Wprowadzenie
W tym wątku chcę przedstawić dwa sposoby otrzymywania bezwodnika octowego. Ponadto, istnieje synteza chlorku acetylu, który jest wykorzystywany jako prekursor w jednej z powyższych syntez. Pierwszy sposób syntezy bezwodnika octowego przeprowadza się z octanu sodu i chlorku acetylu. Ta metoda ma pewne wady: trzeba wyprodukować chlorek acetylu (jeśli nie można go kupić); chlorek acetylu jest dość nieprzyjemną substancją o silnym zapachu i ma działanie toksyczne. Z drugiej strony, ten sposób jest łatwy do wdrożenia w przypadku, gdy masz możliwość zakupu chlorku acetylu. Drugi sposób ma dużą wydajność, ale trzeba użyć dichlorku disiarki, który jest dość egzotycznym odczynnikiem. Ale w tym temacie można znaleźć specjalną instrukcję produkcji chlorku siarki in situ, która wymaga aparatury do produkcji chloru gazowego. Na końcu tematu znajduje się również instrukcja wideo syntezy octanu sodu (łatwego do uzyskania z kwasu octowego i sody oczyszczonej).
Wygląd: bezbarwna ciecz o silnym zapachu.
Temperatura wrzenia: 139,8 °C/760 mm Hg;Wygląd: bezbarwna ciecz o silnym zapachu.
Temperatura topnienia: -73,1 °C;
Masa cząsteczkowa: 102,089 g/mol;
Gęstość: 1,082 g/ml (20 °C);
Współczynnik załamania światła: 1,3901 przy 20 °C/D.
Synteza chlorku acetylu
Sprzęt i szkło.
- Kolba okrągłodenna z trzema szyjkami, 500 ml;
- Kolba okrągłodenna, 500 ml;
- Probówka z CaCl2;
- Lejek ociekowy, 50-100 ml;
- Łaźnia wodna;
- Kolba Erlenmeyera, 100 ml x2 (z zakrętką);
- Aparatura destylacyjna;
- Statyw retortowy i zacisk do mocowania aparatu;
- Termometr laboratoryjny (od 0 °C do 100 °C) z adapterem do kolby;
- Waga laboratoryjna (odpowiednia 0,1 - 200 g);
- Cylinder miarowy, 50-100 ml.
Odczynniki.
- Chlorek fosforu 5 (PCl5) 57 g;
- Kwas octowy lodowaty 80 g;
- Dimetyloformamid 7 ml (wysuszony nad MgSO4).
W okrągłodennej kolbie trójszyjnej o pojemności 500 ml, umieszczonej w łaźni wodnej z zimną wodą, umieszczamy cały chlorek fosforu (PCl5), a następnie instalujemy chłodnicę zwrotną z rurką CaCl2, termometr i lejek ociekowy. Do lejka wlewamy 40 g lodowatego kwasu octowego. Zaczynamy powoli dodawać kwas. Reakcja przebiega gwałtownie z wydzieleniem chlorowodoru (HCl). Mieszamy drugą porcję kwasu octowego (40 g) z dimetyloformamidem (DMF) w kolbie Erlenmeyera o pojemności 100 ml. Roztwór DMF w kwasie dodawano powoli do mieszaniny reakcyjnej poprzez wkraplanie przez wkraplacz. Po dodaniu całego kwasu octowego (pierwszej i drugiej części), masę reakcyjną gotuje się przez 20 minut w temperaturze 80°C. Następnie schłodzić naczynie reakcyjne do temperatury pokojowej.
Masa reakcyjna jest destylowana w aparacie do destylacji frakcyjnej w łaźni wodnej. Zbieramy frakcję wrzącą w temperaturze 50-55 °C. Gdy temperatura wrzenia wzrośnie powyżej 55 °C, destylację należy zakończyć. Chlorek acetylu atakuje korki i gumowe zatyczki. Wydajność wynosi 20%.
Bezwodnik octowy z octanu sodu i chlorku acetylu
Sprzęt i szkło.
- Trójszyjna kolba okrągłodenna 250 ml;
- Płaszcz lub łaźnia olejowa;
- Probówka z CaCl2;
- Lejek ociekowy, 50-100 ml;
- Kolba Erlenmeyera, 100 ml x2 (z zakrętką);
- Aparatura destylacyjna;
- Statyw retortowy i zacisk do mocowania aparatu;
- Termometr laboratoryjny (od 0 °C do 100 °C) z adapterem do kolby;
- Waga laboratoryjna (odpowiednia 0,1 - 200 g);
- Cylinder miarowy, 50-100 ml;
- Kamienie do gotowania.
Odczynniki.
- Octan sodu (NaOAc) 60 g;
- Chlorek acetylu 40 g (36 ml).
Należy przestrzegać środków ostrożności dotyczących wykluczenia wilgoci. W kolbie okrągłodennej o pojemności 250 ml umieścić 60 g drobno sproszkowanego bezwodnego octanu sodu (*). Umieścić na miejscu chłodnicę, suchą kolbę odbieralnika i rurkę suszącą; odbieralnik nie musi być chłodzony. Sprawdzić, czy wszystkie połączenia są szczelne. Schłodzić kolbę reakcyjną w łaźni z zimną wodą i dodać kroplami, przez lejek ociekowy, 40 g (36 ml) chlorku acetylu.
Po zakończeniu dodawania usunąć łaźnię wodną i wstrząsnąć kolbą, aby uzyskać dobre wymieszanie reagentów. Ponownie sprawdzić szczelność połączeń. Osuszyć kolbę z zewnątrz ręcznikiem i podgrzać za pomocą płaszcza lub łaźni olejowej. Kontynuować ogrzewanie do momentu, gdy nie będzie już destylatu, ale nie przegrzewać stałej pozostałości.
Do destylatu dodać 4-6 g drobno sproszkowanego bezwodnego octanu sodu, aby przereagować z niewielką ilością chlorku acetylu, który może być obecny. Dodać wrzący chip i przedestylować surowy bezwodnik octowy. Zebrać produkt destylujący w temperaturze 138-141°C w suchej kolbie. Wydajność wynosi 30-40 g (57-77%).
(*) Uwaga: Dostępny w handlu bezwodny octan sodu zwykle zawiera pewną ilość wilgoci. Aby usunąć wilgoć, należy umieścić 70-80 g w naczyniu żaroodpornym (w zwykłym piekarniku lub w kuchence mikrofalowej) i mieszać, aż przestanie wydzielać się woda. Nie przegrzewać! Ostudzić i szybko sproszkować. Przed użyciem przechowywać w szczelnie zamkniętym pojemniku.
Do destylatu dodać 4-6 g drobno sproszkowanego bezwodnego octanu sodu, aby przereagować z niewielką ilością chlorku acetylu, który może być obecny. Dodać wrzący chip i przedestylować surowy bezwodnik octowy. Zebrać produkt destylujący w temperaturze 138-141°C w suchej kolbie. Wydajność wynosi 30-40 g (57-77%).
(*) Uwaga: Dostępny w handlu bezwodny octan sodu zwykle zawiera pewną ilość wilgoci. Aby usunąć wilgoć, należy umieścić 70-80 g w naczyniu żaroodpornym (w zwykłym piekarniku lub w kuchence mikrofalowej) i mieszać, aż przestanie wydzielać się woda. Nie przegrzewać! Ostudzić i szybko sproszkować. Przed użyciem przechowywać w szczelnie zamkniętym pojemniku.
Bezwodnik octowy z octanu sodu i dichlorku dwusiarki (S2Cl2)
Sprzęt i szkło.
- Kolba okrągłodenna z trzema szyjkami 1000 ml;
- Zlewki 100 ml x2, 1 l x2;
- Pręt szklany;
- Łaźnia wodna;
- Płyta grzejna;
- Aparatura destylacyjna;
- Statyw retortowy i zacisk do mocowania aparatu;
- Termometr laboratoryjny (od 0 °C do 200 °C) z adapterem do kolby;
- Waga laboratoryjna (odpowiednia 0,1 - 500 g).
