Javaslom, hogy ezt a reakciót ömlesztve végezzük el. Nézze meg ezt a nátrium-etil-szulfát szintézist :
Követelmények
Etanol (EtOH / C2H6O/ CH3CH2OH, 99%, 180 ml)
Kénsav (H2SO4 / H2O4S, 95%+, 80 mL)
Nátrium-karbonát (Na2CO3 / CNa2O3)
Víz (H2O, 300 ml)
Eljárás
Egy nyakas RBF-hez (500 mL) adjunk etanolt és kénsavat cseppenként 30 percig adalék tölcsérrel. Refluxoljunk 3 órán át 110 °C-on. Tegyünk jeget egy főzőpohárba (1 L+), és tegyük át az oldatot oda. Adjunk hozzá vizet (300 ml). Készítsünk víz és nátrium-karbonát koncetrált oldatát, és lassan, adagokban öntsük a főzőpohárba, amíg a pH = semleges nem lesz. Ez a reakció nagyon heves! Szűrjük le, mossuk ki a szűrőpogácsát vízzel. Szárítsuk a levegőn ventilátorral ~48 órán keresztül.
Elmélet
Hevítéskor a kénsav protonálja az etanol oxigénjét, és etil-oxóniumiont képez, amely a Fisher-észteresítésnek is nevezett SN2-reakcióban kicsapódik. Az oxónium kis mennyiségű vizet és a hat szénatomos terméket szabadít fel, etil-szulfátot, elhanyagolható mennyiségű dietil-étert, amely felforr, és kis mennyiségű rákkeltő dietil-szulfátot képezve. Az etil-szulfát ezután nátrium-karbonát hozzáadásával nátriumsóvá alakul. A nátrium-karbonát egy sav-bázis reakcióban a maradék kénsavat is semlegesíti... A jég segít lehűteni a dolgokat, csökkentve a reakció hevességét.
A hőmérséklet-szabályozás kritikus fontosságú! Soha nem mehet 115 °C fölé, különben az egyensúly megváltozik, és etil-szulfát helyett dietil-éter keletkezik.
Minden reagensnek vízmentesnek kell lennie! A víz jelenléte ebben a reakcióban csökkenti a hozamot. Ne használjunk denaturált etanolt, a denatonium melegítéskor bomlik, szennyezve a terméket. Ha megfelelően végeztük el, akkor a reflux utáni oldatnak átlátszónak kell lennie, esetleg enyhén sárga árnyalatúnak. Ha sárga vagy narancssárga, akkor tisztátalan reagenseket használ.
A kondenzátor tetején lévő szárítócső segít távol tartani a nedvességet.
Ne párologtassa el a végső fázisban! Ha így melegítjük, a nátrium-etil-szulfát lebomlik. Csak levegőn szárítsa meg az oldatot. A ventilátor használata segít felgyorsítani a dolgokat.
Van ennek a reakciónak egy olyan változata, amely a nátrium-karbonát hozzáadása előtt kalcium-karbonátot használ. Ezt teljes mértékben ellenzem. Azért adják hozzá, hogy az etil-szulfátot oldhatatlan kalcium-etil-szulfáttá alakítsák át. Nem csak teljesen felesleges, de növeli az időt és a munkaterhelést, és jelentősen szennyezi a végterméket. Ha csak nátrium-karbonátot használunk, az etil-szulfátot vizes oldatban tartjuk, amelyet később szűréssel és szárítással választunk el.
Van egy másik változat is, amely kénsav helyett nátrium-biszulfátot használ. Ez működik, de tapasztalataim szerint a hozam alacsony. Ezenkívül szennyezi a terméket, ami tejszerű kristályok formájában jelentkezik, amelyek hajlamosak a kristályosító edény falán kialakulni.