Praktikum za ve`bi po organska hemija za · PDF fileSodr`ina Katedra za Organska hemija 2010 Sodr`ina: Eksperiment 1 Sinteza na acetanilid Postapka za sinteza, 1 Nukleofilna acil supstitucija

Farmacevtski fakultet Univerzitet Sv. Kiril i Metodij

Praktikum za ve`bi po organska hemija za farmacevti

Za interna upotreba

Univerzitet ”Sv. Kiril i Metodij” -Skopje Farmacevtski Fakultet

Institut za primeneta hemija i farmacevtski analizi

Katedra za organska hemija

Farmacevtski fakultet Univerzitet Sv. Kiril i Metodij

Katedra za Organska hemija 2010

Avtori: as. m-r Ana Poceva-Panovska prof.d-r Emil Popovski prof.d-r Vaska Arsova

Recenzenti: prof. d-r Qubica [uturkova prof. d-r Aneta Dimitrovska


Sodrìna


Sodrìna: Eksperiment 1 Sinteza na acetanilid Postapka za sinteza, 1 Nukleofilna acil supstitucija – reakcija na acetilirawe, 2 Pra{awe + : Sinteza na sulfanilamid od acetanilid, 4 Identifikacija na sintetiziraniot acetanilid, 6 Eksperiment 2 Sinteza vo pove}e ~ekori: êkor 1. Sinteza na benzoin Postapka za sinteza, 7 Aciloinska kondenzacija, 8 Sinteza na benzoin katalizirana od vitamin B1 (tiamin), 10 Pra{awe + , 11 Identifikacija na sintetiziraniot benzoin, 13 Eksperiment 2 (prodolùva) Sinteza vo pove}e ~ekori: êkor 2. Oksidacija na benzoin do benzil Postapka za sinteza, 14 Reakcija na oksidacija na benzoin, 15 Identifikacija na sintetiziraniot benzil, 16 Eksperiment 2 (prodolùva) Sinteza vo pove}e ~ekori: êkor 3. Sinteza na benzilna kiselina Postapka za sinteza, 17 Reakcija na benzilno preureduvawe, 18 Pra{awe + , 19 Identifikacija na sintetiziranata benzilna kiselina, 20 Eksperiment 3 Sinteza na acetilsalicilna kiselina Postapka za sinteza, 21 Reakcija na Fisher-ova esterifikacija, 22 Identifikacija na sintetiziranata acetilsalicilna kiselina, 23 Eksperiment 4 Sinteza na benzoeva kiselina i benzil alkohol Postapka za sinteza, 24 Reakcija na disproporcionirawe na aldehidi (Canizzaro-va reakcija), 25 Pra{awe + , 26 Identifikacija na sintetiziranata benzoeva kiselina i benzil alkohol, 27 Eksperiment 5 Sinteza na anomeri na glukoza pentaacetat Postapka za sinteza, 28 Reakcija na acetilirawe na glukoza, uslovi i tek, 29 Pra{awa + , 30

Eksperiment 6 Izolacija na eugenol od karanfil~e Postapka za izolirawe, 31 Struktura i identifikacija na izoliranite produkti, 32

Sodrìna


Eksperiment 7 Izolacija na kofein od ~aj Postapka za izolirawe, 33 Struktura i identifikacija na izoliranite produkti, 34 Eksperiment 8 Sinteza na nepoznat produkt (I): Reakcija pome|u benzaldehid i aceton vo alkalna sredina Postapka za sinteza, 35 Pra{awa, 36 Identifikacija na sintetiziraniot produkt, 36 Eksperiment 9 Sinteza na nepoznat produkt (II): Kiselo katalizirana reakcija pome|u anhidrid na ocetna kiselina i izoamil alkohol Postapka za sinteza, 37 Pra{awa, 38 Identifikacija na sintetiziraniot produkt, 39 Eksperiment 10 Sinteza na nepoznat produkt (III): Reakcija pome|u hidrazin i acetilaceton Postapka za sinteza, 40 Pra{awa, 40 Prilog Laboratoriski pravila i bezbednosi postapki, 42 Presmetuvawe na prinos na reakcija, 44 Vodewe na Laboratoriski dnevnik i laboratoriski izve{taj, 46 Tabela na naj~esto koristeni organski rastvoruva~i vo laboratorija, 51 IC tabeli, 55 Literatura, 58

Eksperimentalen del


EKSPERIMENTALEN DEL _ Mehanizmi na reakcii, postapki za sinteza i analiza na nekoi organski soedinienija

Sinteza na acetanilid postapka

Katedra za Organska hemija 2010 1

SINTEZA NA ACETANILID

Vreme na izvedba: 2 ~asa Aparatura: vakuum filtracija

Reakcija: 1 Vnimatelno!!! Koncentrirana kiselina! 2 Vnimatelno!!! Anhidridot i ocetnata kiselina moè da predizvikaat izgoretini ako dojdat vo dopir so koàta Za ve`bata... Po izveduvawe na sintezata da se presmeta prinosot na acetanilid i da se asignira IC spektarot.

