К. Солнышкова органиқалық Химия

жүктеу/скачать 2,36 Mb.

бет	6/9
Дата	28.01.2018
өлшемі	2,36 Mb.
	#34740

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Синтездің орындалуы. 100 мл реакциондық колбада 21 мл этил спиртін және 15 мл суық суды араластырады. Суды қосымша өнімнің (диэтил эфирі) түзілуін азайту үшін қосады, аса ұшқыш бромсутекті қышқыл жоғалмас үшін, сонымен қатар күкірт қышқылымен жартылай сұйылту үшін, бром түзілгендегі тотығу-тотықсыздану реакцияларын болдырмау үшін қолданады. Түзілген бромсутекті қышқылды толық қолдану үшін спиртті артық мөлшерде алады.

Реакцииондық қоспаны үнемі араластырып және колбаны ағынды сумен салқындатып, қоспаға абайлап 25 мл күкірт қышқылын қосады да, сонан соң 22,5 г нәзік ұнтақталған бромды калийді қосады. Суретте көрсетілгендей аспап дайындап, реакциондық қоспаны глицеринді моншада қыздырады. Біраздан соң бромды этил бөлінеді, ол су қабатының астында мұзбен бірге жиналады.

Егер колбадағы реакциондық қоспа көпірсе, онда біраз уақыт қыздыруды азайтады.

Реакциондық қоспаны тоңазытқыштан суда ерімеген бромды этил ағып болғанша қыздырады. Қабылдағышқа үнемі бромды этилдің майлы тамшылары барып отыру керек және қабылдағыштағы сұйық тоңазытқышқа көтерілмеу керек, осыны қадағалап айдау жылдамдығына назар аудару қажет. Егер қабылдағыштағы су қайта аллонжқа барса, онда қабылдағышты аллонжтың басын босатқандай етіп төмен түсіру қажет. Су қабылдағышқа ағып болған соң, аллонжты бастапқы қалыпта қайта орналастырады.

Реакция аяқталғаннан соң өнімді бөлгіш құйғыға құяды, бромды этилден тұратын ауыр (төменгі) қабатты 100 мл конустық колбаға бөліп алады да, ұсақталған мұз салынған ыдысқа орналастырады және концентрленген қышқылды тамшылы құйғыдан сұйық қабаттарға бөлінгенше тамшылап құяды.

Бромды этилді күкірт қышқылымен шаяды, бұл реакция нәтижесінде қосымша өнім ретінде түзілетін диэтил эфирін шығару үшін орындалады. Сол кезде күкірт қышқылы бромды этилді құрғатады, себебі ол суды сіңіреді. Осы кезде жылу бөлінетін болғандықтан колбаны әрдайым салқындатқыш моншада (ұсақталған мұз) ұстау керек.

Колбада жиналған затты бөлгіш құйғыға құйып, төменгі күкірттіқышқыл қабатын бөліп алады. Күкірт қышқылымен кептірілген тазаланбаған бромды этилді 50 мл-ік түбі дөңгелек колбадан айдайды.

Тазаланбаған бромды этил сары түске боялған. Бұл оның құрамында еріген бром қоспалары барын айтады.

Нәтижелерді өңдеу. Қандай зат аса көп мөлшерде алынғанын және бромэтанның теориялық шығынын анықтаңыздар. Экспериментте алынған өнім шығынымен салыстырыңыз, %-тік шығынды есептеңіздер.
Бақылау сұрақтары мен есептері
1. 16 г бром 10,6 г n-ксилолмен келесі жағдайларда: а) FeCl₃ катализаторының қатысуымен; б) қайнау температурасында әрекеттескенде қандай қосылыстар түзіледі?

2. Қайнап жатқан толуолды хлорлағанда бензилхлорид пен бензилиденхлорид қоспасы алынды. Қоспаның салыстырмалы тығыздығы 1,13. Бензилхлорид тығыздығы 1,09 болатын, ал бензилиденхлорид тығыздығы 1,25 болатын қоспа құрамын есепте.

3. RCl қосылысын RОН қосылысына айналдыру қажет. Осы рекция үшін су өте әлсіз нуклеофил болатын болса қандай нуклеофильді реагент таңдау керек?

4. S_N2 механизмі бойынша аталған заттардың қайсысында пропилхлоридпен әлде изопропилхлоридпен гидролиз реакциясы жеңіл жүреді? Реакция механизмін жазып, жауабыңызды түсіндіріңіз.

5. Пропиленді, изобутанды, метилацетиленді бензол мен толуолды хлорлау қандай жағдайларда өткізіледі (ядроға, әлде бүйір тізбекке)? Пайда болған қосылыстарды атаңыз.

6 Лабораториялық жұмыс. Йодоформды алу
Жұмыстың мақсаты:

Метилкетон тобына (СН₃–С=О) сапалық реакция болып келетін йодоформды (галоформды) реакциямен танысу;
Ацетонның йодтың сілтілік ерітіндісімен әрекеттесуінен йодоформды алу.

Теориялық бөлім Йодоформ – суда ерімейтін, спиртте, ацетонда еритін сары кристалдар. Тығыздығы 4,008. Молярлы массасы 393,72 г/моль. Балқу температурасы 123 ⁰С. Айдау температурасы 210 ⁰С. Кілегей қабығын тітіркендіреді. Антисептик ретінде қолданылады.

Негізгі реакция
СН₃–СО–СН₃ + 3J₂ + 4NaOH → CHJ₃↓ + CH₃COONa + NaJ + 3H₂O

^{сары тұнба}

Қосымша реакция
CH₃COONa + J₂ → CH₂JCOONa + HJ
Реактивтер: ацетон (СН₃)₂СО 2,5 мл; йодты калий 15,0 г; кристалды йод 20,0 г; натрий гидроксиді (20%-ті ) 20,0 мл; дистильденген су.

Құрал-жабдықтар: стакан (400 мл); термометр; тамшылы құйғы; пипетка; вакуумда фильтрлеуге арналған құрал; ступка.

Эксперименттік бөлім. Кристалдық йодты алдымен ступкада ұнтақтайды. Реакциялық стаканда 100 мл суда калий иодидін ерітеді. Содан кейін йодты қосады. Таяқшамен араластыра отырып, йодты ерітеді, сумен сұйықтың көлемін 200 мл-ге дейін жеткізеді. Стаканды электр плиткаға қойып, ерітіндіні 55 ⁰С дейін қыздырады. Стаканның үстінен NaOH ерітіндісімен толтырылған тамшылы құйғыны орнатады. Құйғыдан 2-3 мл сілтіні құяды. Температура 55 ⁰С дейін көтерілгенде, үзіліссіз араластырып, пипеткамен ацетонды құяды және сілтіні жылдам тамшылайды (секундына 1 тамшы). Біраз уақыттан соң ерітінді лайланады, йодоформ CHJ₃ үлпектері пайда болады.

Тамшылардың түсу жерінде ерітіндінің лайлануы тоқтағаннан кейін сілтіні тамшылауын тоқтатады. Реакциондық массаның түссіздеуіне дейін қыздыра береді (керек болса түссіздену үшін сілтіні қосады). Стаканды құмды моншадан түсіреді және әуелі ауада содан кейін мұзды моншада суытады. Вакуумда сүзуге арналған қондырғыны жинайды. Йодоформды ерітіндімен бірге сүзгіге апарады және тұнбаны сумен жуады. Өнімді кептіреді және өлшейді.

Эксперименттің нәтижелерін өңдеу. Қандай зат (ацетон немесе йод) артық алынғанын анықтау және йодоформның теориялық шығынын есептеу қажет. Тәжірибе нәтижесінде алынған өнімнің шығынымен салыстырып, шығынның процентін анықтау қажет.
Бақылау сұрақтары мен есептері
1. Алифатты галогентуындыларын өнеркәсібте қандай тәсілдер арқылы алуға болады?

2. Егер n-хлортолуолды жылытып, хлормен әрекеттестіретін болсақ, ал реакция кезінде түзілген дихлортуындыны сода ерітіндісімен жылытсақ қандай затты аламыз?

3. Изобутилен мен иод сутегінен алынған затты келесі реагенттермен әрекеттестіргенде а) сілтінің судағы ерітіндісімен б) калий цианидімен в) натрий этилатымен г) НI жылыту кезінде қандай қосылыстар түзіледі?

4. 2- иод-2- метилпентанды магниймен абсолютті эфирде әрекеттестіргенде қандай зат түзіледі?

5. Фторэтанды, дифторхлорэтанды, тетрафторэтиленді алу әдістерін атаңыз.

6. 1,1-және 1,2-дибромэтанды қандай рекциялар арқылы айыруға болады?

Күрделі эфирлердің синтезі

Этерификациялау реакциясы – карбон қышқылының спиртпен әрекеттесуі – күрделі эфирлерді алудың негізгі тәсілі болып табылады. Жалпы процесс келесі түрде болады
O H⁺ O

R – C + R’OH R – C + H₂O

OH OR’

карбон қышқылы спирт күрделі эфир

Бұл реакция қайтымды, және тепе-теңдікке жеткенде қоспада бастапқы реагенттердің де, реакция өнімдерінің де елеулі мөлшерлері бар. Тепе-теңдікті күрделі эфирдің пайда болу жағына қарай ығыстыру үшін, Ле-Шателье принципі бойынша не бастапқы компонеттердің біреуін артық алу, немесе қоспадан реакция өнімнің біреуін алып тастау керек. 7, 8 лабораториялық жұмыстарда екінші жол пайдаланылады:

Реакцияның механизмі

OH H

O H⁺ OH _R’OH

R – C R – C⁺ R – C – O⁺

OH OH OH R’

OH OH

R – C – O – R R – C⁺ R – С

-H₂O - H⁺ OR’

H O⁺ OR’

H H

Минералды қышқылдар этерификациялау процесін жылдамдатады, себебі карбонилді топтағы оттегінің протондануы көміртегі атомын нуклеофильді шабуылы үшін небары ыңғайлы қылады. Нуклеофил спирт молекуласы, ал кететін топ су болады. Барлық сатылар қайтымды болатынын атап кету қажет. Олай болса, сутегінің ионы тура реакцияны да (этерификациялау), қайтымды реакцияны да (күрделі эфирлердің гидролизі) катализдейді.

7 Лабораториялық жұмыс. Этилацетаттың (сірке-этил эфирі) синтезі
Жұмыстың мақсаты:

Сірке қышқылын этил спиртімен этерификациялауынан этилацетатты алуының тәсілін игеру;
Этерификациялау реакциясының механизмімен танысу.

Теориялық бөлім. Сірке-этил эфирі – жеміс иісі бар түссіз сұйық, спирттермен, хлороформмен, бензолмен және басқа органикалық еріткіштермен араласады. Қайнау температурасы 77,2 ⁰С. Тығыздығы 0,9 г/см³.

Аналитикалық химияда және органикалық синтез процесінде еріткіш ретінде қолданылады.

Сірке қышқылы мен этил спиртінен этилацетаттың синтезін концентрлген күкірт қышқылының қатысуымен өткізеді.

Негізгі реакция:
O H₂SO₄ O

CH₃ – C + C₂H₂OH CH₃ – C

OH -H₂O O – C₂H₅
Қосымша реакциялар:
H₂SO₄

а) 2C₂H₅OH CH₃CH₂ – O – CH₂CH₃

t<140⁰C

-H₂O

б) C₂H₅OH + 6H₂SO₄ → 2CO₂ + 6SO₂ + 9H₂O

Реактивтер: этил спирті – 0,37 моль – 22,5 мл; сірке қышқылы – 0,35 моль – 20,0 мл; күкірт қышқылы (тығыздығы – 1,84 г/см³) – 2,5 мл; хлорлы кальций; көмірқышқылды натрий (концентрленген ерітінді); күкіртқышқылды натрий (сусыз).

Ыдыс: Вюрц колбасы – 100 мл; тамшылы воронка; Либих тоңазытқышы; термометр; аллонж; айдайтын колба 50 мл; дефлегматор; бөлетін воронка; қабылдағыштар.

Синтездің орындалуы. Тамшылы құйғысы бар және Либих тура тоңазытқышпен қосылған Вюрц колбасына 2,5 мл этил спиртін құяды және біртіндеп суытқанда 2,5 мл күкірт қышқылын құяды, содан кейін глицеринді моншада 140 ⁰С-қа дейін (термометр моншаның ішінде) қыздырады. Температура 140 ⁰С жеткен соң тамшылы құйғыдан сірке-этил эфирдің айдалу жылдамдығына тең болатын жылдамдықпен спирт пен сірке қышқылының қалған қоспасын біртіндеп құяды. Моншаның температурасын мұқият бақылайды, ол 140 ⁰С-дан аспауы керек.

Реакция аяқталғаннан кейін, этилацетаттан, судан және реакцияға қатыспаған бастапқы заттардан тұратын қабылдауыштың ішіндегісіне көк лакмус қағазының қызаруы тоқталғанша (сода ерітіндісін абайлап қосу керек, себебі бөлінген көмірқышқыл газынан көбіктену пайда болады) концентрлген көмірқышқылды натрийдің ерітіндісін (сірке қышқылын жою үшін) бөлетін құйғыға апарып, біртіндеп құяды. Содан кейін қабылдағыштың ішіндегісін бөлетін құйғыға апарып, астыңғы қабатын бөліп тастайды; эфирлі қабатына спирт қоспаларын жою үшін (спирт хлорлы кальциймен бірге этилацетатта ерімейтін сольват CaCl₂*2C₂H₅OH береді) хлорлы кальцийдің қаныққан ерітіндісін қосады (8 г CaCl₂ + 8 мл H₂O).

Этилацетатты бөліп тастап, оны сусыз күкіртқышқылды натриймен құрғатады. Құрғатудан кейін этилацетатты дефлегматордың көмегімен 75-78 ⁰С қайнайтын фракцияны жинап, сулы моншада айдайды.

Ескерту. Синтезді өткізген кезде жеңілұшқыш заттармен жұмыс істегенде барлық қауіпсіздік шараларын сақтау керек.

Нәтижелерін өңдеу. Қандай зат (сірке қышқылы немесе спирт) артық алынғанын анықтайды және этилацетаттың теориялық шығынын есептейді. Тәжірибе нәтижесінде алынған өнімнің шығынымен салыстырады; шығынның процентін анықтайды.
Бақылау сұрақтары
1. Этерификация реакциясы арқылы пропион қышқылының этилді эфирін алу әдісін көрсетіңіздер.

2. Изомайқышқылының метилді эфирін алудың 3 әдісін атаңыздар.

3. Бастапқы зат ретінде ацетиленді ғана қолданып сірке -этил эфирін қалай алуға болады?

4. Этилацетаттың келесі заттармен реакциялар теңдеулерін жазыңыздар: а) КОН сулы ерітіндісі, ә) аммиактың сулы ерітіндісі, б) пропанол-1, в) этилмагнийбромид. Алынған қосылыстарды атаңыздар.

5. Тек қана бейорганикалық реагенттерді қолданып, пропиленнен пропионды қышқылдың изопропилді эфирін алу реакцияларының теңдеулерін жазыңыздар.

8 Лабораториялық жұмыс. Сірке-изоамил эфирінің синтезі
Жұмыстың мақсаты: Этерификациялау реакциясымен изоамилацетатты тепе-теңдікті ығыстыру үшін судың азеотропты айдауды қолданып, синтездеу.

Теориялық бөлім. Изоамилацетат – жеміс иісі бар түссіз сұйықтық; 100 мл суда 0,25 г ериді; спиртпен, эфирмен, хлороформмен араластырылады. Молекулалық массасы – 130,18 г/моль. Қайнау температурасы – 142 ⁰С. Балқу температурасы – 78,5 ⁰С. Тығыздығы – 0,8719 г/см³. Целлюлозаның еріткіші ретінде, сонымен бірге тамақ өнеркәсібінде алмұрт эссенциясы деген атпен қолданылады. Аналитикалық химияда еріткіш ретінде қолданылады.

Негізгі реакция:
O H₂SO₄ O

CH₃ – C + HO – CH₂ – CH₂ – CH – CH₃ CH₃ – C + H₂O

OH O – C₅H₁₁

CH₃

Реактивтер: изоамил спирті – 22,5 г (26 мл; 0,24 моль); сірке қышқылы (мұзды) – 18 г (17 мл; 0,3 моль) немесе 80 %-ті – 20 мл; күкірт қышқылы – 0,5 мл (тығыздығы 1,84 г/см³); қышқыл көмірқышқылды натрий – 5 %-ті ерітінді; сусыз натрий (магний) сульфаты.

Құралдар: дөңгелектабанды колба 100 мл; суды бөлу үшін қақпан; бөлетін воронка; қайтымды тоңазытқыш; Вюрц колбасы; Либих тоңазытқышы.

Синтездің орындалуы. Қақпан мен қайтымды тоңазытқыш (7 сурет) бар 100 мл-лі дөңгелектабанды колбаға 26 мл изоамил спиртін, 17 мл мұзды сірке қышқылын, 0,5 мл концентрленген күкірт қышқылын салады және бірнеше «қайнауыштарды» салады. «Қақпанда» екі қабат: астыңғы (сулы) және қайтадан реакционды колбаға ағатын үстіңгі (пайда болған эфир және реакцияланбаған сірке қышқылы мен спирт) пайда болғанша колбаны глицеринді моншада қыздырады. Қақпанда су қабаты ұлғайғанша реакцияны жүргізеді. Реакция аяқталғаннан соң қақпанда жиналған эфирді қайтадан колбаға құйып, бөлме температурасына дейін кран суының астында суытады, колбаның ішіндегісін бөлетін құйғыға апарып, екі рет сумен жуады, содан кейін 5 %-ті сода ерітіндісімен және қайтадан сумен (бейтарап реакцияға дейін) жуады. Бөлетін құйғыны шайқаудан шаю небары тиімді. Егер сулы қабат эфирлі қабаттан жеткіліксіз бөлінетін болса, 5 г ас тұзын қосады және жақсылап араластырады. Тұзсыздату процесі эфирдің суда ерігіштігін төмендетеді.

Шаюдан кейін эфирді сусыз натрий (магний) сульфатымен құрғатады және Вюрц колбасынан айдайды. Негізгі фракция температура 138-140 ⁰С айдалады. Изоамилацетаттың массасын анықтау қажет.

Тиісті қайта есептесуден реакцияны жүргізу үшін 80 %-тік сірке қышқылын пайдалануға болады.

1 – электроплита; 2 – реактор; 3 – кері тоңазатқыш;4 – штатив

7-сурет – Эфирді синтездеуге арналған құрал
Тәжірибе нәтижелерін өңдеу. Реакция бойынша эфирдің шығынын есептеу және тәжірибе мәліметтерімен салыстыру қажет. Барлық мәліметтерді 4 кестеге енгізіңіздер.
4-кесте

Заттың аталуы	Химиялық формула	Молекулярлық массасы	Қайнау температурасы, ⁰С	Тығыздығы, г/см³

Қауіпсіздік техникасы:

1) сіркеизоамил эфирімен абайлап жұмыс істеу керек, себебі ол жеңіл жанады (тұтану температурасы 36 ⁰С);

2) сіркеамил эфирі организмге нашақорлық әсер етеді, көздің, мұрынның және тыныс жолдарының кілегей қабықтарын тітіркендіреді, сондықтан колба қақпанмен және қайтымды тоңазытқышпен герметикалық жалғанған болуы керек, шаюды және құрғатуды шыны шлиф-тығынмен жабылған бөлетін воронкада жүргізу керек;

3) алынған эфирді айдауға арналған құрал да герметикалық болуы керек.

Бақылау сұрақтары
1. Май қышқылына изомер болатын күрделі эфирлердің формуласын жазып оларды атаңыздар.

2. Келесі заттардың: а) фталий қышқылының диэтил эфирі мен б) терефталий қышқылының диэтил эфирін алу реакцияларын жазыңыздар.

3. Келесі күрделі эфирлердің сілтілік гидролиз реакцияларының теңдеулерін жазыңыздар: а) сіркеметилді, ә) май қышқылының бутилді эфирі. Алынған қосылыстарды атаңыздар. Сілтілік гидролиз реакцияларының механизмінің схемасын жазыңыздар.

4. Келесі заттардың а) бензой қышқылы мен бутил спирті, ә) о-толуолды қышқылы мен метил спирті, б) фенилсірке қышқылы мен изопропил спирті қосылыстарының әрекеттесуі кезінде концентрленген күкірт қышқылының қатысуымен өтетін реакциялардың теңдеулерін жазыңыздар. Түзілетін қосылыстарды атаңыздар.

5. Келесі реакциялардың теңдеулерін жазыңыздар: а) қымыздық қышқылы және NaOH ерітіндісі, ә) қымыздық қышқылы мен Са(ОН)₂, б) янтарь қышқылы және КОН ерітіндісі.

9 Лабораториялық жұмыс. Диизопропил эфирінің синтезі
Жұмыстың мақсаты:

Спирттердің молекулааралық дегидратациясы арқылы жай эфирлерді синтездеу тәсілін меңгеру;
Изопропил спиртінен диизопропил эфирін алу.

Теориялық бөлім. Диизопропил эфирі (изопропил эфир) – эфир иісі бар түссіз ұшқыш сұйық; қайнау температурасы 67,5 ⁰С (басқа анықтамалық мәліметтерде 68,3 ⁰С); тығыздығы 0,725 г/см³; сыну көрсеткіші 1,3682; органикалық еріткіштерде ериді және өзі көп органикалық заттарды ерітеді; судағы ерігіштігі төмен – 0,94 %.

Изопропил эфирі еріткіш ретінде қолданылады. Физиологиялық әрекеті диэтил эфиріне («наркоз эфирі») ұқсайды, бірақ уытты.

Процестің схемасы:
а) i-C₃H₇OH + H₂SO₄ (CH₃)₂CH – OSO₃H

изопропилкүкірт қышқылы

б) (CH₃)₂CH – OSO₃H + HO – CH(CH₃)₂ (CH₃)₂CH – O – CH(CH₃)₂ + H₂SO₄

диизопропил эфирі

Реактивтер: изопропил спирті – 60 г (1 моль, 76 мл); күкірт қышқылы d=1,84 г/см³ – 49 г (0,5 моль, ≈ 27 мл); хлорлы кальций; сусыз күкіртқышқылды натрий.

Ыдыс: Вюрц колбасы 100 мл (немесе 250 мл); Либих тоңазытқышы; термометр; бөлетін воронка; қабылдауыш.

Синтездің орындалуы. Тамшылы құйғымен жабдықталған және тура тоңазытқышпен қосылған Вюрц колбасына 38 мл изопропил спиртін құяды (спирттің барлық көлемінің жартысы) және суытқанда біртіндеп күкірт қышқылын қосады. Изопропил спирті мен изопропил эфирінің жоғалуларын болдырмау үшін колбадағы температура 60 ⁰С аспау керек.

«Қайнауыштарды» колбаға тастап, жылуды қосады. Эфирдің айдалуы басталғанда спирттің екінші порциясы қосады (спирт сұйық қабатының астына өту керек). Қабылдауышты изопропил эфирімен бірге мұзбен суыту керек. Температуралық режимді майлы (немесе глицеринді) моншаның температурасымен реттейді – моншаның температурасы 120-125 ⁰С арасында болу керек; осыдан артығырақ температурада SO₂ бөлінуімен H₂SO₄-тің ыдырауы өтеді.

Жай эфирдің синтезі қабылдағышқа эфирдің тамуы тоқтағанша жүргізіледі. Синтездеудің аяғында, көбік пайда болған кезде реакционды массасының бөлінуінен аман болу үшін жылуды тез алып тастайды. Изопропил спиртінің қоспасын жою үшін изопропил эфир-шикізатты CaCl₂ ерітіндісімен (CaCl₂ спиртпен бірге суда еритін сольват түзеді) «жуады». Бөлетін құйғыда реакция өнімін су қабатынан бөліп алады, содан кейін қыздырылған CaCl₂ (немесе сусыз Na₂SO₄) құрғатылады.

Соңғы тазарту үшін қайнау температурасы 65-68 ⁰С болатын фракцияны таңдап, алынған эфирдің айдауын орындайды.

Нәтижелерді өңдеу. Эфирдің (реакция бойынша) стехиометриялық шығынын есептеңіздер, практикалықпен салыстырыңыздар және шығын процентін анықтаңыздар. Сыну коэффициентін өлшеңіздер.
Бақылау сұрақтары
1. Келесі заттарды алдымен гидролиз онан кейінгі декарбоксилдеу кезінде қандай заттар түзіледі: а) пропилмалон қышқылының диэтил эфирі, ә) метилизопропилмалон қышқылының диэтил эфирі, б) метил-трет-бутилмалон қышқылының диэтил эфирі? Реакциялар теңдеулерін жазыңыздар және алынған қосылыстарды атаңыздар.

2. Малон эфирінің көмегімен келесі заттарды: а) май қышқылын, ә) метилизопропилсірке қышқылын алыңыздар. Реакциялар теңдеулерін жазыңыздар және аралық өнімдерді атаңыздар.

3. Келесі заттардың құрылымдық формуласын жазыңыздар: а) метилформиат, ә) этилбутират, б) изоамилацетат, в) изовалериан қышқылының изоамил эфирі, г) пропил-2-хлорбутен-3-оат, ғ) бензиацетат.

4. Толуол мен этил спиртінен шыққанда фенилсірке қышқылының этил эфирін қалай алуға болады?

5. Пропион қышқылының келесі спирттермен реакциялар теңдеулерін жазыңыздар: а) бутанол-1, ә) бутанол-2. алынған қосылыстарды атаңыздар.

10 Лабораториялық жұмыс. Ацетилсалицил қышқылының (аспирин) синтезі
Жұмыстың мақсаты:

фенолдарды қышқылдардың ангидридтерімен ацилирлеу реакциясымен танысу;
салицил қышқылын (о-карбоксифенол) сірке қышқылымен (сірке ангидриді) ацилирлеуден аспиринді алу.

Теориялық бөлім. Аспирин – салицил қышқылының эфирі немесе ацетилсалицил қышқылы – аз ащы дәмді ине немесе пластинкалар түріндегі түссіз кристалдар, суда жаман ериді, сілтілердің сулы ерітінділерде жақсы ериді. Молярлы массасы 180,16. Балқу температурасы 136,5 ⁰С.

Медицинада қызуды төмендететін және ауруды басатын дәрі ретінде кең қолданыс табады.

Негізгі реакция:
COOH CH₃CO COOH

+ O +

CH₃COOH

CH₃CO

OH OCOCH₃

салицил қышқылы сірке ангидриді

Реактивтер: салицил қышқылы (12,5 г; 0,09 моль); сірке қышқылы (сірке ангидриді) (11,2 г; 11 мл); күкірт қышқылы (d=1,84; 0,5 мл); толуол.

Ыдыс, құралдар: дөңгелектабанды колба (100 мл); ауа тоңазытқышы; хлоркальцийлі түтікше; химиялық стакан (300 мл); Бюхнер воронкасы; Бунзен колбасы; термометр; сақтандыратын кішкентай шыны сауыт.

Жұмыстың орындалуы. Хлоркальций түтікшесі бар қайтымды ауа тоңазытқышпен жабдықталған дөңгелек колбада әлсіз қыздырып 12,5 г салицил қышқылын 11 мл сірке қышқылында (сірке ангидриді) ерітеді (САҚ БОЛЫҢЫЗДАР! Сірке ангидриді тез отқауіпті, теріні тітіркендіреді) және содан кейін 0,5 мл концентрлген күкірт қышқылын қосады. Реакционды қоспаны бір сағаттың ішінде 60 ⁰С-та сулы моншада қыздырады. Содан кейін моншаның температурасын 90-95 ⁰С дейін жеткізеді және реакционды қоспаны осы температурада тағы бір сағат ұстайды. Содан кейін араластырып, сұйықты суытады. Суытқаннан кейін сұйықты 20 мл суық суға құяды, алдымен мұзды сумен, ал сонан соң сорудан кейін суық толуолдың кішкене мөлшерімен шаяды.

Небары толық тазалау үшін аспиринді сұйытылған (1:1) сірке қышқылынан, бензолдан немесе хлороформнан қайта кристалдайды.

Нәтижелерді өңдеу. Қандай зат артық алынғанын анықтаңыздар және өнімнің теориялық шығынын есептеңіздер. Аспириннің тәжірибелік массасын және шығынның процентін анықтаңыздар.
Бақылау сұрақтары
1. Бензой қышқылының ангидридін алу әдістері мен бастапқы заттар болатын реактивтерді жазыңыздар?

2. Қышқыл амидтерінің негіздік қасиеттері әлсіз екенін түсіндіріңіздер.

3. Толуолдан бензамидті алу реакциясының схемасын жазыңыздар.

4. Келесі заттардың қышқылды гидролизін жазыңыздар: а) пропион қышқылының изобутил эфирі, ә) бутилацетат, б) изоамилацетат. Алынған қосылыстарды атаңыздар.

5. Изомай қышқылының хлорангидриді үшін келесі реакциялар теңдеулерін жазыңыздар: а) гидролиз, ә) алкоголиз, б) аммонолиз. Алынған қосылыстарды атаңыздар.

11 Лабораториялық жұмыс. Ацетон синтезі
Жұмыстың мақсаты:

- Альдегидтер мен кетондарды синтездеудің классикалық әдістеріңің бірі – спирттердің тотығуымен танысу;

- Ацетонды изопропил спиртін хромды қоспамен (натрий дихроматы) тотықтырумен алу.

Теориялық бөлім. Ацетон (пропанон-2) – өзіне тән иісі бар түссіз, мөлдір сұйық, сумен барлық қатынаста араласады, органикалық еріткіштерде: этанолда, эфирде, бензолда, хлороформда жақсы ериді. Қайнау температурасы 56,24 ⁰С, тығыздығы (25 ⁰С) 0,7899 г/см³, сыну көрсеткіші (25 ⁰С) 1,3588.

Ацетон көптеген органикалық заттардың (мысалы нитро- және ацетилцелюлоза) еріткіші ретінде кең қолданылады; улылығы төмен болғандықтан тамақ және фармацевтикалық өнеркәсіпте еріткіш ретінде қолданылады; изопрен, кетен және т.б. синтездеу үшін шикізат болып табылады.

Негізгі реакция
3CH₃ – CH(OH) – CH₃ + Na₂Cr₂O₇*2H₂O + 4H₂SO₄ →

→ 3CH₃ – C(O) – CH₃ + Cr₂(SO₄)₃ + Na₂SO₄ + 9H₂O

Қосымша реакция

СН₃СООН + СО₂

СН₃ – С(О) – СН₃

СН₃ – С(О) – СООН

Реактивтер: изопропил спирті (ρ = 0,785 г/см³; 12,6 г; 16 мл; 0,21 моль); екісулы натрий бихроматы (20,9 г; 0,07 моль); күкірт қышқылы (ρ = 1,84 г/см³; 15 мл; 27,6 г; 0,28 моль); хромды қоспа үшін дистильденген су (45 мл; 45 г; 2,5 моль); хлорлы кальций (8 г) хлорлы кальцийді еріту үшін дистильденген су (8 мл).

Ыдыс: үшмойынды колба (100, 200 мл); электр араластырғыш; кері тоңазытқыш; тамшылы құйғы; айдауға арналған колба (100 мл); дефлегматор; Вюрц насадкасы; өлшеуіш цилиндрлері (25 мл); стақандар (50 мл); конусты колба (250 мл).

Эксперименталды бөлім:

1) хромды қоспаны дайындау. 50 мл стақанда 20,8 г натрий бихроматын өлшейді, 250 мл конусты колбаға салып, 45 мл суда ерітеді. 15 мл концентрленген күкірт қышқылын өлшейді және араластырып отырып абайлап натрий бихроматы ерітіндісі бар колбаға құяды (ерітіндінің қыздырылуы жүреді!);

2) қондырғыны жинау. (Сурет 8) Үшмойынды колбаны сулы моншаға қояды; орталық мойынына кері тоңазытқышты орналастырады, оның ішіне араластырғышты өткізеді; қалған мойындарына хромды қоспа үшін тамшылы құйғы және реакционды массаның температурасын өлшеуге арналған термометр (араластырғыш айналғанда термометрге тимеуі керек!);

1 – электроплита; 2 – 3 - мойынды реактор; 3 – сулы монша; 4 – термометр; 5 – кері тоңазытқыш; 6 – тамшылы құйғы; 7 – электрараластырғыш
8-сурет – Ацетон синтезіне арналған қондырғы
3) синтездің орындалуы. Колбаға 16 мл изопропил спиртін құяды, су моншасын 50-60 ⁰С (монша температурасы!) дейін қыздырады және қыздыруды өшіреді. Жұмыс істейтін араластырғышта тамшылы құйғыдан хромды қоспаны секундына 1 тамшы жылдамдықпен мөлшерлеуді бастайды. Реакционды массаның температурасын 70-75 ⁰С интервалында ұстау керек. Тотығу реакциясы экзотермиялық, сондықтан реакционды массаның қыздырылуы байқалады. Егер реакция қарқынды жүрсе, онда тотықтырғыштың мөлшерленуін баяулату керек.

Бүкіл хромды қоспаны қосқаннан кейін су моншасының қыздыруын қосып, реакционды қоспаны 10 минуттың ішінде қыздырады. Содан кейін реакционды массаны 50 ⁰С дейін суытады, тамшылы құйғыны жай құйғыға ауыстырады және араластырғанда колбаға 8 мл судағы 8 г хлорлы кальций ерітіндісін құяды.

Реакционды колбаның ішіндегісін дефлегматормен айдау колбасына (Сурет 9) апарып, ацетонды айдайды, фракцияны 55-58 ⁰С интервалында жинайды.

1– электроплита;2 – сулы монша; 3 – айдау колбасы; 4,7 – термометр; 5 – дефлегматор; 6 – Вюрц насадкасы; 8 – штативтер; 9 – Либих тоңазытқышы; 10 – аллонж; 11– қабылдағыш;

9-сурет – Ацетонды айдауға арналған қондырғы

жүктеу/скачать 2,36 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9