Įvadas
Šioje temoje noriu pavaizduoti du acto anhidrido būdus. Be to, yra acetilchlorido sintezė, kuris naudojamas kaip pirmtakas vienoje iš minėtų sintezių. Pirmasis acto anhidrido sintezės būdas atliekamas iš natrio acetato ir acetilchlorido. Šis būdas turi tam tikrų trūkumų: reikia pasigaminti acetilchlorido (jei jo negalima nusipirkti); acetilchloridas yra gana nemaloni, stipraus kvapo ir toksiška medžiaga. Kita vertus, jei turite galimybę įsigyti acetilchlorido, šį būdą lengva įgyvendinti. Antrasis būdas pasižymi didele išeiga, tačiau reikia naudoti sieros dichloridą, kuris yra gana egzotiškas reagentas. Tačiau šioje temoje galite rasti specialų vadovą, kaip gaminti sieros chloridą in situ, kuriam reikia chloro dujų gamybos aparato. Taip pat temos pabaigoje galite rasti natrio acetato sintezės (lengvai gaunamo iš acto rūgšties ir sodos) vaizdo instrukciją.
Išvaizda: bespalvis, stipraus kvapo skystis.
Virimo temperatūra: 139,8 °C/760 mm Hg;Išvaizda: bespalvis, stipraus kvapo skystis.
Lydymosi temperatūra: -73,1 °C;
Molekulinė masė: 102,089 g/mol;
Tankis: 1,082 g/ml (20 °C);
Lūžio rodiklis: 1,3901 (20 °C/D).
Acetilchlorido sintezė
Įranga ir stikliniai indai.
- Trijų kaklelių kolba su apvaliu dugnu, 500 ml;
- Apvaliojo dugno kolba, 500 ml;
- CaCl2 mėgintuvėlis;
- 50-100 ml piltuvėlis;
- Vandens vonia;
- Erlenmejerio kolba, 100 ml x2 (su dangteliu);
- Distiliavimo aparatas;
- Retorto stovas ir spaustukas aparatui pritvirtinti;
- Laboratorinis termometras (nuo 0 °C iki 100 °C) su kolbos adapteriu;
- Laboratorinės svarstyklės (tinka nuo 0,1 iki 200 g);
- Matavimo cilindras, 50-100 ml.
Reagentai.
- Fosforo chloridas 5 (PCl5) 57 g;
- Ledinė acto rūgštis 80 g;
- Dimetilformamidas 7 ml (išdžiovintas virš MgSO4).
Į apvaliadugnę trijų kaklelių 500 ml kolbą, pastatytą į vandens vonią su šaltu vandeniu, supilame visą fosforo chloridą (PCl5), tada įstatome grįžtamąjį kondensatorių su CaCl2 vamzdeliu, termometrą ir piltuvėlį. Į piltuvėlį įpilame 40 g ledinės acto rūgšties. Pradedame lėtai pilti rūgštį. Reakcija vyksta audringai, išsiskiria vandenilio chloridas (HCl). Antrąją acto rūgšties porciją (40 g) sumaišome su dimetilformamidu (DMF) 100 ml Erlenmejerio kolboje. DMF rūgšties tirpalas į reakcijos mišinį buvo lėtai įpiltas lašinant per lašelinį piltuvą. Įpylus visą acto rūgštį (pirmąją ir antrąją dalis), reakcijos masė virinama 20 minučių 80 °C temperatūroje. Po to reakcijos indas atvėsinamas iki kambario temperatūros.
Reakcijos masė distiliuojama frakcinės distiliacijos aparatu vandens vonioje. Surenkama frakcija, verdanti 50-55 °C temperatūroje. Kai virimo temperatūra pakyla virš 55 °C, distiliavimas turi būti baigtas. Acetilchloridas pažeidžia kamščius ir guminius kamštelius. Išeiga yra 20 %.
Acto rūgšties anhidridas iš natrio acetato ir acetilchlorido
Įranga ir stikliniai indai.
- Trijų kaklelių kolba su apvaliu dugnu, 250 ml;
- Mentelė arba aliejinė vonia;
- CaCl2 mėgintuvėlis;
- 50-100 ml piltuvėlis;
- Erlenmejerio kolba, 100 ml x2 (su dangteliu);
- Distiliavimo aparatas;
- Retorto stovas ir spaustukas aparatui pritvirtinti;
- Laboratorinis termometras (nuo 0 °C iki 100 °C) su kolbos adapteriu;
- Laboratorinės svarstyklės (tinka nuo 0,1 iki 200 g);
- Matavimo cilindras, 50-100 ml;
- Virinimo akmenys.
Reagentai.
- Natrio acetatas (NaOAc) 60 g;
- Acetilchloridas 40 g (36 ml).
Būtina laikytis atsargumo priemonių, kad būtų pašalinta drėgmė. Į 250 ml kolbą su apvaliu dugnu įdedama 60 g smulkiai susmulkinto bevandenio natrio acetato (*). Įrengiamas kondensatorius, sausa priėmimo kolba ir džiovinimo vamzdelis; imtuvo nereikia aušinti. Patikrinkite, ar visi sujungimai yra sandarūs. Reakcijos kolbą atvėsinkite šalto vandens vonioje ir per lašelinį piltuvėlį lašiniu būdu įpilkite 40 g (36 ml) acetilchlorido.
Baigę pilti, nuimkite vandens vonelę ir kolbą pakratykite, kad reaguojančios medžiagos gerai susimaišytų. Pakartotinai patikrinkite jungčių sandarumą. Kolbos išorę nusausinkite rankšluosčiu ir pašildykite kolbą su mantija arba aliejine vonia. Kaitinkite tol, kol nebeliks distiliato, bet neperkaitinkite kietojo likučio.
Į distiliatą įpilkite 4-6 g smulkiai sumalto bevandenio natrio acetato, kad sureaguotų su nedideliu kiekiu acetilchlorido, kurio gali būti. Įpilkite verdančią drožlę ir pakartotinai distiliuokite neapdorotą acto anhidridą. Surinkite 138-141 °C temperatūroje distiliuojamą produktą į sausą kolbą. Gaunama 30-40 g (57-77 %).
(*) Pastaba: komerciniame bevandeniame natrio acetate paprastai yra šiek tiek drėgmės. Norint pašalinti drėgmę, 70-80 g supilkite į puodą (įprastoje orkaitėje arba mikrobangų krosnelėje) ir maišykite, kol nebeliks vandens. Neperkaitinkite! Atvėsinkite ir greitai susmulkinkite. Prieš naudojimą laikykite sandariai uždarytame inde.
Į distiliatą įpilkite 4-6 g smulkiai sumalto bevandenio natrio acetato, kad sureaguotų su nedideliu kiekiu acetilchlorido, kurio gali būti. Įpilkite verdančią drožlę ir pakartotinai distiliuokite neapdorotą acto anhidridą. Surinkite 138-141 °C temperatūroje distiliuojamą produktą į sausą kolbą. Gaunama 30-40 g (57-77 %).
(*) Pastaba: komerciniame bevandeniame natrio acetate paprastai yra šiek tiek drėgmės. Norint pašalinti drėgmę, 70-80 g supilkite į puodą (įprastoje orkaitėje arba mikrobangų krosnelėje) ir maišykite, kol nebeliks vandens. Neperkaitinkite! Atvėsinkite ir greitai susmulkinkite. Prieš naudojimą laikykite sandariai uždarytame inde.
Acto anhidrido sintezė iš natrio acetato ir sieros dichlorido (S2Cl2)
Įranga ir stikliniai indai.
- Trijų kaklelių kolba su apvaliu dugnu 1000 ml;
- 100 ml x2, 1 l x2;
- Stiklinė lazdelė;
- Vandens vonia;
- Šildymo plokštelė;
- Distiliavimo aparatas;
- Retorto stovas ir spaustukas aparatui pritvirtinti;
- Laboratorinis termometras (nuo 0 °C iki 200 °C) su kolbos adapteriu;
- Laboratorinės svarstyklės (tinka nuo 0,1 iki 500 g).
Reagentai.
- Natrio acetatas (NaOAc) 400 g;
- sieros dichloridas (S2Cl2) 260 g (arba S2 ir Cl2 dujos);
- KMnO4 arba K2Cr2O7 (keli gramai).
Paruoškite 100 g šviežiai lydyto NaOAc ir 65 g sieros dichlorido (S2Cl2). Nedidelis kiekis natrio acetato (NaOAc) įdedamas į keptuvę, atšaldomas ledo vonelėje. Į jį įpilama šiek tiek sieros dichlorido, mišinys energingai maišomas stikline lazdele, neleidžiant pakilti temperatūrai. Tada vėl įpilama šiek tiek NaOAc ir procesas kartojamas kelis kartus, kol viskas susimaišo. Pusiau skysta masė perpilama į 1 litro talpos trijų kaklelių kolbą su apvaliu dugnu. Ankstesnė operacija kartojama 4 kartus, taigi iš viso imama 400 g NaOAc ir 260 g S2Cl2.
Tada apvaliadugnėje kolboje įstatomas grįžtamasis kondensatorius ir švelniai kaitinama vandens vonioje iki ~80-85 °C temperatūros. Prasidėjus reakcijai, kaitinimas nutraukiamas, o jei reakcija tampa pernelyg intensyvi, ji atšaldoma šaltu vandeniu.
Po 20-30 min. SO2 išsiskyrimas nutrūksta ir mišinys dar 10 min. kaitinamas ant verdančio vandens vonelės. Tada reakcijos produktas distiliuojamas vakuume, po to pakartotinai distiliuojamas frakcijomis, esant atmosferos slėgiui, surenkant frakciją, kurios temperatūra 138-141 °C.
Tolesniam gryninimui distiliuojama su 2-3 % KMnO4 arba K2Cr2O7, kad būtų išskaidyti sieros teršalai (jų buvimo bandymas: 1 ml distiliato, neutralizuoto grynu NH3, apdorojant Pb(AcO)2, neturi susidaryti tamsių nuosėdų) .
Tolesniam gryninimui distiliuojama su 2-3 % KMnO4 arba K2Cr2O7, kad būtų išskaidyti sieros teršalai (jų buvimo bandymas: 1 ml distiliato, neutralizuoto grynu NH3, apdorojant Pb(AcO)2, neturi susidaryti tamsių nuosėdų) .
Kitas būdas generuoti sieros chloridą in situ
Greitai ir kruopščiai sumaišoma 205-215 g miltelių pavidalo smulkaus natrio acetato (NaOAc) ir 10 g sausų sieros miltelių (S2), mišinys greitai perpilamas į plačiakaklę 1 litro talpos trijų kaklelių kolbą su apvaliu dugnu ir sudrėkinamas 25 ml acto rūgšties. Į kolbą per guminį kamštį įkišami: 1) platus vamzdelis chloro įtekėjimui 2) viršutinė maišyklė, kuri užsandarinama vazelinu suteptu guminio vamzdelio gabalėliu, ir 3) išvestinis vamzdelis chloro (Cl2) pertekliui išleisti. Kolba panardinama į ledo vonią. Iš pradžių chloras į kolbą leidžiamas atsargiai, dažnai maišant arba kratant, laikui bėgant reakcija tampa karštesnė ir vis skystesnė, todėl po kurio laiko maišyklė gali būti sukama varikliu. Chloro srautas turi būti reguliuojamas taip, kad beveik visas jis būtų absorbuotas. Kai reakcijos mišinys nustoja šilti ir Cl2 nebeįsigeria, reakcijos turinys distiliuojamas vakuume, esant aliejinės vonios temperatūrai ~150-180 °C, po to vėl distiliuojamas įprastu slėgiu, surenkant frakciją, verdančią 138-141 °C temperatūroje. Išeiga ~ 90 %.
Natrio acetato (NaOAc) sintezė
Last edited:
