают на фильтре ледяной водой и перекристаллизовывают из воды с добавлением активированного угля.
Выход — 70'/о, т. пл. !22'С. 20.3.3. ЭТИЛАЦЕТАТ В колбу Вюрца вместимостью 100 мл, снабженную капельной воронкой и нисходящим холодильником (рис. 20.18), помещают 3 мл этанола и осторожно при перемешивании добавляют 3 мл концентрированной серной кислоты. Колбу нагревают на песчаной бане до температуры !40'С (термометр помещают в баню). После этого через капельную воронку добавляют смесь 20 мл этанола и 20 мл ледяной уксусной кислоты с такой скоростью, с какой озтоняется образовавшийся эфир. Реакция продолжается 1,5 — 2 ч, в течение которых необходимо следить, чтобы температура бани не превышала 140 "С.
К отобранному дистилляту при перемешивании небольшими порциями добавляют насыщенный раствор гидрокарбоната натрия для нейтрализации непрореагировавшей уксусной кислоты. После прекращения бурного выделения оксида углерода(1Ч) смесь переносят в делительную воронку и энергично встряхивают в течение нескольких 477 Рис. 20.!в. Прибор дпя получения этнлацетата. — колба Вюрца, 2 — канальная воронка, 3 — копопипьник Либияа, 4— аяонж, 5 — присмиик, 6 — термометр; т — песчаная баня.
минут, периодически открывая кран воронки. Нижний водный слой сливают, добавляют в воронку 50% раствор хлорида кальция и встряхивают несколько минут, извлекая при этом непрореагнровавший этанол. После этого отделя1от слой этилацетата и сушат его безводным хлоридом кальция. Высушенный зтилацетат перегоняют, собирая фракцию, кипящую при 75 — 79'С. Выход - б5%, 20.3.4.ГИДРОЛИЗ ФЕНИЛСАЛИЦИЛАТА В круглодонную колбу вместимостью 50 мл, снабженную обрат. ным холодильником (см. рис. 20.)2)„помещают 2,5 г фенилсалицилата и !5 мл !0% раствора гидроксида натрия.
Смесь кипятят в течение !,5 — 2 ч на песчаной бане. После этого смесь охлаждают и пропускают в нее оксид углерода(1у) из аппарата Киппа до полного разложения феноксида натрия. Затем колбу присоединяют к прибору для перегонки с паром и отгоняют фенол с водяным паром, отбирая при этом - 300 мл дистиллята. Оставшийся в перегонной колбе раствор салицилата натрия упаривают в фарфоровой чашке до объема — !5 мл и добавляют 20'.4 раствор хлороводородной кислоты до сильно кислой реакции на лакмус.
Выпавший осадок сали- циловой кислоты отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают холодной водой и перекристаллизовывают нз воды с добавлением активированного угля. Выход — 75'А, т. пл. 159'С. К дистилляту, полученному при отгонке фенола, небольшими порциями добавляют бромную воду до появления слабой неисчезающей желтой окраски, при этом выпадает хлопьевидный осадок 2,4,6-трибромфенола. Осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают холодной водой, отжимают на фильтре, вьюушивают на воздухе и перекрнсталлнзовывшот из этанола.
Выход - 00'Ъ, т. пл. 95 'С. 20.3.6. АЦЕТИЛСАЛИЦИЛОВАЯ КИСЛОТА В коническую колбу вместимостью !О мл, снабженную обратным воздушным холодильником, помещают 1,3 г салицнловой кислоты и 1,2 мл уксусного ангидрида и добавляют ! каплю концентрированной серной кислоты. Смесь нагревают 1 ч на водяной бане при температуре 60 "С (термометр помещают в баню) После этого температуру повышают до 90 — 95 "С и продолжают нагревание в течение 1 ч. Смесь охлаждают в бане со льдом, выпавшие кристаллы отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают сначала ледяной водой, а затем небольшим количеством холодного толуола. Неочищенную ацетилсалициловую кислоту помешают в коническую колбу вместимостью 25 мл, снабженную обратным холодильником, и растворяют в минимальном количестве кипящего этанола (этанол добавляют маленькими порциями через форштосс холодильника).
Горячий спиртовой раствор выливают в 2,5-кратный объем теплой воды (- 50 "С), образовавшемуся прозрачному раствору дают медленно остыть. Выпавшие кристаллы отфильтровывают на воронке Бюхнера и высушивают на воздухе. Выход -80'/О, т. пл. 128 — 135 "С. Ацетилсалициловая кислота не имеет четкой температуры плавления, так как при нагревании частично разлагаемся. Задание 20.1. Полученная ацс~нлсалициповяя кисло~а можс~ солержазь я качестве примеси салицшювую к~~лоту Как проверни чистот) полученного прспара нР 20.3.6. АЦЕТАНИЛИД В коническую колбу вместимосгью ! 00 мл, снабженную обратным воздушным холодильником, помещают 2 мл анилина и 10 мл воды.
Колбу энергично встряхивают и к полученной эмульсии добавляют 2,7 мл уксусного ангидрида. После этого колбу нагревают на кипящей водяной бане 1Π— -15 мин, затем охлаждают в бане со льдом, 479 образовавшиеся кристаллы ацетанилида отфильтровывают на воронке Бюхнера и промывают на фильтре небольшим количеством холодной воды. Неочищенньш ацетанилид перекристаллизовывают из воды с добавлением активированного угля. Выход - 80%, т.
пл. 114'С. 20.3.7. п-АЦЕТАМИДОФЕНОЛ (ПАРАЦЕТАМОЛ) В коническую колбу вместимостью 50 мл, снабженную коротким обратным воздушным холодильником, помещают 3,1 г л-аминофенола и 10 мл водьь К полученной суспензии добавляют 3,6 мл уксусного ангидрида. Смесь нагревают на кипящей водяной бане, периодически энергично встряхивая колбу. Через |О мин весь л-аминофенол растворяется. После охлаждения из реакционной смеси выкриск таллизовывается парацетамол, который отфильтровывают на воронке Бюхнера и промывают на фильтре небольшим количеством холодной воды. Продукт перекристаллизовывают из воды, используя активированный уголь, если кристаллы были окрашены.
Выход -85%, т. пл. 169'С. 20.4. МЕТОДЫ АНАЛИЗА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Анализ органических соединений преследует цель установления строения вещества. Ввиду огромного числа разнообразных органических соединений нельзя выработать единую схему анализа, как часто делается в неорганическом качественном анализе. И все же систематическое исследование позволяет достаточно надежно и быстро идентифицировать органическое вещество Схема анализа в органической химии включает предварительные пробы, химические и спектральные методы установления строения.
20.4.1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЪ|Е ПРОБЫ Внешний вил вещества. Подавляющее большинство органических веществ в чистом виде бесцветно. Окрашены обычно лишь вещества, относящиеся к таким классам соединений, как хиноны, азосоединения и некоторые нитросоединения 1см. 6.8). Соединения определенных классов обладают характерным запахом, однако следует помнить о субъективности восприятий запаха н необходимости достаточного практического навыка. Никогда не следует пробовать вещества на вкус, так как очень многие органические вещества являются физиологически активными или токсичными. Определение физических констант.
Каждое органическое вещество обладает рядом постоянных физических величин — кон ста нт. К ним относятся температуры плавления и кипения, плотность и показатель преломления (для жидких веществ), удельное оптическое вращение (для хиральных молекул) Идентичность констант исследуемого вещества со справочными данными свидетельствует одновременно о степени чистоты вещества. Но следует иметь в виду, что совпадение ! — 2 констант является лишь доводом в пользу предполагаемой структуры, так как здесь возможно и простое совпадение. Определение растворимости. По растворимости в воде, полярньчх и неполярных органических растворителях, разбавленных кислотах и щелочах можно сделать определенные выводы о полярности молекулы и наличии тех нли нных функциональных групп. Строго говоря, растворимость в кислотах и щелочах следует отнести к химическим превращениям, так как оба явления представляют собой реакции солеобразования.
20.4.2. ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА Существуют качественные реакции, позволяющие определить наличие элементов, кроме углерода и водорода, входящих в состав органического соединения, а именно азота, галогенов, серы. В настоящее время в аналитической практике используются авто м атич е с к и е а н а л и з а т о р ы, определяющие количественный состав ряда элементов, главным образом углерода, водорода, азота. С помощью такого анализа можно составить формулу соединения. Важнейшие элементы строения — наличие функциональных групп и отчасти строение углеродного скелета — позволяет установить качественный функциональный анализ органических соединений.
Этот вопрос освещен во всех главах теоретической части курса и опытах главы 19. Химические методы установления строения развивались и совершенствовались одновременно с развитием самой органической химии Важный вклад в органический функциональный анализ внесли спектральные методы. 20.4.3. СПЕКТРАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА При воздействии электромагнитного излучения на вещество происходит поглощение этого излучения. Диапазон электромагнитных колебаний чрезвычайно широк — это волны с длинои от 10 '"— 10 " м (жесткое рентгеновское и т-излучение) до сотен метров (радиоволны). Электромагнитное излучение по-разному взаимодействует с органической молекулой, которая при этом переходит в возбуж- денное состояние.
Поглощение излучения происходит тогда, когда квант излучения соответствует разности между энергетическими уровнями невозбужденной и возбужденной молекулы, т.е. поглощается излучение с определенной длиной волны. Спектр поглощения — это распределение по длинам волн (илн частотам) интенсивности электромагнитного излучения при прохождении его через исследуемое вещество. На практике спектр поглощения получается следующим образом. Исследуемое вещество помещают между источником и приемником излучения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
