Introduzione
In questa discussione voglio rappresentare due modi di ottenere l'anidride acetica. Inoltre, c'è la sintesi del cloruro di acetile, che viene utilizzato come precursore in una delle sintesi sopra citate. Il primo metodo di sintesi dell'anidride acetica si realizza a partire da acetato di sodio e cloruro di acetile. Questo metodo presenta alcuni svantaggi: bisogna produrre il cloruro di acetile (se non è possibile acquistarlo); il cloruro di acetile è una sostanza piuttosto sgradevole con un forte odore e ha effetti tossici. D'altra parte, questo metodo è facile da attuare se si ha la possibilità di acquistare il cloruro di acile. Il secondo metodo ha un'ottima resa, ma è necessario utilizzare il dicloruro di disolfo, un reagente piuttosto esotico. Ma in questo topic potete trovare un manuale speciale per produrre cloruro di zolfo in situ, che richiede un apparecchio per la produzione di cloro gassoso. Inoltre, alla fine dell'argomento è possibile trovare un manuale video sulla sintesi dell'acetato di sodio (facile da ottenere dall'acido acetico e dalla soda da cucina).
Aspetto: liquido incolore con odore forte.
Punto di ebollizione: 139,8 °C/760 mm Hg;Aspetto: liquido incolore con odore forte.
Punto di fusione: -73,1 °C;
Peso molecolare: 102,089 g/mol;
Densità: 1,082 g/ml (20 °C);
Indice di rifrazione: 1,3901 a 20 °C/D.
Sintesi del cloruro di acetile
Apparecchiature e vetreria.
- Pallone a fondo tondo a tre colli da 500 ml;
- Pallone a fondo tondo da 500 ml;
- Tubo di CaCl2;
- Imbuto a goccia, 50-100 ml;
- Bagno ad acqua;
- Beuta da 100 ml x2 (con tappo);
- Apparecchiatura di distillazione;
- Supporto per storta e morsetto per fissare l'apparecchiatura;
- Termometro da laboratorio (da 0 °C a 100 °C) con adattatore per matraccio;
- Bilancia da laboratorio (adatta da 0,1 a 200 g);
- Cilindro di misura da 50-100 ml.
Reagenti.
- Cloruro di fosforo 5 (PCl5) 57 g;
- Acido acetico glaciale 80 g;
- Dimetilformammide 7 ml (essiccata su MgSO4).
In un pallone a fondo tondo a tre colli da 500 ml, posto a bagnomaria con acqua fredda, mettiamo tutto il cloruro di fosforo (PCl5), quindi installiamo un condensatore a ricaduta con un tubo di CaCl2, un termometro e un imbuto a goccia. Versiamo 40 g di acido acetico glaciale nell'imbuto a goccia. Iniziamo ad aggiungere lentamente l'acido. La reazione procede violentemente con la liberazione di cloruro di idrogeno (HCl). Mescolare la seconda porzione di acido acetico (40 g) con dimetilformammide (DMF) in una beuta da 100 ml. La soluzione di DMF in acido è stata aggiunta lentamente alla miscela di reazione per gocciolamento attraverso un imbuto separatore. Dopo aver aggiunto tutto l'acido acetico (la prima e la seconda parte), la massa di reazione viene fatta bollire per 20 minuti a 80 °C. Successivamente, si raffredda il recipiente di reazione a temperatura ambiente.
La massa di reazione viene distillata in un apparecchio di distillazione frazionata a bagnomaria. Si raccoglie la frazione che bolle a 50-55 °C. Quando il punto di ebollizione supera i 55 °C, la distillazione deve essere terminata. L'acetilcloruro attacca i tappi di sughero e di gomma. La resa è del 20%.
Anidride acetica da acetato di sodio e cloruro di acile
Apparecchiature e vetreria.
- Pallone a tre colli a fondo tondo da 250 ml;
- Mantello o bagno d'olio;
- Tubo di CaCl2;
- Imbuto a goccia, 50-100 ml;
- Beuta da 100 ml x2 (con tappo);
- Apparecchiatura di distillazione;
- Supporto per storta e morsetto per fissare l'apparecchiatura;
- Termometro da laboratorio (da 0 °C a 100 °C) con adattatore per matraccio;
- Bilancia da laboratorio (adatta da 0,1 a 200 g);
- Cilindro graduato da 50-100 ml;
- Pietre per l'ebollizione.
Reagenti.
- Acetato di sodio (NaOAc) 60 g;
- Acetilcloruro 40 g (36 ml).
Osservare le precauzioni per escludere l'umidità. In un pallone a fondo tondo da 250 ml, porre 60 g di acetato di sodio anidro finemente polverizzato (*). Disporre il condensatore, il pallone di raccolta asciutto e il tubo di essiccazione; non è necessario raffreddare il ricevitore. Controllare che tutti i collegamenti siano ben saldi. Raffreddare il pallone di reazione in un bagno di acqua fredda e aggiungere a goccia, attraverso l'imbuto gocciolatore, 40 g (36 ml) di cloruro di acetile.
Al termine dell'aggiunta, togliere il bagno d'acqua e agitare il matraccio per ottenere una buona miscelazione dei reagenti. Ricontrollare la tenuta delle connessioni. Asciugare l'esterno del matraccio con un asciugamano e riscaldarlo con un mantello o un bagno d'olio. Continuare il riscaldamento fino a quando non esce più distillato, ma non surriscaldare il residuo solido.
Al distillato aggiungere 4-6 g di acetato di sodio anidro finemente polverizzato, per farlo reagire con una piccola quantità di cloruro di acetile eventualmente presente. Aggiungere un truciolo bollente e ridistillare l'anidride acetica grezza. Raccogliere il prodotto distillando a 138-141 °C in un pallone asciutto. La resa è di 30-40 g (57-77%).
(*) Nota: l' acetato di sodio anidro commerciale contiene solitamente una certa umidità. Per rimuovere l'umidità, fondere 70-80 g in una casseruola (in un forno normale o in un microonde) e mescolare fino a quando non si sviluppa più acqua. Non surriscaldare! Raffreddare e polverizzare rapidamente. Conservare in un contenitore ermetico prima dell'uso.
Al distillato aggiungere 4-6 g di acetato di sodio anidro finemente polverizzato, per farlo reagire con una piccola quantità di cloruro di acetile eventualmente presente. Aggiungere un truciolo bollente e ridistillare l'anidride acetica grezza. Raccogliere il prodotto distillando a 138-141 °C in un pallone asciutto. La resa è di 30-40 g (57-77%).
(*) Nota: l' acetato di sodio anidro commerciale contiene solitamente una certa umidità. Per rimuovere l'umidità, fondere 70-80 g in una casseruola (in un forno normale o in un microonde) e mescolare fino a quando non si sviluppa più acqua. Non surriscaldare! Raffreddare e polverizzare rapidamente. Conservare in un contenitore ermetico prima dell'uso.
Anidride acetica da acetato di sodio e dicloruro di zolfo (S2Cl2)
Apparecchiature e vetreria.
- Pallone a fondo tondo a tre colli 1000 ml;
- Becher 100 ml x2, 1 l x2;
- Bacchetta di vetro;
- Bagnomaria;
- Piastra riscaldante;
- Apparecchiatura di distillazione;
- Supporto per storta e morsetto per fissare l'apparecchio;
- Termometro da laboratorio (da 0 °C a 200 °C) con adattatore per matraccio;
- Bilancia da laboratorio (adatta da 0,1 a 500 g).
Reagenti.
- Acetato di sodio (NaOAc) 400 g;
- Dicloruro di zolfo (S2Cl2) 260 g (o gas S2 e Cl2);
- KMnO4 o K2Cr2O7 (pochi grammi).
Preparare 100 g di NaOAc appena fuso e 65 g di dicloruro di zolfo (S2Cl2). Una piccola quantità di acetato di sodio (NaOAc) viene posta in un baker, raffreddata in un bagno di ghiaccio. Si aggiunge un po' di dicloruro di zolfo e si agita vigorosamente la miscela con una bacchetta di vetro, senza far salire la temperatura. Quindi si aggiunge di nuovo NaOAc e si ripete il processo più volte fino a quando non si è mescolato tutto. La massa semiliquida viene trasferita in un matraccio a fondo tondo a tre colli da 1 litro. L'operazione precedente viene ripetuta 4 volte, in modo da ottenere un totale di 400 g di NaOAc e 260 g di S2Cl2.
Il matraccio a fondo tondo viene quindi dotato di un condensatore a ricaduta e riscaldato dolcemente su un bagnomaria a ~80-85 °C. Non appena la reazione inizia, il riscaldamento viene rimosso e, nel caso in cui la reazione diventi troppo vigorosa, viene raffreddato con acqua fredda.
Dopo 20-30 minuti, l'evoluzione di SO2 cessa e la miscela viene riscaldata per altri 10 minuti su bagnomaria bollente. Il prodotto di reazione viene quindi distillato sotto vuoto, poi ridistillato frazionatamente a pressione atmosferica, raccogliendo la frazione che bolle tra 138-141 °C.
Per un'ulteriore purificazione viene distillato con il 2-3% di KMnO4 o K2Cr2O7 per eliminare i contaminanti solforosi (test per verificarne la presenza: 1 ml del distillato dopo la neutralizzazione con NH3 puro non deve dare un precipitato scuro al trattamento con Pb(AcO)2) La resa è di ~90 % in base a S2Cl2.
Per un'ulteriore purificazione viene distillato con il 2-3% di KMnO4 o K2Cr2O7 per eliminare i contaminanti solforosi (test per verificarne la presenza: 1 ml del distillato dopo la neutralizzazione con NH3 puro non deve dare un precipitato scuro al trattamento con Pb(AcO)2) La resa è di ~90 % in base a S2Cl2.
Un altro modo per generare cloruro di zolfo in situ
Mescolare rapidamente e accuratamente 205-215 g di acetato di sodio fine polverizzato (NaOAc) e 10 g di polvere di zolfo secco (S2); la miscela viene rapidamente trasferita in un matraccio a fondo tondo a tre colli da 1 litro a bocca larga e bagnata con 25 ml di acido acetico. Nel matraccio, attraverso il tappo di gomma, si estende 1) un tubo largo per l'ingresso del cloro 2) un agitatore in testa, che viene sigillato con un pezzo di tubo di gomma unto con vaselina e 3) un tubo di uscita per il rilascio del cloro (Cl2) in eccesso. La beuta è immersa in un bagno di ghiaccio. Il cloro viene inizialmente introdotto con cautela, agitando o scuotendo frequentemente; con il passare del tempo la reazione diventa più calda e sempre più liquida, per cui l'agitatore può essere fatto ruotare con un motore. Il flusso di cloro deve essere regolato in modo che venga assorbito quasi tutto. Quando la miscela di reazione smette di riscaldarsi e il Cl2 non viene più assorbito, il contenuto della reazione viene distillato in vacuo a temperatura di bagno d'olio ~150-180 °C, quindi ridistillato a pressione ordinaria, raccogliendo la frazione che bolle tra 138 e 141 °C. Resa ~90 %.
Sintesi dell'acetato di sodio (NaOAc)
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