Úvod
V tomto vlákne chcem predstaviť dva spôsoby anhydridu kyseliny octovej. Okrem toho je tu syntéza acetylchloridu, ktorý sa používa ako prekurzor v jednej z uvedených syntéz. Prvý spôsob syntézy anhydridu kyseliny octovej sa uskutočňuje z octanu sodného a acetylchloridu. Táto metóda má niektoré nevýhody: acetylchlorid si musíte vyrobiť (ak ho nemôžete kúpiť); acetylchlorid je dosť nepríjemná látka so silným zápachom a má toxické účinky. Na druhej strane je tento spôsob ľahko realizovateľný v prípade, že máte možnosť kúpiť acetylchlorid. Druhý spôsob má veľký výťažok, ale musíte použiť dichlorid sírový, čo je dosť exotické činidlo. V tejto téme však môžete nájsť špeciálny návod na výrobu chloridu sírového in situ, ktorý si vyžaduje prístroj na výrobu plynného chlóru. Na konci témy nájdete aj videonávod na syntézu octanu sodného (ľahko získateľného z kyseliny octovej a sódy bikarbóny).
Vzhľad: bezfarebná kvapalina so silným zápachom.
Bod varu: 139,8 °C/760 mm Hg;Vzhľad: bezfarebná kvapalina so silným zápachom.
Bod topenia: -73,1 °C;
Molekulová hmotnosť: 102,089 g/mol;
Hustota: 1,082 g/ml (20 °C);
Index lomu: 1,3901 pri 20 °C/D.
Syntéza acetylchloridu
Zariadenie a sklenený riad.
- Trojhrdlá banka s okrúhlym dnom, 500 ml;
- banka s okrúhlym dnom, 500 ml;
- CaCl2 skúmavka;
- Kvapkací lievik, 50 - 100 ml;
- Vodný kúpeľ;
- Erlenmeyerova banka, 100 ml x2 (s uzáverom);
- Destilačný prístroj;
- Retortový stojan a svorka na upevnenie prístroja;
- Laboratórny teplomer (0 °C až 100 °C) s adaptérom na banku;
- laboratórne váhy (vhodné od 0,1 do 200 g);
- Odmerný valec, 50 - 100 ml.
Reagencie.
- Chlorid fosforečný 5 (PCl5) 57 g;
- Ľadová kyselina octová 80 g;
- Dimetylformamid 7 ml (vysušený nad MgSO4).
Do trojhrdlej banky s okrúhlym dnom s objemom 500 ml, umiestnenej vo vodnom kúpeli so studenou vodou, umiestnime všetok chlorid fosforečný (PCl5), potom nainštalujeme spätný chladič s trubicou CaCl2, teplomer a odkvapkávací lievik. Do odkvapkávacieho lievika nalejeme 40 g ľadovej kyseliny octovej. Kyselinu začneme pomaly pridávať. Reakcia prebieha prudko s uvoľňovaním chlorovodíka (HCl). Druhú porciu kyseliny octovej (40 g) zmiešame s dimetylformamidom (DMF) v 100 ml Erlenmeyerovej banke. Roztok DMF v kyseline sa pomaly pridával k reakčnej zmesi kvapkaním cez kvapkaciu nálevku. Po pridaní celej kyseliny octovej (prvá a druhá časť) sa reakčná hmota varí 20 minút pri 80 °C. Potom sa reakčná nádoba ochladí na izbovú teplotu.
Reakčná hmota sa destiluje vo frakčnej destilačnej aparatúre vo vodnom kúpeli. Zbiera sa frakcia, ktorá vrie pri 50 - 55 °C. Keď teplota varu stúpne nad 55 °C, destilácia by sa mala ukončiť. Acetylchlorid napáda korky a gumové zátky. Výťažok je 20 %.
Anhydrid kyseliny octovej z octanu sodného a acetylchloridu
Zariadenie a sklo.
- Trojhrdlá banka s okrúhlym dnom s objemom 250 ml;
- Plášť alebo olejový kúpeľ;
- CaCl2 skúmavka;
- Kvapkací lievik, 50 - 100 ml;
- Erlenmeyerova banka, 100 ml x2 (s uzáverom);
- Destilačný prístroj;
- Retortový stojan a svorka na upevnenie prístroja;
- Laboratórny teplomer (0 °C až 100 °C) s adaptérom na banku;
- Laboratórne váhy (vhodné od 0,1 do 200 g);
- Odmerný valec, 50 - 100 ml;
- Varné kamene.
Reagencie.
- Octan sodný (NaOAc) 60 g;
- Acetylchlorid 40 g (36 ml).
Musia sa dodržiavať bezpečnostné opatrenia na vylúčenie vlhkosti. Do 250 ml banky s okrúhlym dnom vložte 60 g jemne rozprášeného bezvodého octanu sodného ( *). Umiestnite kondenzátor, suchú prijímaciu banku a sušiacu trubicu; prijímač sa nemusí chladiť. Skontrolujte, či sú všetky spoje tesné. Reakčnú banku ochlaďte v kúpeli so studenou vodou a cez odkvapkávací lievik po kvapkách pridajte 40 g (36 ml) acetylchloridu.
Po skončení pridávania odstráňte vodný kúpeľ a pretrepte banku, aby sa reaktanty dobre premiešali. Opätovne skontrolujte tesnosť spojov. Osušte vonkajšiu časť banky uterákom a zahrejte ju pomocou plášťa alebo olejového kúpeľa. Pokračujte v zahrievaní, až kým nepreteká žiadny destilát, ale neprehrievajte tuhý zvyšok.
K destilátu pridajte 4 - 6 g jemne práškového bezvodého octanu sodného, aby zreagoval s malým množstvom acetylchloridu, ktorý môže byť prítomný. Pridajte vriacu triesku a surový anhydrid kyseliny octovej opätovne destilujte. Produkt destilácie pri 138 - 141 °C zbierajte do suchej banky. Výťažok je 30 - 40 g (57 - 77 %).
(*) Poznámka: Komerčný bezvodý octan sodný zvyčajne obsahuje určitú vlhkosť. Ak chcete odstrániť vlhkosť, roztopte 70 - 80 g v kastróliku (buď v obyčajnej rúre, alebo v mikrovlnnej rúre) a miešajte, kým sa neuvoľní viac vody. Neprehrievajte! Ochlaďte a rýchlo rozprášte. Pred použitím skladujte v tesne uzavretej nádobe.
K destilátu pridajte 4 - 6 g jemne práškového bezvodého octanu sodného, aby zreagoval s malým množstvom acetylchloridu, ktorý môže byť prítomný. Pridajte vriacu triesku a surový anhydrid kyseliny octovej opätovne destilujte. Produkt destilácie pri 138 - 141 °C zbierajte do suchej banky. Výťažok je 30 - 40 g (57 - 77 %).
(*) Poznámka: Komerčný bezvodý octan sodný zvyčajne obsahuje určitú vlhkosť. Ak chcete odstrániť vlhkosť, roztopte 70 - 80 g v kastróliku (buď v obyčajnej rúre, alebo v mikrovlnnej rúre) a miešajte, kým sa neuvoľní viac vody. Neprehrievajte! Ochlaďte a rýchlo rozprášte. Pred použitím skladujte v tesne uzavretej nádobe.
Anhydrid kyseliny octovej z octanu sodného a dichloridu disiričitého (S2Cl2)
Vybavenie a sklenené nádoby.
- Trojhrdlá banka s okrúhlym dnom 1000 ml;
- kadičky 100 ml x2, 1 l x2;
- Sklenená tyčinka;
- Vodný kúpeľ;
- Vykurovacia doska;
- Destilačný prístroj;
- Stojan na retortu a svorka na upevnenie prístroja;
- laboratórny teplomer (0 °C až 200 °C) s adaptérom na banku;
- laboratórne váhy (vhodné od 0,1 do 500 g).
