Uvod
V tej temi želim predstaviti dva načina za pridobivanje anhidrida ocetne kisline. Poleg tega obstaja sinteza acetilklorida, ki se uporablja kot prekurzor v eni od zgoraj omenjenih sintez. Prvi način sinteze acetanhidrida poteka iz natrijevega acetata in acetilklorida. Ta metoda ima nekaj pomanjkljivosti: acetilklorid morate izdelati sami (če ga ne morete kupiti); acetilklorid je precej neprijetna snov z močnim vonjem in ima toksične učinke. Po drugi strani pa je ta način enostaven, če imate možnost kupiti acetilklorid. Drugi način ima velik izkoristek, vendar morate uporabiti žveplov diklorid, ki je precej eksotičen reagent. V tej temi pa lahko najdete poseben priročnik za proizvodnjo žveplovega klorida in situ, ki zahteva aparaturo za proizvodnjo plinskega klora. Prav tako lahko na koncu teme najdete video priročnik za sintezo natrijevega acetata (ki ga enostavno dobite iz ocetne kisline in sode bikarbone).
Videz: brezbarvna tekočina z močnim vonjem.
vrelišče: 139,8 °C/760 mm Hg;Videz: brezbarvna tekočina z močnim vonjem.
tališče: -73,1 °C;
molekulska masa: 102,089 g/mol;
gostota: 1,082 g/ml (20 °C);
lomni količnik: 1,3901 pri 20 °C/D.
Sinteza acetilklorida
Oprema in steklovina.
- Orodje: bučka z okroglim dnom s tremi vratovi, 500 ml;
- bučka z okroglim dnom, 500 ml;
- CaCl2 epruveta;
- lijak za kapljanje, 50-100 ml;
- Vodna kopel;
- Erlenmeyerjeva bučka, 100 ml x2 (s pokrovčkom);
- aparat za destilacijo;
- Stojalo za retorto in objemka za pritrditev aparata;
- Laboratorijski termometer (od 0 °C do 100 °C) z nastavkom za bučko;
- laboratorijska tehtnica (primerna od 0,1 do 200 g);
- merilni valj, 50-100 ml.
Reagenti.
- Fosforjev klorid 5 (PCl5) 57 g;
- ledocetna kislina 80 g;
- Dimetilformamid 7 ml (posušen nad MgSO4).
V bučko z okroglim dnom in tremi vratovi s prostornino 500 ml, postavljeno v vodno kopel s hladno vodo, damo ves fosforjev klorid (PCl5), nato namestimo povratni hladilnik s cevko CaCl2, termometer in kapljevino. V lij za kapljanje nalijemo 40 g ledene ocetne kisline. Začnemo počasi dodajati kislino. Reakcija poteka burno z izločanjem vodikovega klorida (HCl). Drugi del ocetne kisline (40 g) zmešamo z dimetilformamidom (DMF) v 100 ml Erlenmeyerjevi bučki. Raztopino DMF v kislini smo počasi dodajali reakcijski zmesi s kapljanjem skozi kapalni lij. Po dodajanju vse ocetne kisline (prvi in drugi del) reakcijsko maso kuhamo 20 minut pri 80 °C. Nato reakcijsko posodo ohladimo na sobno temperaturo.
Reakcijska masa se destilira v aparatu za frakcionirano destilacijo na vodni kopeli. Zberemo frakcijo, ki vre pri 50-55 °C. Ko se temperatura vrelišča dvigne nad 55 °C, je treba destilacijo končati. Acetilklorid napada zamaške in gumijaste zamaške. Izplen je 20 %.
Acetični anhidrid iz natrijevega acetata in acetilklorida
Oprema in steklovina.
- Bučka z okroglim dnom s tremi grli in prostornino 250 ml;
- plašč ali oljna kopel;
- CaCl2 epruveta;
- lijak za kapljanje, 50-100 ml;
- Erlenmeyerjeva bučka, 100 ml x2 (s pokrovčkom);
- aparat za destilacijo;
- Stojalo za retorto in objemka za pritrditev aparata;
- Laboratorijski termometer (od 0 °C do 100 °C) z nastavkom za bučko;
- laboratorijska tehtnica (primerna za 0,1 do 200 g);
- merilni valj, 50-100 ml;
- kamni za kuhanje.
Reagenti.
- Natrijev acetat (NaOAc) 60 g;
- acetilklorid 40 g (36 ml).
Upoštevati je treba varnostne ukrepe za izključitev vlage. V 250-mililitrsko bučko z okroglim dnom damo 60 g drobno zdrobljenega brezvodnega natrijevega acetata (*). Namestite kondenzator, suho sprejemno bučko in sušilno cev; sprejemnika ni treba ohlajati. Preverite, ali so vse povezave tesne. Reakcijsko bučko ohladimo v kopeli s hladno vodo in skozi kapljični lijak po kapljicah dodamo 40 g (36 ml) acetilklorida.
Po končanem dodajanju odstranite vodno kopel in erlenmajerico pretresite, da se reaktanti dobro premešajo. Ponovno preverite tesnost priključkov. Zunanjost erlenmajerice osušite z brisačo in jo segrevajte s plaščem ali oljno kopeljo. S segrevanjem nadaljujte, dokler ne pride več destilata, vendar trdnega ostanka ne pregrevajte.
Destilatu dodajte 4-6 g drobno zmletega brezvodnega natrijevega acetata, da reagira z majhno količino acetilklorida, ki je lahko prisoten. Dodamo vrelišče in ponovno destiliramo surovi acetanhidrid. Produkt, ki destilira pri 138-141 °C, zberemo v suho bučko. Izdelek je 30-40 g (57-77 %).
(*) Opomba: komercialni brezvodni natrijev acetat običajno vsebuje nekaj vlage. Da bi odstranili vlago, 70-80 g stopite v pekač (v navadni pečici ali mikrovalovni pečici) in mešajte, dokler se ne izloči več vode. Ne pregrevajte! Ohladite in hitro zmeljite v prah. Pred uporabo hranite v tesno zaprti posodi.
Destilatu dodajte 4-6 g drobno zmletega brezvodnega natrijevega acetata, da reagira z majhno količino acetilklorida, ki je lahko prisoten. Dodamo vrelišče in ponovno destiliramo surovi acetanhidrid. Produkt, ki destilira pri 138-141 °C, zberemo v suho bučko. Izdelek je 30-40 g (57-77 %).
(*) Opomba: komercialni brezvodni natrijev acetat običajno vsebuje nekaj vlage. Da bi odstranili vlago, 70-80 g stopite v pekač (v navadni pečici ali mikrovalovni pečici) in mešajte, dokler se ne izloči več vode. Ne pregrevajte! Ohladite in hitro zmeljite v prah. Pred uporabo hranite v tesno zaprti posodi.
Acetični anhidrid iz natrijevega acetata in žveplovega diklorida (S2Cl2)
Oprema in steklovina.
- 1000 ml;
- čaše 100 ml x2, 1 l x2;
- steklena palica;
- Vodna kopel;
- grelna plošča;
- aparat za destilacijo;
- Stojalo za retorto in objemka za pritrditev aparata;
- laboratorijski termometer (od 0 °C do 200 °C) z nastavkom za bučko;
- laboratorijska tehtnica (primerna od 0,1 do 500 g).
Reagenti.
- Natrijev acetat (NaOAc) 400 g;
- žveplov diklorid (S2Cl2) 260 g (ali S2 in plin Cl2);
- KMnO4 ali K2Cr2O7 (nekaj gramov).
Pripravite 100 g sveže staljenega NaOAc in 65 g žveplovega diklorida (S2Cl2). Majhna količina natrijevega acetata (NaOAc) se postavi v pekač, ohlajen v ledeni kopeli. Temu dodamo nekaj žveplovega diklorida, zmes močno mešamo s stekleno palico, pri čemer ne smemo dovoliti, da se temperatura dvigne. Nato se ponovno doda nekaj NaOAc in postopek se večkrat ponovi, dokler se vse ne premeša. Poltekoča masa se prenese v litrsko bučko z okroglim dnom s tremi vrati. Prejšnji postopek se ponovi štirikrat, tako da se skupaj vzame 400 g NaOAc in 260 g S2Cl2.
Bučka z okroglim dnom se nato opremi s povratnim hladilnikom in nežno segreje na vodni kopeli na ~80-85 °C. Takoj ko se reakcija začne, se segrevanje prekine, v primeru, da reakcija postane prehitra, pa se ohladi s hladno vodo.
Po 20-30 minutah se izločanje SO2 ustavi in zmes se še 10 minut segreva na vreli vodni kopeli. Produkt reakcije se nato destilira v vakuumu, nato se frakcionirano ponovno destilira pri atmosferskem tlaku, pri čemer se zbere frakcija, ki vre med 138-141 °C.
Za nadaljnje čiščenje se destilira z 2-3 % KMnO4 ali K2Cr2O7, da se razbijejo žveplove kontaminante (test na njihovo prisotnost: 1 ml destilata po nevtralizaciji s čistim NH3 ne sme dati temne oborine pri obdelavi s Pb(AcO)2) Izplen je ~90 % na osnovi S2Cl2.
Za nadaljnje čiščenje se destilira z 2-3 % KMnO4 ali K2Cr2O7, da se razbijejo žveplove kontaminante (test na njihovo prisotnost: 1 ml destilata po nevtralizaciji s čistim NH3 ne sme dati temne oborine pri obdelavi s Pb(AcO)2) Izplen je ~90 % na osnovi S2Cl2.
Drug način z ustvarjanjem žveplovega klorida in situ
Hitro in temeljito zmešamo 205-215 g drobnega natrijevega acetata (NaOAc) in 10 g suhega žvepla v prahu (S2), mešanico hitro prenesemo v 1litrsko bučko s širokim grlom in okroglim dnom ter jo navlažimo s 25 ml ocetne kisline. V erlenmajerico se skozi gumijasti zamašek podaljša 1) široka cevka za dovod klora, 2) zgornje mešalo, ki je zaprto s kosom gumijaste cevi, namazane z vazelinom, in 3) izhodna vodilna cevka za sproščanje presežka klora (Cl2). Bučka je potopljena v ledeno kopel. Klor se sprva previdno vnaša s pogostim mešanjem ali stresanjem, sčasoma se reakcija segreje in postane vse bolj tekoča, zato se lahko mešalnik po določenem času vrti z motorjem. Tok klora je treba uravnavati tako, da se absorbira skoraj ves. Ko se reakcijska zmes preneha segrevati in se Cl2 ne absorbira več, se vsebina reakcije destilira v vakuumu pri temperaturi oljne kopeli ~ 150-180 °C, nato se ponovno destilira pri običajnem tlaku in zbere frakcija, ki vre med 138 in 141 °C. Izplen ~90 %.
Sinteza natrijevega acetata (NaOAc)
Last edited:
