Экспериментальная часть

Порядок выполнения работы

В стакане растворяют 1,2 г фенола в 70 мл воды и к раствору при размешивании стеклянной палочкой приливают из капельной воронки насыщенный раствор 2 мл брома в воде до тех пор, пока жидкость в стакане не примет желтую неисчезающую окраску.

Выпавший белый хлопьевидный осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из 50%-ного водного раствора изопропилового спирта. 2,4,6-трибромфенол – желтоватый кристаллический продукт, растворим в спирте, эфире, хлороформе. Нерастворим в воде. tпл = 95…96 ºС.

Спектр ЯМР (в диметилацетамиде): синглет 7,69 м.д., синглет 2,11 м.д.

Контрольные вопросы:

1. Почему при галогенировании ароматических углеводородов нужно соблюдать определенные условия?

2. Чем объясняется токсичность фенола?

3. Опишите физико-химические свойства 2,4,6-трибромфенола?

4. В какие реакции вступает 2,4,6-трибромфенола?

5. Какие сферы применения 2,4,6-трибромфенола вы знаете ?

Лабораторная работа №8

Получение ацетона окислением изопропилового спирта

Цель: получить ацетон окислением изопропилового спирта

Реактивы: изопропиловый спирт – 15,6 г (20 мл); дихромат натрия – 15 г; серная кислота (ρ = 1,84 г/см3) – 33,1 г (18 мл).

Посуда и оборудование: колба трёхгорлая вместимостью 250 мл; баня

водяная; холодильник водяной; капельная воронка; термометр; колба Вюрца.

Теоретические основы

При окислении органических соединений происходит присоединение кислорода к молекуле. Наиболее распространёнными окислителями являются HNO₃, кислород, пероксиды, хлор, гипохлориты, KMnO₄, бихроматы. Окисление первичных спиртов до альдегидов и вторичных до кетонов проводят дихроматом, хотя выход альдегидов не превышает 60%. Окисление вторичных спиртов осуществляется легче, чем первичных, вследствие большей стабильности образующихся кетонов. Вторичные спирты легко окисляются хромовым ангидридом в ацетоне и даже диметилсульфоксидом в уксусном ангидриде.

Экспериментальная часть

Порядок выполнения работы

В трёхгорлую колбу, снабжённую капельной воронкой и обратным холодильником, помещают 20 мл изопропилового спирта. Отдельно готовят хромовую смесь, растворяя 15 г дихромата натрия в 60 мл воды и смешивая полученный раствор с 18 мл концентрированной серной кислоты (осторожно прибавляют кислоту в водный раствор дихромата). Полученную хромовую смесь из капельной воронки небольшими порциями (по 1-2 мл) прибавляют в колбу. Сразу начинается реакция окисления, сопровождаемая сильным разогреванием реакционной массы. Следующую порцию окислителя добавляют после того, как реакция замедляется.

После прибавления всей хромовой смеси, к колбе присоединяют нисходящий холодильник Либиха через насадку Вюрца и нагревают на водяной бане. Отгоняют ацетон, собирая фракцию, кипящую в пределах 55 - 58°С.

Выход ацетона 10 г (66,3 % от теоретического). Ацетон (пропанон-2) – бесцветная прозрачная жидкость с характерным запахом, смешивается с водой во всех отношениях. t_кип = 56,24°С, = 0,7908, = 1,3590.

Спектр ЯМР: синглет 2,07 м.д.

Контрольные вопросы:

1. Опишите механизм реакции окисления органических соединений?

2. Когда и кем был открыт ацетон?

3. Опишите физико-химические свойства ацетона?

4. Какие методы получения ацетона вы знаете?

5. В какие реакции вступает ацетон?

6. Какие сферы применения ацетона вы знаете?

Лабораторная работа №9

Синтез бензойной кислоты окислением толуола

Цель: получение бензойной кислоты окислением толуола

Реактивы: толуол – 5 г (5,75 мл); перманганат калия – 17 г; соляная кислота (ρ = 1,19 г/см3).

Посуда и оборудование: колба круглодонная вместимостью 500 мл; холодильник шариковый; баня песчаная; стакан вместимостью 750 мл; колба коническая вместимостью 250 мл.

Теоретические основы

При окислении алкильных групп, связанных с ароматическим кольцом, сильными окислителями (KMnO₄ в щелочной среде, хромовой или азотными кислотами) образуются ароматические кислоты.

Экспериментальная часть

Порядок выполнения работы

В круглодонной колбе, снабжённой шариковым холодильником, кипятят на песчаной бане в течение 4 ч 5,75 мл толуола с 350 мл воды и 17 г мелкорастёртого перманганата калия. Для равномерного кипения в колбу бросают несколько «кипелок». После завершения реакции раствор в колбе над осадком диоксида марганца должен быть бесцветным (бурый при наличии мелкодисперсного осадка диоксида марганца). Если реакционная смесь остаётся окрашенной, обесцвечивания достигают прибавлением 1 мл спирта или 0,5 г щавелевой кислоты при нагревании.

Горячий раствор фильтруют через складчатый фильтр, осадок диоксида марганца промывают небольшим количеством горячей воды. Фильтрат упаривают в стакане до объёма 50-100 мл и отфильтровывают от вновь выпавшего оксида марганца (IV). Промыв осадок 5 мл горячей воды, объединённый фильтрат подкисляют концентрированной соляной кислотой до кислой реакции (проверяют по индикаторной бумаге). При этом осаждается бензойная кислота, которую отфильтровывают, промывают небольшим количеством холодной воды и сушат. При необходимости бензойная кислота может быть очищена перекристаллизацией из воды.

Выход – 5 г (75% от теоретического).

Бензойная кислота – белое кристаллическое вещество в виде пластинок, плохо растворяется в холодной воде, лучше – в горячей (0,27 г в 100 мл при 18ºС и 5,9 г в 100 мл при 100ºС). Хорошо растворяется в хлороформе, ацетоне, бензоле. t_пл = 122ºС, = 1,2659.

Спектр ЯМР (в CDCl₃): мультиплет 7,90 м.д.; 7,37 м.д.; синглет 13,20 м.д.