13. Реакции восстановления
13.1. Синтез фенилгидроксиламина
Реактивы:
нитробензол, цинковая пыль, хлорид
аммония, хлорид натрия.
Оборудование: стакан фарфоровый, мешалка (или стеклянная палочка), водяная баня, термометр, колба Бунзена, воронка Бюхнера.
Ход работы:
В фарфоровый стакан, снабженный термометром, поместите раствор 2,25 г хлорида аммония в 67,5 мл воды и 3,55 мл нитробензола. Смесь перемешайте и в течение 15 минут к ней добавьте 7,75 г цинковой пыли. Если цинковая пыль активная, температура самопроизвольно повышается до 60-65°С. В противном случае, реакционную массу нагрейте до этой температуры на водяной бане. После добавления последней порции цинковой пыли содержимое стакана перемешивайте еще 15 минут до окончания реакции, о чем судят по исчезновению запаха нитробензола и снижению температуры реакционной массы. Теплый раствор отфильтруйте, осадок промойте 20 мл горячей воды. Затем фильтрат необходимо насытить 50 г хлорида натрия и охладить в смеси льда и соли.
Фенилгидроксиламин выделяется в виде длинных светло-желтых игл, которые затем отфильтруйте и высушите на фильтровальной бумаге при температуре 40-50°С.
Для очистки фенилгидроксиламина от содержащихся в нем примесей минеральных солей его перекристаллизовывают из бензола.
Фенилгидроксиламин – бесцветные иглы, tпл=82°С, легко растворяется в эфире, спирте, хлороформе, горячем бензоле, умеренно растворяется в воде.
Контрольные вопросы:
1). Напишите реакции восстановления нитробензола различными реагентами и назовите все продукты реакций:
а). водородом в присутствии никеля Ренея;
б). 1. Zn, HClконц; 2. OH-
в). 1. Zn, HClразб; 2. OH-
г). SnCl2, NaOH;
д). Zn, NaOH;
е). CH3OH, NaOH.
Один из продуктов подвергается бензидиновой перегруппировке. Какой именно? Приведите механизм.
2). Восстановление нитросоединений до первичных аминов в кислой среде протекает через 3 стадии, а в щелочной среде через 4 стадии. Что это за стадии? Назовите вещества.
3). Какими свойствами обладает фенилгидроксиламин? Что с ним может происходить в кислой среде?
4). Напишите реакцию фенилгидроксиламина с K2Cr2O7 в присутствии H2SO4.
13.2. Получение фенолфталина восстановлением хиноидной формы фенолфталеина
Реактивы: фенолфталеин, гидроксид натрия (20%-ный), цинк металлический (пыль), трилон Б, соляная кислота (5 н.).
Оборудование: колба круглодонная (или коническая) ёмкостью 100 мл, обратный холодильник, мерный цилиндр, электроплитка с закрытой спиралью, воронка Бюхнера, колба Бунзена, стеклянный стакан на 100 мл.
Ход работы:
В колбу на 100 мл, снабженную обратным холодильником поместите 0,5 г фенолфталеина и 25 мл раствора гидроксида калия и 0,25 г цинковой пыли и несколько мелких кусочков фарфора для равномерного кипения. Раствор становится темно-красного цвета, его кипятите до тех пор, пока он не станет слабо-розовым или совсем не обесцветится. Затем еще горячий раствор профильтруйте через складчатый фильтр и добавьте 10 мг трилона Б. К охлажденному, прозрачному раствору прибавляйте небольшими порциями 5 н. соляную кислоту до тех пор, пока реакция не станет сильнокислой. Выпавший осадок отфильтруйте на воронке Бюхнера и высушите.
Предполагаемый выход продукта должен быть близким к теоретическому.
Контрольные вопросы:
1). Реакция получения фенолфталеина.
2). Фенолфталеин как индикатор (изменение окраски в зависимости от pH среды). Лактонная и хиноидная формы. В какой среде какая образуется.
3). Применение трилона Б в аналитической химии; в данной лабораторной работе.
4). Применение фенолфталеина и фенолфталина.