Reagencie.
- Octan sodný (NaOAc) 400 g;
- Dichlorid sírový (S2Cl2) 260 g (alebo S2 a plynný Cl2);
- KMnO4 alebo K2Cr2O7 (niekoľko gramov).
Pripravte si 100 g čerstvo roztaveného NaOAc a 65 g dichloridu sírového (S2Cl2). Malé množstvo octanu sodného (NaOAc) sa vloží do pekáča, ochladí sa v ľadovom kúpeli. K tomu sa pridá trochu dichloridu sírového, zmes sa intenzívne mieša sklenenou tyčinkou, pričom sa nedovolí, aby teplota stúpla. Potom sa opäť pridá trochu NaOAc a proces sa niekoľkokrát opakuje, kým sa všetko nepremieša. Polotekutá hmota sa prenesie do 1 litrovej trojhrdlej banky s okrúhlym dnom. Predchádzajúca operácia sa opakuje štyrikrát, takže sa do práce dostane 400 g NaOAc a 260 g S2Cl2.
Banka s okrúhlym dnom sa potom vybaví spätným chladičom a jemne sa zahrieva na vodnom kúpeli na ~80 - 85 °C. Hneď ako reakcia začne, ohrievanie sa zruší a v prípade, že reakcia bude príliš prudká, ochladí sa studenou vodou.
Po 20 - 30 min sa vývin SO2 zastaví a zmes sa ešte 10 minút zahrieva na vriacom vodnom kúpeli. Reakčný produkt sa potom vydestiluje vo vákuu, potom sa opätovne frakcionuje pri atmosférickom tlaku, pričom sa zbiera frakcia vriaca medzi 138 - 141 °C.
Na ďalšie čistenie sa destiluje s 2 - 3 % KMnO4 alebo K2Cr2O7 na rozbitie sírnych kontaminantov (test na ich prítomnosť: 1 ml destilátu po neutralizácii čistým NH3 nesmie pri ošetrení Pb(AcO)2 vytvoriť tmavú zrazeninu) Výťažok je ~90 % na báze S2Cl2.
Na ďalšie čistenie sa destiluje s 2 - 3 % KMnO4 alebo K2Cr2O7 na rozbitie sírnych kontaminantov (test na ich prítomnosť: 1 ml destilátu po neutralizácii čistým NH3 nesmie pri ošetrení Pb(AcO)2 vytvoriť tmavú zrazeninu) Výťažok je ~90 % na báze S2Cl2.
Iný spôsob generovania chloridu sírového in situ
Rýchlo a dôkladne sa zmiešajú 205 - 215 g rozprášeného jemného octanu sodného (NaOAc) a 10 g suchého prášku síry (S2), zmes sa rýchlo prenesie do širokohrdlej 1-litrovej banky s okrúhlym dnom a navlhčí sa 25 ml kyseliny octovej. Do banky sa cez gumovú zátku natiahne 1) široká hadička na prívod chlóru 2) horné miešadlo, ktoré je utesnené kúskom gumovej hadičky namazanej vazelínou a 3) výstupná hadička na uvoľňovanie prebytku chlóru (Cl2). Banka je ponorená v ľadovom kúpeli. Chlór sa spočiatku privádza opatrne, za častého miešania alebo pretrepávania, postupom času sa reakcia zahrieva a je čoraz tekutejšia, preto sa miešadlo môže po určitom čase otáčať motorom. Prúd chlóru by sa mal regulovať tak, aby sa absorboval takmer všetok. Keď sa reakčná zmes prestane zahrievať a Cl2 sa už neabsorbuje, obsah reakcie sa vydestiluje vo vákuu pri teplote olejového kúpeľa ~150 - 180 °C, potom sa znovu vydestiluje pri bežnom tlaku, pričom sa zozbiera frakcia vriaca medzi 138 a 141 °C. Výťažok ~ 90 %.
Syntéza octanu sodného (NaOAc)
Last edited:
