Úvod
V tomto vlákně chci představit dva způsoby anhydridu kyseliny octové. Dále je zde syntéza acetylchloridu, který se používá jako prekurzor v jedné z výše uvedených syntéz. První způsob syntézy acetanhydridu se provádí z octanu sodného a acetylchloridu. Tato metoda má některé nevýhody: acetylchlorid si musíte vyrobit (pokud ho nemůžete koupit); acetylchlorid je poměrně nepříjemná látka se silným zápachem a má toxické účinky. Na druhou stranu je tento způsob snadno proveditelný v případě, že máte možnost acetylchlorid koupit. Druhý způsob má velký výtěžek, ale musíte použít dichlorid sírový, což je poměrně exotické činidlo. V tomto tématu však můžete najít speciální návod na výrobu chloridu sírového in situ, který vyžaduje aparaturu na výrobu plynného chloru. Na konci tématu najdete také videonávod na syntézu octanu sodného (snadno získáte z kyseliny octové a jedlé sody).
Vzhled: bezbarvá kapalina se silným zápachem.
Bod varu: 139,8 °C/760 mm Hg;Vzhled: bezbarvá kapalina se silným zápachem.
Bod tání: -73,1 °C;
Molekulová hmotnost: 102,089 g/mol;
Hustota: 1,082 g/ml (20 °C);
Index lomu: 1,3901 při 20 °C/D.
Syntéza acetylchloridu
Vybavení a sklo.
- Tříhrdlá baňka s kulatým dnem, 500 ml;
- baňka s kulatým dnem, 500 ml;
- Zkumavka s CaCl2;
- Odkapávací nálevka, 50-100 ml;
- Vodní lázeň;
- Erlenmeyerova baňka, 100 ml x2 (s uzávěrem);
- Destilační přístroj;
- Retortový stojan a svorka pro upevnění přístroje;
- Laboratorní teploměr (0 °C až 100 °C) s adaptérem na baňku;
- Laboratorní váha (vhodná pro 0,1 - 200 g);
- Odměrný válec, 50-100 ml.
Reagencie.
- Chlorid fosforečný 5 (PCl5) 57 g;
- ledová kyselina octová 80 g;
- Dimethylformamid 7 ml (vysušený nad MgSO4).
Do trojhrdlé baňky s kulatým dnem o objemu 500 ml, umístěné ve vodní lázni se studenou vodou, umístíme veškerý chlorid fosforečný (PCl5), poté nainstalujeme zpětný chladič s trubicí CaCl2, teploměr a odkapávací nálevku. Do odkapávací nálevky nalijeme 40 g ledové kyseliny octové. Začneme pomalu přidávat kyselinu. Reakce probíhá bouřlivě za uvolňování chlorovodíku (HCl). Druhou porci kyseliny octové (40 g) smícháme s dimethylformamidem (DMF) ve 100 ml Erlenmeyerově baňce. Roztok DMF v kyselině se pomalu přidával k reakční směsi kapáním přes kapací nálevku. Po přidání celé kyseliny octové (první a druhé části) se reakční hmota vařila 20 minut při 80 °C. Poté se reakční nádoba ochladí na pokojovou teplotu.
Reakční hmota se destiluje ve frakční destilační aparatuře ve vodní lázni. Odebírá se frakce vroucí při 50-55 °C. Když teplota varu stoupne nad 55 °C, destilace by měla být ukončena. Acetylchlorid napadá zátky a pryžové zátky. Výtěžek je 20 %.
Anhydrid kyseliny octové z octanu sodného a acetylchloridu
Zařízení a sklo.
- Tříhrdlá baňka s kulatým dnem o objemu 250 ml;
- pláštěnka nebo olejová lázeň;
- Zkumavka s CaCl2;
- Odkapávací nálevka, 50-100 ml;
- Erlenmeyerova baňka, 100 ml x2 (s uzávěrem);
- Destilační přístroj;
- Retortový stojan a svorka pro upevnění přístroje;
- Laboratorní teploměr (0 °C až 100 °C) s adaptérem na baňku;
- Laboratorní váha (vhodná pro 0,1 - 200 g);
- Odměrný válec, 50-100 ml;
- Varné kameny.
Reagencie.
- Octan sodný (NaOAc) 60 g;
- Acetylchlorid 40 g (36 ml).
Musí být dodržena bezpečnostní opatření pro vyloučení vlhkosti. Do 250 ml baňky s kulatým dnem se vloží 60 g jemně rozemletého bezvodého octanu sodného ( *). Na místo umístěte kondenzátor, suchou přijímací baňku a sušící trubici; přijímač nemusí být chlazen. Zkontrolujte, zda jsou všechny spoje těsné. Reakční baňku ochlaďte v lázni se studenou vodou a přes odkapávací nálevku přidejte po kapkách 40 g (36 ml) acetylchloridu.
Po dokončení přídavku odstraňte vodní lázeň a protřepejte baňku, aby se reaktanty dobře promíchaly. Překontrolujte těsnost spojů. Osušte baňku zvenčí ručníkem a zahřejte ji pomocí pláště nebo olejové lázně. Pokračujte v zahřívání, dokud nebude přecházet destilát, ale pevný zbytek nepřehřívejte.
K destilátu přidejte 4-6 g jemně mletého bezvodého octanu sodného, aby zreagoval s malým množstvím acetylchloridu, který může být přítomen. Přidejte vroucí třísku a surový anhydrid kyseliny octové znovu destilujte. Produkt destilace při 138-141 °C sbírejte do suché baňky. Výtěžek je 30-40 g (57-77 %).
(*) Poznámka: Komerční bezvodý octan sodný obvykle obsahuje určitou vlhkost. Pro odstranění vlhkosti roztavte 70-80 g v kastrůlku (buď v běžné troubě, nebo v mikrovlnné troubě) a míchejte, dokud se nevyloučí voda. Nepřehřívejte! Ochlaďte a rychle rozmělněte na prášek. Před použitím skladujte v těsně uzavřené nádobě.
K destilátu přidejte 4-6 g jemně mletého bezvodého octanu sodného, aby zreagoval s malým množstvím acetylchloridu, který může být přítomen. Přidejte vroucí třísku a surový anhydrid kyseliny octové znovu destilujte. Produkt destilace při 138-141 °C sbírejte do suché baňky. Výtěžek je 30-40 g (57-77 %).
(*) Poznámka: Komerční bezvodý octan sodný obvykle obsahuje určitou vlhkost. Pro odstranění vlhkosti roztavte 70-80 g v kastrůlku (buď v běžné troubě, nebo v mikrovlnné troubě) a míchejte, dokud se nevyloučí voda. Nepřehřívejte! Ochlaďte a rychle rozmělněte na prášek. Před použitím skladujte v těsně uzavřené nádobě.
Anhydrid kyseliny octové z octanu sodného a dichloridu sírového (S2Cl2)
Vybavení a skleněné nádobí.
- Tříhrdlá baňka s kulatým dnem 1000 ml;
- Kádinky 100 ml x2, 1 l x2;
- Skleněná tyčinka;
- Vodní lázeň;
- Topná deska;
- Destilační přístroj;
- Retortový stojan a svorka pro upevnění přístroje;
- Laboratorní teploměr (0 °C až 200 °C) s nástavcem na baňku;
- Laboratorní váha (vhodná pro 0,1 - 500 g).
Reagencie.
- Octan sodný (NaOAc) 400 g;
- Dichlorid sírový (S2Cl2) 260 g (nebo S2 a plynný Cl2);
- KMnO4 nebo K2Cr2O7 (několik gramů).
Připravte si 100 g čerstvě roztaveného NaOAc a 65 g dichloridu sírového (S2Cl2). Malé množství octanu sodného (NaOAc) se vloží do pekáče, ochlazeného v ledové lázni. K tomu se přidá trochu dichloridu sírového, směs se intenzivně míchá skleněnou tyčinkou, přičemž se nesmí zvýšit teplota. Pak se opět přidá trochu NaOAc a proces se několikrát opakuje, dokud se vše nepromíchá. Polotekutá hmota se převede do 1litrové baňky s kulatým dnem a třemi hrdly. Předchozí operace se opakuje čtyřikrát, takže se celkem odebere 400 g NaOAc a 260 g S2Cl2.
Baňka s kulatým dnem se poté opatří zpětným chladičem a mírně se zahřeje na vodní lázni na ~80-85 °C. Jakmile reakce začne, ohřev se přeruší a v případě, že reakce probíhá příliš bouřlivě, ochladí se studenou vodou.
Po 20-30 min se vývin SO2 zastaví a směs se zahřívá dalších 10 min na vroucí vodní lázni. Reakční produkt se poté vydestiluje ve vakuu, poté se znovu frakcionuje při atmosférickém tlaku a sbírá se frakce vroucí mezi 138-141 °C.
Pro další čištění se destiluje s 2-3 % KMnO4 nebo K2Cr2O7 pro odbourání sirných nečistot (zkouška na jejich přítomnost: 1 ml destilátu po neutralizaci čistým NH3 nesmí při ošetření Pb(AcO)2 dávat tmavou sraženinu) Výtěžek je ~90 % na bázi S2Cl2.
Pro další čištění se destiluje s 2-3 % KMnO4 nebo K2Cr2O7 pro odbourání sirných nečistot (zkouška na jejich přítomnost: 1 ml destilátu po neutralizaci čistým NH3 nesmí při ošetření Pb(AcO)2 dávat tmavou sraženinu) Výtěžek je ~90 % na bázi S2Cl2.
Jiný způsob s generováním chloridu sírového in situ
Rychle a důkladně se smíchá 205-215 g jemného práškového octanu sodného (NaOAc) a 10 g suchého prášku síry (S2), směs se rychle přenese do širokohrdlé 1litrové baňky s kulatým dnem a navlhčí se 25 ml kyseliny octové. Do baňky se přes gumovou zátku prodlouží 1) široká trubička pro přívod chloru 2) horní míchadlo, které se utěsní kouskem gumové trubičky namazané vazelínou, a 3) výstupní trubička pro uvolňování přebytečného chloru (Cl2). Baňka je ponořena do ledové lázně. Chlor se zpočátku přivádí opatrně, za častého míchání nebo protřepávání, postupem času se reakce zahřívá a je stále tekutější, takže míchadlo se může po určité době otáčet motorkem. Proud chlóru by měl být regulován tak, aby byl téměř všechen absorbován. Když se reakční směs přestane zahřívat a Cl2 se již neabsorbuje, obsah reakce se vydestiluje ve vakuu při teplotě olejové lázně ~150-180 °C, poté se znovu vydestiluje za běžného tlaku a shromáždí se frakce vroucí mezi 138 a 141 °C. Výtěžek ~90 %.
Syntéza octanu sodného (NaOAc)
Last edited:
