Fenylaceton (P2P) synthese uit 1-fenyl-2-nitropropeen (P2NP) via FeCl3

[WillD]

Reagentia:

• 1-Fenyl-2-nitropeen (P2NP; cas 705-60-2) 1,63 g, 10 mmol;
• Poedervormig ijzer (Fe) 3 g;
• FeCl3 0,6 g;
• Zoutzuur (HCl 36% aq.) conc. 4 ml;
• Tolueen 15 ml;
• Water 55 ml;
• Zoutzuur 3N (10,45%) HCl 25 ml;
• Natriumbicarbonaat (NaHCO3);
• Magnesiumsulfaat (MgSO4);

Apparatuur en glaswerk:

• Rondbodemkolf 50 ml;
• Retortstandaard en klem om apparaat vast te zetten;
• Kookgerei;
• Terugvloeikoeler;
• Glazen staaf en spatel;
• Scheitrechter;
• Verwarmingsplaat;
• Thermometer voor laboratoriumgebruik;
• Laboratoriumweegschaal (0,1-200 g is geschikt);
• Maatcilinder 20 mL;
• Trechter;
• filtreerpapier;
• Rotovapmachine (optioneel);
• Vacuümbron (optioneel);
• pH-indicatorpapier;
• Bekers van 100 ml x2 en 200 ml;

Reactieschema:

Synthese:

1. Een mengsel van 1-fenyl-2-nitropropeen (P2NP) 1,63 g, 10 mmol, ijzerpoeder 3 g, FeCl3 0,6 g, en geconcentreerd zoutzuur (HCl 36% aq.) 4 ml in tolueen 5 ml en water 5 ml worden krachtig geroerd bij 75 ° C gedurende 18 uur in 50 ml kolf met reflux condensor.
2. De resulterende donkergroene suspensie wordt afgekoeld bij kamertemperatuur en gefiltreerd. De resulterende donkergroene suspensie wordt afgekoeld tot kamertemperatuur en gefiltreerd. De lagen worden gescheiden.
3. De waterige laag wordt gewassen met een extra portie tolueen 10 ml, en de tolueenextracten worden gecombineerd en achtereenvolgens gewassen met zoutzuur 3N (10,45%) HCl 25 ml, water 25 ml, verzadigd natriumbicarbonaat (NaHCO3) aq. 25 ml, en water 25 ml tot neutrale pH 7.
4. De tolueenoplossing wordt gefiltreerd. De tolueenoplossing wordt gefiltreerd en gedroogd boven watervrij magnesiumsulfaat (MgSO4). Het mengsel wordt van vaste stoffen gefiltreerd.
5. Tolueenoplosmiddel wordt uit het mengsel verdampt. Fenyl-2-propanon (P2P; cas 103-79-7) wordt verkregen als oranje olie. De opbrengst is ~75%.

 

[btcboss2022]

Hallo,

Ik heb deze synthese geprobeerd, maar het is praktisch onmogelijk om de magnetische roerder te bewegen, al het ijzer zit vast waardoor het niet kan bewegen (is normaal bij een magneet) hahaha, hoe los je dat op?

Bedankt.

 

[G.Patton]

top roerder

 

[KokosDreams]

Wat is de verkregen opbrengst in P2P van deze synthese?
@btcboss2022
@G.Patton

 

[ASheSChem]

Ik zie veel grootte voor dit reagens; enig belang?

Ik heb te zien om te verkopen:
300 mesh (36 µ)
75 µm
90 μm
100-300 µm

 

[G.Patton]

Hallo, sorry voor het lange antwoord. ~75%

 

[KokosDreams]

Bedankt voor het doorgeven.

 

[cokemuffin]

Bij voorkeur ten minste 80-100 mesh.

 

[ali.co]

Hallo
sorry maar zo'n detail de verhoudingen niet overeenkomen
Andere verhoudingen in reagentia
Andere verhoudingen in synthese
Ik denk erover om deze synthese te controleren
Lange synthese

 

[G.Patton]

Hallo, wat bedoel je met verhoudingen?

 

[CrystalBee]

P2np naar p2p



Voeg toe aan een rondbodemkolf (RBF) van 500 ml met 3 halzen
De middelste hals heeft een bovenroerder - BELANGRIJK: het moet een bovenroerder zijn en hij moet krachtig genoeg zijn om te voorkomen dat ijzerpoeder zich op de bodem vastzet. Je kunt geen magnetisch roeren gebruiken, want dat heeft niet genoeg kracht om het ijzerpoeder in de oplossing te houden en het ijzer verstoort het magnetisch roeren toch al.
zijhals heeft een lange terugvloeikoeler met toevoer van koud water
De tweede zijhals heeft een drukgelijkmakende toevoertrechter gevuld met 0,197 mol conc. zoutzuur 35,5% in het onderstaande voorbeeld is dat 20,2 ml.

Het RBF bevindt zich in een water- of oliebad om de interne reactietemperatuur op 85 tot 95 degC te houden.

Voeg aan het RBF toe
0,1 mol P2NP (P2NP 163,2 g/mole) = 16,23 g P2NP
0,715 mol ijzer (Fe 55,85 g/mole) = 40 g ijzer (Fe) - gietijzerdraaiwerk of idealiter 40 mesh ijzerpoeder (poeder met een grootte van 0,4 mm).
Opmerking: Om een metaal te activeren moet je het normaal gesproken een paar minuten spoelen met een sterk mineraal zuur zoals zoutzuur of een alkali zoals een natriumhydroxideoplossing om een oxidatielaag te verwijderen die verhindert dat het metaal reageert, daarna tweemaal spoelen met gedestilleerd water en direct gebruiken, anders bewaren onder een apolaire vloeistof totdat het klaar is voor gebruik.
Bij deze reductie van nitroalkeen tot keton is zoutzuur echter een van de reagentia, waardoor activering ter plekke kan plaatsvinden.

75 ml gedestilleerd water
0,1 g ijzerchloride - werkt als een initialisatiekatalysator - helpt de reactie sneller te starten

Zuur uit de toevoertrechter wordt langzaam toegevoegd gedurende 5 tot 6 uur, om de reactie op gang te houden maar niet explosief, reflux mag nooit meer dan halverwege de refluxkoeler komen.
Aan het eind werd het reactiemengsel dan met 25% NaOH-oplossing gebaseeerd tot pH 11 en vervolgens werd de P2P-olie met stoom gedestilleerd in een ontvanger.
De opbrengst moet 75 tot 77% P2P uit P2NP zijn, d.w.z. P2P 134,3 g/mol, dus 0,1 mol is 13,42 g en 0,75 tot 0,77% opbrengst = 10 g (9,94 ml) tot 10,3 g (10,24 ml) (P2P heeft een dichtheid van 1,006 g/ml).

Deze reactie kan vrij groot worden opgeschaald, de molaire equivalenten zijn:
molaire verhouding Fe/alkeen = 7,15
molaire verhouding HCl/alkeen = 1,97
1,97 x 0,1 mol p2NP=0,197 mol HCl x HCl 36,458 g/mol = 7,18g HCl
als je geconcentreerd zoutzuur 35,5% hebt, betekent dat 355g/L, of 35,5g/100ml, dus 718g / 0,355 = 20,2ml geconcentreerd zoutzuur 35,5% toe te voegen via een trechter.

Voor een reactie van 1 mol wordt dus een RBF van 5 liter gebruikt met 163,2 g P2NP, 7,15 mol Fe (7,15 x 55,85 g/mol) = 400 g ijzerpoeder, 750 ml gedestilleerd water, 1 g ijzer(III)chloride en 202 ml geconcentreerd zoutzuur 35,5%.
De opbrengst zou 100 g (99,4 ml) tot 103 g (102,4 ml) P2P zijn.


Opmerking: Voor een goedkope roerstaaf:
Op ebay kun je een goedkoop PTFE-roerderlager kopen dat op de juiste maat van de hals van je kookfles past, je kunt een stalen roerder krijgen die met PTFE is gecoat om hem tegen het zuur te beschermen, je kunt een tafelvoeding kopen die 0-30V 0-3A levert voor ongeveer £30, en je kunt een DC-motor uit bepaalde staafmixers goedkoop krijgen die je uit elkaar kunt halen en de motoras op de roerderas kunt aansluiten, De roerderas gaat door het lager (smeer de interne lagerring in met vaseline om wrijving te verminderen), sluit de motor aan op de voeding, stel de stroom hoog genoeg in om de motor te voeden en varieer de snelheid door de spanning te verhogen/verlagen.

PTFE-standaardstop lab-roerder lageradapter roerder accessoire nr. 29
https://www.ebay.co.uk/itm/313672059695
£10.84
Deze past op een 29/32-aansluiting van een kookfles en gebruikt een roerderas met een diameter van 8 mm.
Het is lastig om een PTFE-gecoate roerder te vinden met een schachtdiameter van 8mm. De meeste roerstaafjes op ebay hebben een schachtdiameter van 7mm, dus het is misschien het beste om beide artikelen bij Laborxing te bestellen. Het duurt 2 weken voordat ze arriveren, maar ze hebben apparatuur van hoge kwaliteit.

https://www.laborxing.com/products/ptfe-stirrer-bearing-adapter-joint-stopper
https://www.laborxing.com/products/ptfe-stirring-blades-propeller-2-winged-length-250-mm-to-750-mm

Bench voeding 0-30V 0-10A - mogelijk is dit krachtig genoeg voor elektrochemische reacties en peltier koelmodules.
https://www.amazon.co.uk/dp/B09ZQBFZ4C
£44.99
Je zou een goedkopere moeten kunnen vinden omdat je maar 0-3A nodig hebt, misschien als de motor die je pakt een hoog koppel heeft dan 0-5A.

 

[Rollin88]

Ik heb deze reactie geprobeerd met deze exacte verhoudingen, maar ik krijg geen p2p. Ik volg de procedure precies - hoe moeilijk het ook is om mijn toevoertrechter zo langzaam te laten druppelen, ik pas elke parameter aan. Mijn oplossing wordt groen. De RBF is een puinhoop waar ik nauwelijks in kan kijken. Ik weet niet of ik teveel roer of niet, maar er zitten stukjes ijzer vast in de geslepen glazen fittingen voor de toevoertrechter en de reflexcondensor. Ik weet niet zeker of dat normaal is... Bij het baseren ben ik een keer iets voorbij de 11 gegaan, wat een flinke rookontwikkeling in de kolf opleverde. Ik heb nog een paar druppels Hcl toegevoegd om het terug te brengen naar 11 en het leek goed te gaan. Ik laat hetzelfde vuile RBF met ijzer erin vollopen met water en laat een 1-kolf stoomdestillatie draaien op het reactiemengsel, dat nu erg donker is, met de zwarte ijzerdeeltjes die alles bevlekken. Het destillaat dat dan overkomt is altijd helder, met een waas of wazigheid, maar geen echte kleur. Geen oranje. Ik denk dat dit olie en water mix is, maar als ik extracteer met DCM (ph is hier dubbel gecontroleerd en is 11.1) blijft het later in het water en lijkt de DCM gewoon kristalhelder DCM, misschien met een super lichte roze tint. Als de DCM helder is, betekent dat dan dat er geen P2P is? Ik wil er niet nog meer tijd aan verspillen, ik probeer het liever gewoon nog een keer. Ik weet niet welke parameters ik moet veranderen. Ik gebruik drievoudig gerekristalliseerd p2np, gekocht van een gerenommeerde overzeese verndor, ik gebruik 'ijzervijlsel voor synthese' dat er legitiem uitziet, ik heb FeCl3 gekocht van the science company.com en hcl is acs-kwaliteit van alliance chemical. Ik gebruik glaswerk van hoge kwaliteit, een roerstaaf van Vevor met een PFTE-as en -schoep. Ik dacht eraan om het daarna te proberen met zinkpoeder en ZnCl2 om de reactie op gang te brengen, aangezien dit al de vierde keer is dat ik niets bereikt heb. De eerste 2 pogingen waren .1M en de laatste was .2M, omdat ik dacht dat een groter vat misschien vergevingsgezinder zou zijn, maar alle 3 mislukten. Deze laatste werd mooi groen na 18 uur, maar er vormde zich groen slijm aan de binnenkant van het glaswerk waardoor het bijna onmogelijk was om boven de waterlijn te kijken.

Alle hulp is welkom.

 

[Charlie3]

Heeft iemand deze methode geprobeerd en opgeschaald? Ik heb het vandaag geprobeerd, met
32,6 g p2np
60 g Fe
12g FeCL
88 ml 33% HCI
300ml tolueen
1100ml water
500ml 10,45% HCI.

Dit lijkt me niet erg praktisch als ik 1kg p2np wil doen, ik heb geen glaswerk dat groot genoeg is.
Heeft iemand betere verhoudingen.
Het is veel eenvoudiger op deze manier, maar het nadeel is dat het echt vlekken maakt op het porselein als je de ongewenste laag weggiet.

 

[Cardboard1234]

Ik ben een beetje nieuwsgierig naar het doel van het water in stap 3? Het lijkt rechtstreeks door de tolueenoplossing te gaan en gescheiden te blijven.

 

[G.Patton]

Hallo, Het wordt gebruikt om zich te ontdoen van in water oplosbare zouten, die worden gevormd tijdens deze reactie.

 

[Cardboard1234]

Hallo, ik wil gewoon zeker weten dat ik dit goed begrijp.

Stap 2: na het filteren van de donkergroene suspensie heb ik alleen een lichtgroene oplossing met een paar druppels bruine oplossing. Welke lagen bedoel je te scheiden?

stap 3: ik moet tolueen in de waterige laag gieten en de tolueenoplossing een paar keer extraheren voordat ik de tolueenextracten meng met achtereenvolgens zoutzuur, water, natriumbicarbonaatoplossing en water.

stap 4: scheid de tolueen (bovenste) laag weer en voeg gedurende ongeveer een uur MgSO4 toe om eventueel water in de oplossing te verwijderen.

stap 5: kook de oplossing tot 110 om de tolueen te verdampen.

Is dat correct?

 

[G.Patton]

Uit de tekst blijkt duidelijk dat er twee lagen zijn: waterig en organisch.
Het is de moeite waard om vacuümdestillatie (rotovap) te gebruiken. Ik raad je ook aan om P2P te destilleren voordat je synthese volgt.

 

[Cardboard1234]

Ik kon de stappen volgen tot stap 4, maar zodra ik de oplossing begin te verwarmen om de tolueen te verdampen, wordt het mengsel zo rood met een heel donkere kleur. Iemand een idee?

 

[w2x3f5]

reactie met SnCl2 en zoutzuur in ethylacetaat geeft een schonere olie.
Met Fe niet zo duidelijke reactie

 

[Cardboard1234]

Kan ik Tolueen vervangen door andere oplosmiddelen zoals DCM of petroleumether?

 

[SelfExper1menter]

1. Is Fe cruciaal of kan er ook een ander metaal worden gebruikt (zoals Zn, Mg of Al)? Ik heb gehoord dat Zn/HCl P2NP ook reduceert tot oxime.
2. Kan zwavelzuur (in de juiste hoeveelheid en concentratie) worden gebruikt in plaats van zoutzuur? En zo nee, waarom niet?