Odczynniki.
- Octan sodu (NaOAc) 400 g;
- Dichlorek dwusiarki (S2Cl2) 260 g (lub gaz S2 i Cl2);
- KMnO4 lub K2Cr2O7 (kilka gramów).
Przygotować 100 g świeżo stopionego NaOAc i 65 g dichlorku disiarki (S2Cl2). Niewielką ilość octanu sodu (NaOAc) umieszcza się w wypiekaczu i chłodzi w łaźni lodowej. Do tego dodaje się trochę dichlorku siarki, mieszaninę energicznie miesza się szklanym prętem, nie dopuszczając do wzrostu temperatury. Następnie ponownie dodaje się trochę NaOAc, a proces powtarza się kilka razy, aż wszystko zostanie wymieszane. Półpłynną masę przenosi się do kolb okrągłodennych o pojemności 1 litra z trzema szyjkami. Poprzednią operację powtarza się 4 razy, tak aby w sumie uzyskać 400 g NaOAc i 260 g S2Cl2.
Kolbę okrągłodenną wyposaża się następnie w chłodnicę zwrotną i delikatnie ogrzewa na łaźni wodnej do temperatury ~80-85°C. Jak tylko reakcja się rozpocznie, ogrzewanie jest usuwane, a w przypadku, gdy reakcja staje się zbyt energiczna, jest chłodzona zimną wodą.
Po 20-30 minutach wydzielanie SO2 ustaje, a mieszaninę ogrzewa się jeszcze przez 10 minut na wrzącej łaźni wodnej. Produkt reakcji jest następnie destylowany pod próżnią, a następnie ponownie destylowany frakcyjnie pod ciśnieniem atmosferycznym, zbierając frakcję wrzącą między 138-141 ° C.
W celu dalszego oczyszczenia jest destylowany z 2-3% KMnO4 lub K2Cr2O7 w celu rozbicia zanieczyszczeń siarkowych (test na ich obecność: 1 ml destylatu po neutralizacji czystym NH3 nie może dawać ciemnego osadu po potraktowaniu Pb(AcO)2) Wydajność wynosi ~ 90% w oparciu o S2Cl2.
W celu dalszego oczyszczenia jest destylowany z 2-3% KMnO4 lub K2Cr2O7 w celu rozbicia zanieczyszczeń siarkowych (test na ich obecność: 1 ml destylatu po neutralizacji czystym NH3 nie może dawać ciemnego osadu po potraktowaniu Pb(AcO)2) Wydajność wynosi ~ 90% w oparciu o S2Cl2.
Inny sposób wytwarzania chlorku siarki in situ
Szybko i dokładnie wymieszać 205-215 g sproszkowanego octanu sodu (NaOAc) i 10 g suchej siarki w proszku (S2), mieszaninę szybko przenieść do kolb okrągłodennych o pojemności 1 litra z trzema szyjkami i zwilżyć 25 ml kwasu octowego. Do kolby przez gumowy korek wprowadza się 1) szeroką rurkę do wlotu chloru, 2) górne mieszadło, które jest uszczelnione kawałkiem gumowej rurki nasmarowanej wazeliną i 3) rurkę odprowadzającą nadmiar chloru (Cl2). Kolba jest zanurzona w łaźni lodowej. Chlor jest początkowo podawany ostrożnie, z częstym mieszaniem lub wstrząsaniem, z upływem czasu reakcja staje się coraz gorętsza i coraz bardziej płynna, więc mieszadło może być po pewnym czasie obracane za pomocą silnika. Strumień chloru powinien być regulowany tak, aby prawie cały został wchłonięty. Gdy mieszanina reakcyjna przestaje się ogrzewać i Cl2 nie jest już pobierany, zawartość reakcji destyluje się w próżni w temperaturze kąpieli olejowej ~150-180 ° C, a następnie ponownie destyluje pod zwykłym ciśnieniem, zbierając frakcję wrzącą między 138 a 141 ° C. Wydajność ~90%.
Synteza octanu sodu (NaOAc)
Last edited:
