Введение
В этой теме я хочу представить два способа получения уксусного ангидрида. Кроме того, существует синтез ацетилхлорида, который используется в качестве прекурсора в одном из упомянутых выше синтезов. Первый способ синтеза уксусного ангидрида осуществляют из ацетата натрия и ацетилхлорида. Этот способ имеет ряд недостатков: необходимо производить ацетилхлорид (если нет возможности его купить); ацетилхлорид довольно неприятное вещество с сильным запахом и обладает токсическим действием. С другой стороны, этот способ легко осуществить в том случае, если у вас есть возможность купить ацетилхлорид. Второй способ имеет большой выход, но при этом вам придется использовать дисульфоксид, который является довольно экзотическим реагентом. Но в этой теме вы можете найти специальное руководство по получению хлорида серы in situ, для которого требуется аппарат для получения хлорного газа. Также в конце темы вы найдете видеоинструкцию по синтезу ацетата натрия (его легко получить из уксусной кислоты и пекарской соды).
Внешний вид: бесцветная жидкость с сильным запахом.
Температура кипения: 139,8 °C/760 мм рт. ст.;Внешний вид: бесцветная жидкость с сильным запахом.
Температура плавления: -73,1 °C;
Молекулярная масса: 102,089 г/моль;
Плотность: 1,082 г/мл (20 °C);
Показатель преломления: 1,3901 при 20 °C/Д.
Синтез ацетилхлорида
Оборудование и стеклянная посуда.
- Трехгорлая круглодонная колба, 500 мл;
- Круглодонная колба, 500 мл;
- Пробирка с CaCl2;
- Капельная воронка, 50-100 мл;
- Водяная баня;
- Колба Эрленмейера, 100 мл x2 (с крышкой);
- Аппарат для дистилляции;
- Подставка для реторты и зажим для крепления аппарата;
- Лабораторный термометр (от 0 °C до 100 °C) с адаптером для колбы;
- Лабораторные весы (0,1 - 200 г);
- Мерный цилиндр, 50-100 мл.
Реактивы.
- Хлорид фосфора 5 (PCl5) 57 г;
- Ледяная уксусная кислота 80 г;
- Диметилформамид 7 мл (высушенный над MgSO4).
В круглодонную трехгорлую колбу объемом 500 мл, помещенную в водяную баню с холодной водой, помещаем весь хлорид фосфора (PCl5), затем устанавливаем рефлюкс-конденсатор с трубкой CaCl2, термометр и капельную воронку. В капельную воронку наливаем 40 г ледяной уксусной кислоты. Начинаем медленно добавлять кислоту. Реакция протекает бурно с выделением хлористого водорода (HCl). Вторую порцию уксусной кислоты (40 г) смешиваем с диметилформамидом (ДМФ) в колбе Эрленмейера объемом 100 мл. Раствор ДМФ в кислоте медленно добавляли к реакционной смеси по каплям через капельную воронку. После добавления всей уксусной кислоты (первой и второй частей) реакционную массу кипятят в течение 20 минут при 80 °C. Затем охладите реакционный сосуд до комнатной температуры.
Реакционную массу перегоняют в аппарате для фракционной перегонки на водяной бане. Собираем фракцию, кипящую при 50-55 °C. Когда температура кипения поднимется выше 55 °C, перегонку следует закончить. Ацетилхлорид разрушает пробки и резиновые пробки. Выход составляет 20 %.
Получение уксусного ангидрида из ацетата натрия и хлористого ацетила
Оборудование и стеклянная посуда.
- Трехгорлая круглодонная колба объемом 250 мл;
- Мантия или масляная баня;
- Пробирка с CaCl2;
- Капельная воронка, 50-100 мл;
- Колба Эрленмейера, 100 мл x2 (с крышкой);
- Аппарат для дистилляции;
- Подставка для реторты и зажим для крепления аппарата;
- Лабораторный термометр (от 0 °C до 100 °C) с адаптером для колбы;
- Лабораторные весы (0,1 - 200 г);
- Мерный цилиндр, 50-100 мл;
- Камни для кипячения.
Реактивы.
- Ацетат натрия (NaOAc) 60 г;
- Ацетилхлорид 40 г (36 мл).
Соблюдайте меры предосторожности по исключению влаги. В круглодонную колбу емкостью 250 мл поместите 60 г мелко растертого безводного ацетата натрия (*). Установите на место конденсатор, сухую приемную колбу и сушильную трубку; приемник охлаждать не нужно. Убедитесь, что все соединения герметичны. Охладите реакционную колбу в бане с холодной водой и добавьте по каплям через капельную воронку 40 г (36 мл) ацетилхлорида.
После завершения добавления снимите колбу с водяной бани и встряхните ее, чтобы добиться хорошего перемешивания реактивов. Проверьте герметичность соединений. Высушите внешнюю поверхность колбы полотенцем и нагрейте ее на мантии или масляной бане. Продолжайте нагревание до тех пор, пока не перестанет выделяться дистиллят, но не перегревайте твердый остаток.
К дистилляту добавьте 4-6 г мелко истолченного безводного ацетата натрия для реакции с небольшим количеством ацетилхлорида, который может присутствовать. Добавьте кипящую щепу и перегоните неочищенный уксусный ангидрид. Соберите продукт, перегоняющийся при 138-141 °C, в сухую колбу. Выход составляет 30-40 г (57-77%).
(*) Примечание: Коммерческий безводный ацетат натрия обычно содержит некоторое количество влаги. Чтобы удалить влагу, сплавьте 70-80 г в сотейнике (либо в обычной духовке, либо в микроволновой печи) и перемешивайте, пока не перестанет выделяться вода. Не перегревайте! Остудите и быстро измельчите. Храните в плотно закрытом контейнере до использования.
К дистилляту добавьте 4-6 г мелко истолченного безводного ацетата натрия для реакции с небольшим количеством ацетилхлорида, который может присутствовать. Добавьте кипящую щепу и перегоните неочищенный уксусный ангидрид. Соберите продукт, перегоняющийся при 138-141 °C, в сухую колбу. Выход составляет 30-40 г (57-77%).
(*) Примечание: Коммерческий безводный ацетат натрия обычно содержит некоторое количество влаги. Чтобы удалить влагу, сплавьте 70-80 г в сотейнике (либо в обычной духовке, либо в микроволновой печи) и перемешивайте, пока не перестанет выделяться вода. Не перегревайте! Остудите и быстро измельчите. Храните в плотно закрытом контейнере до использования.
Получение уксусного ангидрида из ацетата натрия и дихлорида серы (S2Cl2)
Оборудование и стеклянная посуда.
- Трехгорлая круглодонная колба 1000 мл;
- Мензурки 100 мл x2, 1 л x2;
- Стеклянная палочка;
- Водяная баня;
- Нагревательная пластина;
- Аппарат для дистилляции;
- Подставка для реторты и зажим для крепления аппарата;
- Лабораторный термометр (от 0 °C до 200 °C) с адаптером для колбы;
- Лабораторные весы (от 0,1 до 500 г).
Реактивы.
- Ацетат натрия (NaOAc) 400 г;
- Дихлорид серы (S2Cl2) 260 г (или S2 и газообразный Cl2);
- KMnO4 или K2Cr2O7 (несколько граммов).
Приготовьте 100 г свежерасплавленного NaOAc и 65 г дисульфоксида (S2Cl2). Небольшое количество ацетата натрия (NaOAc) помещают в печь, охлажденную в ледяной бане. К нему добавляют немного дихлорида серы, смесь энергично перемешивают стеклянной палочкой, не допуская повышения температуры. Затем снова добавляют немного NaOAc, и процесс повторяют несколько раз, пока все не перемешается. Полужидкую массу переносят в трехгорлую круглодонную колбу емкостью 1 л. Предыдущую операцию повторяют 4 раза, так что всего в работу берут 400 г NaOAc и 260 г S2Cl2.
Круглодонную колбу оснащают рефлюкс-конденсатором и осторожно нагревают на водяной бане до ~80-85 °C. Как только реакция начнется, нагрев снимают, а в случае слишком бурного протекания реакции охлаждают холодной водой.
Через 20-30 мин выделение SO2 прекращается, и смесь нагревают еще 10 мин на кипящей водяной бане. Продукт реакции отгоняют в вакууме, затем фракционно перегоняют при атмосферном давлении, собирая фракцию, кипящую при температуре 138-141 °C.
Для дальнейшей очистки дистиллируют с 2-3 % KMnO4 или K2Cr2O7 для удаления сернистых примесей (тест на их наличие: 1 мл дистиллята после нейтрализации чистым NH3 не должен давать темного осадка при обработке Pb(AcO)2) Выход составляет ~90 % в расчете на S2Cl2.
Для дальнейшей очистки дистиллируют с 2-3 % KMnO4 или K2Cr2O7 для удаления сернистых примесей (тест на их наличие: 1 мл дистиллята после нейтрализации чистым NH3 не должен давать темного осадка при обработке Pb(AcO)2) Выход составляет ~90 % в расчете на S2Cl2.
Другой способ получения хлорида серы in situ
Быстро и тщательно смешивают 205-215 г тонкодисперсного ацетата натрия (NaOAc) и 10 г сухого порошка серы (S2), смесь быстро переносят в широкогорлую трехгорлую круглодонную колбу емкостью 1 л и смачивают 25 мл уксусной кислоты. В колбу через резиновую пробку вводят 1) широкую трубку для впуска хлора 2) верхнюю мешалку, которая закрыта куском резиновой трубки, смазанной вазелином, и 3) выводящую трубку для выделения избытка хлора (Cl2). Колба погружена в ледяную баню. Вначале хлор вводят осторожно, при частом перемешивании или встряхивании, с течением времени реакция становится все более горячей и все более жидкой, поэтому через некоторое время мешалку можно вращать с помощью мотора. Поток хлора следует регулировать так, чтобы почти весь он был поглощен. Когда реакционная смесь перестает нагреваться и Cl2 больше не поглощается, содержимое реакции перегоняют in vacuo при температуре масляной бани ~150-180 °C, затем повторно перегоняют при обычном давлении, собирая фракцию, кипящую между 138 и 141 °C. Выход ~90 %.
Синтез ацетата натрия (NaOAc)
Last edited:
