Introduzione.
Vi presento le tre sintesi più semplici del nitroetano.
- Dal solfato etilico di sodio e da un nitrito metallico.
- Da alogenuro di etile e nitrito d'argento.
- Da bromuro di etile (ioduro) e nitrito di sodio.
Questo elenco consente di selezionare un reagente adatto che può essere acquistato nella vostra zona. In base ai prezzi locali dei reagenti, ai prezzi del prodotto finale e alla disponibilità dei reagenti, è possibile scegliere la via di sintesi più ragionevole.
Aspetto: liquido oleoso, odore fruttato
Punto di ebollizione: da 112,0 a 116,0 °C/760 mmHgPunto di fusione: -90 °C
Peso molecolare: 75,067 g/mol
Densità: 1,054 g/ml (20° C)
Indice di rifrazione: 1,3917 a 20 °C/D; 1,39007 a 24,3 °C/D
Da solfato etilico di sodio e nitrito metallico.
1,5 moli di nitrito di sodio (103,5 g) vengono intimamente mescolate con 1 mole di solfato etilico di sodio (158 g) e 0,0625 moli di K2CO3 (8,6 g). La miscela viene quindi riscaldata a 125-130 °C, temperatura alla quale il nitroetano distilla non appena si forma. Il riscaldamento viene interrotto quando il flusso di distillazione si allenta notevolmente e il nitroetano grezzo viene lavato con una quantità uguale di acqua, essiccato su CaCl2 e, se necessario, decolorato con un po' di carbone attivo. Il nitroetano viene quindi ridistillato, raccogliendo la frazione tra 114-116 °C. Resa 42-46% della teoria.
Una descrizione più dettagliata della sintesi è disponibilequi. Esiste un metodo di sintesi del nitrometano, che può essere convertito in sintesi del nitroetano. È necessario sostituire il solfato di dimetile con il solfato di dietile e ricontare le masse dei reagenti .
Da alogenuro di etile e nitrito d'argento .
Raffreddare 100 g di nitrito d'argento (0,65 mol) in 150 ml di etere secco a 0 °C in un pallone da 500 ml a 3 colli (in una stanza buia o con luce gialla). Aggiungere 0,5 moli di alogenuro di etile (78 g di ioduro di etile o 55 g di bromuro di etile) in modo decrescente nell'arco di 2 ore, agitando costantemente e mantenendo la temperatura a 0 °C e al buio. Agitare per 24 ore a 0 °C, poi 24 ore a temperatura ambiente se si usa il bromuro di etile e 48 ore se si usa il bromuro di etile .
(Per verificare la presenza di alogeni, aggiungere alcune gocce della miscela di reazione a una provetta contenente una soluzione alcolica di nitrato d'argento e osservare se compare un precipitato. In tal caso, la reazione è incompleta. Si può usare anche il test di Beilstein, che utilizza una piccola bobina di filo di rame in una provetta a cui viene aggiunta una piccola porzione della miscela di reazione e si nota se avviene la reazione, dove l'argento elementare si deposita sulla superficie della bobina di rame). Lo ioduro d'argento (o il bromuro) precipiterà nella soluzione nel corso della reazione. Filtrare il sale d'argento e lavarlo con diverse porzioni di etere. Far evaporare l'etere a temperatura ambiente. (Questa operazione può essere sostituita dalla distillazione dell'etere con un bagno d'acqua a pressione atmosferica). Si utilizza una colonna 2x45 cm confezionata con eliche di pirex da 4 mm. Non si utilizza una colonna più efficiente a causa dell'instabilità del nitrito di etile che si forma come sottoprodotto della reazione. Mantenere condizioni anidre, poiché il nitrito di etile si idrolizzerà in etanolo e sarà difficile da separare). Distillare quindi il residuo sotto vuoto a circa 5 mm Hg. Il nitrito di etile sarà la frazione iniziale, seguita da una frazione intermedia, quindi si distillerà il nitroetano. La distillazione atmosferica può ridurre la resa. La resa è circa l'83% di quella teorica.
Da bromuro di etile (ioduro) e nitrito di sodio (DMF).
32,5 grammi di bromuro di etile (0,3 moli) sono stati versati in una soluzione agitata di 600 ml di dimetilformammide (DMF) e 36 grammi di NaNO2 secco (0,52 moli) in un becher posto a bagnomaria, mantenendo la soluzione a temperatura ambiente poiché la reazione è leggermente esotermica. Tenere sempre la soluzione al riparo dalla luce diretta del sole. L'agitazione è proseguita per sei ore. Successivamente, la miscela di reazione è stata versata in un becker o in un pallone da 2500 ml, contenente 1500 ml di acqua ghiacciata e 100 ml di etere di petrolio. Lo strato di etere di petrolio è stato versato e conservato, mentre la fase acquosa è stata estratta altre quattro volte con 100 ml di etere di petrolio ciascuno, dopodiché gli estratti organici sono stati riuniti e a loro volta lavati con 4 x 75 ml di acqua. La fase organica rimanente è stata essiccata su solfato di magnesio, filtrata e l'etere di petrolio è stato eliminato per distillazione a pressione ridotta su un bagno d'acqua, la cui temperatura è stata lasciata salire lentamente a circa 65 °C. Il residuo, costituito da nitroetano grezzo, è stato distillato a pressione ordinaria (preferibilmente con una piccola colonna di distillazione) per ottenere il 60% del prodotto, che bolle a 114-116 °C.
Il bromuro di etile reagisce con NaNO2, formando nitroetano e nitrito di etile.
Questo metodo può essere variato in alcuni modi. In primo luogo, il dimetilsolfossido (DMSO) può essere sostituito dalla dimetilformammide (DMF) come solvente. Anche il glicole etilenico funziona come solvente, ma la reazione procede piuttosto lentamente in questo mezzo, consentendo reazioni collaterali, come questa: RH-NO2 + R-ONO => R-(NO)NO2 + R-OH. Al posto di NaNO2 si può usare anche KNO2. Se si utilizza NaNO2 in DMF, si possono aggiungere 30 g (0,5 mol) di urea come scavenger dei nitriti per ridurre al minimo le reazioni collaterali, aumentando contemporaneamente la solubilità di NaNO2 e accelerando così in modo significativo la reazione.
Se si sostituisce il bromuro di etile con lo ioduro di etile, il tempo di reazione richiesto si riduce a sole 2,5 h invece di 6 h. Nel caso in cui si utilizzi lo ioduro di etile, è necessario apportare una leggera modifica alla procedura sopra descritta. Gli estratti di pet etere riuniti devono essere lavati con 2x75 ml di tiosolfato di sodio al 10%, seguiti da 2x75 ml di acqua, invece di 4x75 ml di acqua come sopra. Questo per rimuovere piccole quantità di iodio libero.
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