Reagensi: C6H5NH2 0,027 mol konc. HCl 0,027 mol (CH3CO)2O 0,032 mol CH3COONa 0,050 mol Aktiven jaglen

Postapka: Vo ~a{a ili kolba se stava 65 mL voda, anilinot i konc. HCl.1 Smesata se me{a se dodeka anilinot celosno se rastvori. Ako rastvorot e oboen, se dodavaat okolu 0,2 g aktiven jaglen i so povremeno me{awe se zagreva okolu 5 minutu na temperatura od 50 °S. Na rastvorot dobien po filtriraweto na aktivniot jaglen mu se dodava anhidridot na ocetna kiselina,2 a potoa vedna{ se dodava propi{anoto koli~estvo natriumacetat predhodno rastvoreno vo 12,5 mL voda. Sme{ata s prome{uva i se ladi vo mraz. Sozdadenite kristali od acetanilid se filtriraat na vakuum, se izmivaat so ladna voda i se su{at. Pogoden rastvoruva~ za prekristalizacija: voda Temperaturata na topewe: 113 °S.

NHCCH3

O

3. CH3COONa

NH2

1. HCl 2.(CH3CO)2O

Sinteza na acetanilid mehanizam na reakcija


Objasnuvawe na mehanizmot na reakcija: Acetiliraweto na anilinot se odviva po mehanizam na nukleofilna acil supstitucija (adicija –eliminacija). Direktnoto acetilirawe na anilinot so anhidrid na ocetnata kiselina ne pretstavuva najprakti~en sintetski pat, bidej}i se sozdava zna~itelna koli~ina na sporeden produkt, odnosno diacetiliran anilin. Ovoj produkt se javuva iako amidniot azot na acetanilidot e pomalku nukleofilen od azotot na anilinot kako rezultat na delokalizacijata na slobodniot elektronski par od amidniot azot. Vo tekot na reakcijata rastvorot stanuva kisel poradi zgolemuvawe na koncentracijata na ocetna kiselina, zaradi {to azotot na anilinot se protonira i zna~itelno mu se namaluvaat nukleofilite karakteristiki. Ovoj problem e poistaknat koga kako reagens za acetilirawe se koristi acetil hlorid poradi {to mora da se koristi i slabo nukleofilniot piridin kako rastvoruva~. Dokolku reakcijata se izveduva vo rastvoruva~, a ne samo vo anhidrid na ocetna se spre~uva sozdavawe na diacetiliran produkt i se namaluva brzinata na

CO

C

O

O

CH3

CH3

NH2 CO

CO CH3

N

H

H

O- CH3

+

C

O

NHCH3

H

+

+ CH3COO-

CH3 C

ONH

+ CH3COOH

NC

C

O

O

CH3

CH3

N CCH3

H

O

N CCH3

H

O-

+

Sinteza na acetanilid mehanizam na reakcija


reakcijata. Kako rastvoruva~ moè da se koristi voda bidej}i istovremeno e i eftin i bezbeden.

Na prv pogled izgleda deka vodata ne e pogoden rastvoruva~ za ovaa reakcija bidej}i anilinot ne e rastvorliv vo nea. Sepak, anilinot moè da se pretvori vo rastvorliv preku konverzija vo aminium jon koj e rastvorliv vo voda. Na ovoj na~in, slobodniot elektronski par od azotot e vrzan so vodorodot, poradi {to protoniranata amino grupa pove}e ne e aktivna kako nukleofil.

Natrium acetatot se dodava na rastvorot na anilinium hlorid za da sozdade ramnote`na koncentracija na anilin pod granicata na rastvorlivost. Slobodniot anilin ponatamu reagira so anhidridot na ocetnata kiselina pri {to ramnoteàta se pomestuva na desno za da se sozdade nov deprotoniran anilin za reakcijata.

NH2HC l

NH3+

NH3+ C

O

C H3 O-+ NH2 C

O

CH3 OH+

Sinteza na sulfanilamid od acetanilid


SINTEZA NA SULFANILAMID OD ACETANILID Vnesi gi me|uproduktite vo sintezata na sulfanilamidot i imenuvaj gi.

produkt 1

3. CH3COONa1.HCl 2.(CH3CO)2ONH2

produkt 1

2ClSO3H

produkt 2

NH3

produkt 3produkt 2

NH2H2NSO2

produkt 3

H3O+

Identifikacija na acetanilid


Infracrven spektar na anilin (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/))

Funkcionalna gr. Vibracija na vrska Branov broj (cm-1)

Identifikacija na acetanilid


Infracrven spektar na acetanilid (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/))


Sinteza na benzoin postapka


SINTEZA NA BENZOIN

Vreme na izvedba: 2 ~asa Aparatura: za zagrevawe pod refluks, vakuum filtracija

Reakcija: 1 Vnimatelno!!! Mnogu toksi~en!!! R-rot na KCN ne smee da dojde vo kontakt so mineralni k-ni (se osloboduva HCN)!!! 2 Vnimatelno!!! Reakcijata moè da bide burna, i smesata da se isfrli preku ladiloto Za ve`bata... Po izveduvawe na sintezata da se presmeta prinosot na benzoin i da se asignirat IC spektri.

Reagensi: C6H5CHO 0,1 mol C2H5OH 25 mL KCN (rastvor) 2 g vo 5 mL H2O

Postapka: Vo kolba se me{aat propi{anite koli~estva na benzaldehid i etanol. Na ovoj rastvor, vnimatelno1 se dodava i rastvorot na kalium cijanid. Kolbata se povrzuva so povratno ladilo i smesata se zagreva, vo po~etok vnimatelno,2 a potoa na 95 °S za vremet od 30 minuti. Po zagrevaweto, bistriot rastvor se izleva vo laboratoriska ~a{a i se ostava da se oladi. So ladewe se izdvojuvaat belo-òltenikavi kristali od benzoin, koi od rastvorot se oddeluvaat so vakuum filtracija. Kristalite od benzoin se ispiraat so malku ladna voda. Pogoden rastvoruva~ za prekristalizacija: metanol Temperaturata na topewe: 137 °S.

C

H

OH

C

OKCNC

O

H2

Sinteza na benzoin mehanizam na reakcija


Objasnuvawe na mehanizamot na reakcijata (aciloinska kondenzaija): Vo prisustvo na cijanidni joni kako specifi~en katalizator, molekulite na benzaldehid kondenziraat (dimeriziraat) me|usebno pri {to nastanuva benzoin (α-hidroksi keton). Mehanizam na reakcijata na t.n. benzoinska kondenzacija se objasnuva na sledniot na~in. Najprvin se adira cijaniden anjon vrz karbonilnata grupa na benzaldehidot, pri {to doa|a do promena na voobi~aeniot polne` na karbonilniot S-atom pa taka istiot od elektrofilen po deprotonirawe stanuva nukleofilen.

Deprotonacijata nastanuva pod dejstvo na silna baza. Sozdadeniot karbanjon rezonantno se stabilizira preku delokalizacija na polneòt vo aromati~niot prsten i cijano grupata.

Vaka nastanatiot karbanjon, vleguva vo reakcija na nukleofilna adicija so karbonilnata grupa na druga molekula na benzaldehid.

Vo slednite ~ekor nastanuva proton transfer i zaminuvawe na cijanidnata grupa pri {to se formira benzoin.

Sinteza na benzoin mehanizam na reakcija


Bidejki HCN e slaba kiselina (pKa = 8.7), vodeniot rastvor na kalium cijanid e bazen zaradi {to se zabrzuva formiraweto na anjonskite intermedieri vo reakcijata. Vo isto vreme, baznosta na rastvorot ovozmoùva da te~at i nekoi sporedni reakcii. Na primer, ako aldehidot ima vodorodni atomi prika~eni za α-S-atomot istite ke bidat odstraneti (vo alkalna sredina) pri {to ponatamu reakcijata }e te~e po mehanizam na aldolna kondenzacija. Odtuka benzoinskata (aciloinska) kondenzacija e reakcija koja e karakteristi~na za karbonilni soedinenija koi nemaat α-N-atomi, kakov {to e benzaldehidot, ili soedinenija koi nemaat ni α-S-atom, kako formaldehidot. Cijanidniot anjon e specifi~en katalizator za benzoinskata reakcija. Zaradi toa prikaàniot mehanizam ne e karaktieristi~en za drugi anjoni kako hidroksilniot, hloridniot itn.

Sinteza na benzoin katalizirana so tiamin


Sinteza na benzoin katalizirana od vitaminot B1 (tiamin)

Golem broj na biohemiski reakcii koi se odvivaat vo ~ovekoviot organizam po svojot mehanizam se mnogu sli~ni na benzoinskata kondenzacija i jasno e deka ne se katalizirani od (mnogu toksi~niot) cijaniden jon. Utvrdeno e deka vitaminot B1 (tiamin), vo forma na koenzim - tiaminpirofosfat, u~estvuva vo biohemiski reakciii sli~ni na benzoinskata kondenzacija, na na~in koj e kompletno analogen na cijanidniot jon (od ovaa ve`ba). Od tuka e i mo`nosta tiaminot da se iskoristi kako katalizator vo edna organska hemiska reakcija kakva {to e sintezata na benzoin. Protonot na S-2 od tiazolnata struktura e silno kisel i pri negovo otstranuvawe se formira karbanjonot koj e stabilen poradi prisustvo na soseden azoten atom so pozitiven polne`.

Ovaa struktura ponatamu reagira so nov molekul na benzaldehid po mehanizam ist kako i onoj na cijanidniot jon (obidi se da ja dopi{e{ reakcijata).

N

S

H3C

HOCH2CH2

NN

CH3

NH2

H

O

N

S

H3C

HOCH2CH2

NN

CH3

NH2

H

O N

S

H3C

HOCH2CH2

NN

CH3

NH2

OH

H

O

Sinteza na benzoin pra[awe


Pra{awe (P+) Predvidi dali aciloinska (benzoinska) kondenzacija moè da nastane dokolku namesto benzaldehid kako reaktant imame: (1) 4-metilbenzaldehid; (2) 4-trifluorometilbenzaldehid i (3) 4-N-dimetilaminobenzaldehid. Napi{i gi produktite koi bi se formirale i obrazloì go odgovorot!

Identifikacija na benzoin


Infracrven spektar na benzaldehid (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/))


Identifikacija na benzoin


Infracrven spektar na benzoin (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/))


Oksidacija na benzoin do benzil mehanizam na reakcija


OKSIDACIJA NA BENZOIN DO BENZIL (SINTEZA NA BENZIL)

Vreme na izvedba: 2 ~asa Aparatura: za zagrevawe, vakuum filtracija

Reakcija: 1 Vnimatelno!!! Da se raboti vo digestor!!! Se sozdavaat mnogu toksi~ni parei od azotni oksidi!!! Da ne se vdi{uva!!! 2 se izdvojuva temno kafena maslovidna te~nost 3 Proveri rN so sin lakmus

Za ve`bata... Po izveduvawe na sintezata, da se presmeta prinosot na dobienot benzil i da se asignira spektarot na produktot.

Reagensi: benzoin 0,025 mol “HNO3” 25 mL

Postapka: Vo kolba se me{aat propi{anite koli~ini na benzoin i azotna kiselina. Smesata, so ~esto klumkawe, se zagreva na vodena bawa se dodeka ne prestanat da izleguvaat temno kafeni parei1 (1/2 do 2 ~asa). Za toa vreme benzoinot napolno preminuva vo benzil.2 Otkako }e zavr{i oksidacijata, reakcionata smesa se izleva so ~a{a vo koja ima 150 mL ladna voda. Pritoa, smesata intenzivno se me{a se dodeka maslovidniot sloj potpolno ne se transformira vo vid na òlti kristali. Smesata se filtrira preku bihnerova inka, a kristalite pove}e pati se izmivaat so voda za da se otstrani zaostanatata azotna kiselina.3 Po filtriraweto, izdvoenite kristali se stavaat na par~e hartija i se su{at na vozduh. Pogoden rastvoruva~ za prekristalizacija: etanol Temperaturata na topewe: 94-95 °S.

C

H

OH

C

OHNO3 C C

O

O

Oksidacija na benzoin do benzil mehanizam na reakcija


Objasnuvawe na mehanizamot na reakcijata (reakcija na oksidacija na benzoin):

Pri reakcija na dobivawe na benzil nastanuva oksidacija na benzoinot so pomo{ na azotna kiselina. Oksidacijata na benzoinskata ON grupa vo S=O grupa vklu~uva intermedierno formirawe na nitraten ester koj sodrì atom koj se reducira za vreme na oksidacijata na organskiot supstrat.

Mehanizmot na oksidacija na benzoinot e sledniot:

Identifikacija na benzil


Infracrven spektar na benzil (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/))


Sinteza na benzilna kiselina postapka


SINTEZA NA BENZILNA KISELINA

Vreme na izvedba: 3 ~asa Aparatura: za zagrevawe pod refluks, vakuum filtracija

Reakcija:

1 Kristalizacijata ne nastanuva vedna{! Smesata postepeno (so me{awe) se ladi do sobna temperatura, a potoa da se ladi pod ~e{ma. Ako i po 30 min ne se formiraat kristali se koristat metodi za inicirawe na kristalizacijata 2moè da se izmijat so mala koli~ina etanol za da se odstrani bojata Za ve`bata... Po izveduvawe na sintezata da se presmeta prinosot i da se asignira spektarot na benzilna kiselina.

Reagensi: benzil 0,0143 mol KOH 0,054 mol vo 6 mL H2O C2H5OH 10 mL “HCl”

Postapka:

Vo kolba se stava propi{anata koli~ina na benzil i etanol, se prome{uva i se dodava predhono podgotveniot r-r na KOH. Kolbata se povrzuva so povratno ladilo i se zagreva na zagreana vodena bawa (10-15 min). Potoa, sodrìnata od kolbata se izleva vo laboratoriska ~a{a. So ladewe, se izdvojuvaat kristali od kaliumovata sol na benzilnata kiselina.1 Dobienite kristali se odvojuvaat so vakuum filtracija,2 a potoa istite se rastvoraat vo 20-25 mL voda. Vaka dobieniot rastvor se zakiseluva so koncentrirana HCl pri {to se taloàt kristali od benzilnata kiselina. Istite se filtriraat na vakuum i se izmivaat so voda.

Pogoden rastvoruva~ za prekristalizacija: voda Temperaturata na topewe: 150-153 °S.

CO

CO

KOH C C

OHO

-OK+

C C

OHO

HO

"HCl"

Sinteza na benzilna kiselina pra[awe


Objasnuvawe na mehanizamot na reakcijata (reakcija na benzilno preureduvawe):

1,2-diketonite, vo prisustvo na silna baza se preureduvaat davajki α-hidroksikarboksilni kiselini. Vo prviot ~ekor na reakcijata doa|a do nukleofilna adicija na hidroksidniot anjon vrz eden od karbonilnite S-atomi.

Vo sledniot ~ekor e nastanuva preureduvawe pri koe migrira fenilnata grupa na sosedniot karbonilen S atom.

Tretiot ~ekor vklu~uva brz transfer proton od karboksilnata grupa na alkoksidniot anjon.

Intermedierot koj se dobiva ponatamu moè da se protonira i da dade α-hidroksi karboksilna k-na.

Sinteza na benzilna kiselina pra[awe


Pra{awe (P+) Dali soedinenieto 1,3-difenilpropan-1,3-dion vo alkalna sredina (KOH) }e podlegne na ‘premestuvawe’ kako i benzilot (1,2-difeniletan-1,2-dion)? Obrazloì go odgovorot i napi{i gi mo`nite produkti pri ovaa reakcija.

Identifikacija na benzilna kiselina


Infracrven spektar na benzilna kiselina (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/))


Sinteza na acetilsalicilna kiselina postapka


SINTEZA NA ACETILSALICILNA KISELINA

Vreme na izvedba: 2 ~asa Aparatura: zagrevawe, vakuum filtracija

Reakcija:

1 Vnimatelno!!! Сilno korozivni supstancii! 2 so dodavawe na voda neizreagiraniot anhidrid na ocetnata kiselina se hidrolizira do ocetna kiselina 3 dokolku ne se formiraat kristali se koristat metodi za inicirawe na kristalizacijata

Za ve`bata... Po izveduvawe na sintezata da se presmeta prinosot i da se asigniraat spektarite na anhidrid na ocetna kiselina, salicilna i acetilsalicilna kiselina.

Reagensi: salicilna kiselina 0,025 mol (CH3CO)2O 0,063 mol “H2SO4”

Postapka: Vo kolba se stava propi{anata koli~ina na salicilna kiselina, vnimatelno se dodava anhidridot na ocetna kiselina1 i 5 kapki koncentrirana H2SO4.1. Reakcionata smesa se zagreva 15 min na vodena bawa. Po zagrevaweto, vo kolbata, kapka po kapka se dodavaat 5 mL voda.2 Reakcionata smesa se ladi i se dodavaat 35 mL ladna voda pri {to kristalizira acetilsalicilnata kiselina.3 Dobienite kristali se odvojuvaat so vakuum filtracija i se izmivaat so voda. Pogoden rastvoruva~ za prekristalizacija: voda, slabo zakiselena so ocetna kiselina Temperaturata na topewe: 143 °S.

Sinteza na acetilsalicilna kiselina mehanizam na reakcija


Objasnuvawe na mehanizmot na reakcijata (Fischer-ova esterifikacija) Estrite na karboksilnite kiselini moàt da se dobijat vo direktna reakcija na karboksilna kiselina i alkohol (Fischer-ova esterifikacija) ili vo reakcii na alkohol so derivati na karboksilni kiselini (anhidridi ili acilhalogenidi).

Koga se raboti za Fischer-ovata esterifikacija, taa ne moè da se odviva bez prisustvoto na katalizator i silno dehidrataciono sredstvo (naj~esto sulfurna kiselina). Mehanizmot na vakvata esterifikacija gi opfaka slednite ~ekori:

1. Kiselo-katalizirano protonirawe na karbonilniot O-atom so {to se zgolemuva elektrofilnosta na karbonilniot S-atom

2. Nukleofilen napad na kislorodot od alkoholnata grupa vrz karbonilniot S-atom

3. Proton transfer 4. Izdvojuvawe na molekul na voda 5. Deprotonirawe na kislorodot i formirawe na ester

R OH

O H+

R OH

OH R

OH

R OH

HO OR

H

R O

HO O R

H

HR OR

OH

R OR

O

- H+ -H2O

Esterifikacija e bavna i reverzibilna reakcijata. U{te na po~etokot pri

formirawe na prvite koli~estva na produkt zapo~nuva i sprotivnata reakcija - hidroliza.

Na 20 °S brzinata na reakcijata vo dvata pravci e mala i potrebni se nekolku dena za da se vospostavi ramnoteà. Zagrevaweto ja zabrzuva reakcijata odnosno nastanuvaweto na reakcionata ramnoteàta, me|utoa zna~itelno ne vlijae na polo`bata na ramnoteàta

Za da se dobie pogolema koli~ina na produkt (ester) reakcionata ramnoteà potrebno e da se pomesti kon desno. Ova se postignuva so koristewe na eden od reaktantite vo vi{ok ili odstranuvawe na produktite, naj~esto vodata.

Za laboratorisko dobivawe na estri mnogu ~esto se koristat metodi koi i se zasnovaat na reakcii pome|u alkoholi i derivati na karboksilnite kiselini (hloridi, anhidridi). Istite se poreaktivni poradi prirodata na atomot ili atomskata grupa koja zaminuva. Ovie reakcii se prakti~no nereverzibilni i brzi osobeno ako se katalizirani od silni neorganski kiselini.

1 2

3

45

Sinteza na acetilsalicilna kiselina mehanizam na reakcija


Infracrven spektar na anhidrid na ocetna kiselina (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/))

Infracrven spektar na salicilna kiselina (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/))

Infracrven spektar na acetilsalicilna kiselina (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/)

Funkcionalna gr.

Vibracija na vrska

Branov broj (cm-1)

Funkcionalna gr.

Vibracija na vrska

Branov broj (cm-1)

Funkcionalna gr.

Vibracija na vrska

Branov broj (cm-1)

Sinteza na benzoeva kiselina i benzil alkohol postapka


SINTEZA NA BENZOEVA KISELINA I BENZIL ALKOHOL Cannizzaro-va reakcija

Vreme na izvedba: 3 ~asa Aparatura : destilacija pod atmosferski pritisok, ekstrakcija, vakum filtracija

Reakcija: 1 Vnimatelno!!! Reakcijata e egzotermna.

2 Dihlorometanot e pogoden rastvoruva~ za ekstrakcija na dobieniot benzilalkohol

3 Otstranuvawe na neizreagiran benzaldehid 4 Neutralizacija na

oslobodeniot SO2 5206 °S!!! Pri destilacija koristi vozdu{no ladilo!!! Za ve`bata... Da se presmeta prinosot na produktite i da se asigniraat nivnite IC spektrite.

Reagensi: C6H5CHO 5 mL KOH 5,5 g Dihlormetan 30 mL Bezvoden Na2SO4 5% NaOH 40% NaHSO3 konc. HCl

Postapka: Vo erlenmaer propi{anata koli~ina KOH se me{a so 4 mL voda se dodeka potpolno ne se rastvori.1 Potoa se dodava benzaldehidot. Erlenmaerot se zatvara so tapa i energi~no se me{a se dodeka ne se formira postojana emulzija. Smesata se ostava da stoi preku no}. Na sozdadenata emulzijata, so postojano me{awe se dodava voda vo mali porcii se dodeka istata ne se rastvori. Dobieniot rastvor se ekstrahira dva pati so po 15 mL dihlormetan. 2 Vodeniotsloj kako i dihlorometanskiot ekstrakt oddelno se tretiraat. 1) Dihlormetanskiot ekstrakt se prefrla vo oddelitelna inka i se promiva prvo so 10 ml zasiten rastvor na NaHSO3,

3 a potoa so 15 mL 5% rastvor na NaOH.4 Ponatamu, dihlometanskiot ekstrakt se su{i so bezvoden Na2SO4, a potoa se izveduva destilacija pod atmosferski pritisok pri {to destiliraat dihlormetanot (40 °S) i benzilalkoholot (206 °S).5 2) Vodeniot sloj po ekstrakcijata se zakiseluva so konc. HCl. Pri toa kristalizira benzoevata kiselina, ~ii kristali se odvojuvaat so filtracija pod vakuum. Pogoden rastvoruva~ za prekristalizacija: voda Temperaturata na topewe: 122 °S.

2C

O

HC

OH

H

H CO

OHKOH +

Sinteza na benzoeva kiselina i benzil alkohol mehanizam na reakcija


Objasnuvawe na mehanizmot na reakcija (disproporcinirawe na aldehidi) : Canizzaro-vata reakcija pretstavuva bazno katalizirano

disproporcionirawe na aldehidi koi nemaat α-N atom. Oksidacioniot produkt koj se dobiva e karboksilna kiselina, a produktot na redukcija e alkohol. Aldehidite so α-vodoroden atom ne ja davaat ovaa reakcija bidejki koga takvite soedinenija }e se tretiraat so baza obi~no nastanuva reakcija na aldolna kondenzacija (deprotonacija na α-vodorodniot atom) koja e mnogu pobrza.

Vo prviot ~ekor na reakcioniot mehanizam nastanuva nukleofilna adicija na hidroksilniot anjon vrz karbonilniot S-atom na aldehidot pri {to se formira alkoksiden jon (1) koj ponatamu moè da se deprotonira vo silno bazna sredina i da dade dianjon (2).

Silniot elektron donoren karakter na α-kislorodniot anjon (O-) zna~itelno ja zabrzuva sposobnosta na aldehidniot vodorod kako grupa koja zaminuva zaedno so elektronskiot par (N-) odnosno kako hidriden jon. Ovoj efekt e u{te posilen kaj dianjonot (2). Ponatamu, hidridniot jon napa|a nov molekul na aldehid (nukleofilna adicija) pri {to istovremeno se formira alkoksiden anjon i karboksilina kiselina, koja brzo se deprotonira vo karboksilaten anjon. Ako hidridniot jon doa|a od (2), se formira karboksilaten anjon dodeka alkoksidniot jon zema proton od rastvoruva~ot.

H

O

H

O-

-O O-

O

H

O-

H

Koga vo reakcijata u~estvuvaat dva razli~ni aldehidi bez α-N atomi istata se narekuva vkrstena Canizzaro-va reakcija. Laboratoriski, ovaa reakcija naj~esto se koristi za sinteza na alkohol od aldehid koj nema α-vodoroden atom pri {to formaldehidot pretstavuva sredstvo za redukcija. Kako produkt na ovaa reakcija se javuva mravskata kiselina, a soodvetniot alkohol se dobiva vo visok prinos.

1 2

1

2

Sinteza na benzoeva kiselina i benzil alkohol pra[awa


Pra{awa: Da se napi{at mehanizmite na reakcija koja se odviva vo alkalna sredina (KOH/NaOH) pome|u:

a) Reakcijata se odviva po mehanizam na*_________________________________________ @

b) Reakcijata se odviva po mehanizam na__________________________________________

* Vnesi go tipot na reakcijata @ Vnimavaj! reaktantot e vo vi{ok!

Identifikacija na benzoeva kiselina i benzil alkohol


Infracrven spektar na benzoeva kiselina (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/)

Infracrven spektar na benzil alkohol (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/))

Funkcionalna gr.

Vibracija na vrska

Branov broj (cm-

1)

Funkcionalna gr.

Vibracija na vrska

Branov broj (cm-

1)

Sinteza na anomeri na glukoza pentaacetat postapki


SINTEZA NA ANOMERI NA GLUKOZA PENTAACETAT

Vreme na izvedba: 3 ~asa Aparatura: zagrevawe pod refluks, vakuum filtracija, opredeluvawe na Tt

Reakcija:

Postapka 1: Vo avan se me{a i spra{uva propi{anata koli~ina glukoza i natrium acetat. Smesata se stava vo kolba i se dodava anhidridot na ocetna kiselina. Se zagreva na vodena bawa so povratno ladilo (~1,5 h). Vo po~etokot treba ~esto da se prome{uva so cel cvrstite supstancii potpolno da se rastvorat. Po zagrevaweto, topliot rastvor poleka se dodava vo ~a{a so 50 mL ladna voda. Formiraniot produkt se filtrira na vakuum. Se prekristalizira od metanol (Tt 130-132 °S). Postapka 2: Vo kolba i se stava propi{anoto koli~estvo ZnCl2 i vnimatelno se dodava anhidridot na ocetna kiselina. Smesata se zagreva na vodena bawa so povratno ladilo do potpolno rastvorawe na ZnCl2. Vo mali porcii, glukozata se dodava na vreliot rastvor od ZnCl2-(CH3CO)2O. Potoa, reakcionata smesa se zagreva (~1 h) so povremeno me{awe. Po zagrevaweto, topliot rastvor poleka se dodava vo ~a{a so 120 mL ladna voda. Formiraniot produkt se filtrira na vakuum. Se prekristalizira od metanol. (Tt 109-111 °S) Za ve`bata... Po izveduvawe na sintezite da se presmeta prinosot na produktot, da se odgovorat pra{awata.

Reagensi za postapka 1: D-glukoza (smesa na anomeri) 2,5 g (CH3CO)2O 12,5 mL bezvoden CH3COONa 2 g Reagensi za postapka 2: D-glukoza (smesa na anomeri) 2,5 g ZnCl2 - (CH3CO)2O 0,5 g vo 14 mL

1 2

Sinteza na anomeri na glukoza pentaacetat mehanizam na reakcija


Objasnuvawe na mehanizmot na reakcijata: Reakcija na acetilirawe na {ekeri Reakcija na acetilirawe na glukozata pretstavuva reakcija na nukleofilna acil supstitucija. Pri toa doa|a do esterifikacija na site pet hidroksilni grupi kaj glukozata.

O

H

HO

H

HO

H

H

OHHOH

OHO

O O

O

H

H3CCO

H

H3CCO

H

H

OCCH3H

OCCH3

OCCH3

O

O

OO

O

Za acetilirawe na glukoza postojat nekolku metodi koi davaat razli~en stereohemiski produkt na anomerniot centar. Metod 1: za acetilirawe se koristi smesa od anhidrid na ocetna kiselina / piridin, a reakcijata se izveduva na sobna temperatura. Vo ovoj metod, reakcijata na acetilirawe na hidroksilna grupa na anomerniot centar e pobrza od kompetitivniot proces na otvarawe na cikli~niot hemiacetal i mutarotacija. Pritoa kako produkt se dobiva smesa od anomeri (α i β) koja odgovara na sostavot na anomernata smesa na neacetiliranta glukozata. Metod 2: za acetilirawe se koristi smesa od anhidrid na ocetna kiselina / natrium acetat pri {to reakcionata smesa se zagreva pod refluks (∼100°) Koristeweto na povi{ena temperatura vo ovoj metod ovozmoùva mutarotacijata da nastane mnogu pobrzo od samata reakcija na acetilacija. Bidejki ekvatorijalnata β-hidroksilna grupa ima poizrazeni nukleofilni svojstva (od α-hidroksilnata grupa) istata naj~esto reagira davajki β- pentaacetat kako glaven produkt. Metod 3: za acetilirawe se koristi smesa od anhidrid na ocetna kiselina / Lewis-ova kiselina (ZnCl2). Silnata Lewis-ovata kiselina ja katalizira ekvilibracijata na sozdadenite anomeri pri {to ramnoteàta e pomestena glavo kon sozdavawe na α- pentaacetat.

Sinteza na anomeri na glukoza pentaacetat pra[awa


1. Nacrtaj ja Fischer-ovata proekciona formula na D-glukoza i ozna~i gi jaglerodnite atomi (1-6) 2. Napi{i ja reakcijata na formirawe na cikli~en hemiacetal kaj glukozata i nacrtaj gi Haworth-ovite proekcii na anomernite formi koi moè da se javat kaj glukopiranozata. 3. Napi{i gi strukturite na α- i β-glukopiranoza vo konformacija stolica i ozna~i koj anomer e postabilen. 4. Kaj β-D-glukopiranozata mo`ni se dve konformacii. Nacrtaj gi istite i ozna~i ja postabilnata. 5. [to e mutarotacija?

Izolacija na eugenol postapka


IZOLACIJA NA EUGENOL OD KARANFILÊ Vreme na izvedba: 3 ~asa Aparatura: destilacija so vodena parea, ekstrakcija, destilacija pod atomsferski pritisok

Strukturna formula:

Aparatura:

Za ve`bata... Da se presmeta % na eugenol vo karanfil~e kako odnos pome|u m na dobien eugenol / m na karanfil~e.

Reagensi: Isu{eni cvetni ~a{ki od Eugenia Caryophyllata 10 g dihlorometan 30 mL

Postapka: Propi{anoto koli~estvo karanfil~e se tol~at vo avan, a potoa se prefrlaat vo kolba od ~500 mL. Se dodavaat 150 mL voda i sme{ata se destilira so vodena parea se dodeka destiliraat masni kapki (min 50 mL destilat). Destilatot ponatamu se ekstrahira dvapati so propi{anata koli~ina na dihlorometan. Dihlormetanskite ekstrakti se sobiraat i se su{at so bezvoden Na2SO4. So destilacija se odvojuva dihlorometanot. Ostatokot vo kolbata e maslovidna bezbojna te~nost od eteri~noto maslo od karanfil~e koe vo najgolem procent sodrì eugenol (Tv = 253 °S; ρ = 1,06 g/cm3).

2-metoksi-4-alilfenol; 2-metoksi-4-(2-propenil)fenol

OH

OCH3

CH2 CH CH2

Izolacija na eugenol postapka


Infracrven spektar na eugenol (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/))


Izolacija na kofein postapka


IZOLACIJA NA KOFEIN OD ÂJ

Vreme na izvedba: 3 ~asa Aparatura: ekstrakcija, destilacija po atmosferski pritisok

Strukturna formula: 1 ekstrahiranite tanini ili dr. kiseli komponent se preveduvaat vo soli 2 ne treba premnogu energi~no da se me{a za da ne nastane emulizija

Za ve`bata...

Potrebno e da se izmeri masata na prazna i suva kolba (m1), koja ponatamu }e se koristi za destilacija na hloroformskiot rastvor na kofein. Odkoga }e izdestilira celiot hloroform kolbata se ladi i se meri nejzinata masa (m2 = kolba + kofein). Da se presmeta % na kofein vo ~ajot kako odnos pome|u m na dobien kofein i m na ~aj zemen za ekstrakcija.

Reagensi: ~aj 30 g dihlormetan 40 mL Na2CO3 8 g

Postapka: Vo ~a{a od 1000 mL se stava ~250 mL voda,

propi{anata koli~ina na Na2CO31 i ~aj. Smesata

se zagreva do vriewe. Se ostava 10 min da vrie po {to se ladi do sobna temperatura. Potoa se filtrira na bihnerova inka preku 2 filterni hartii. Filtratot dvapati se ekstrahira so dihlormetan. 2

Dihlormetanskite ekstrakti se kombiniraat i se se su{at so bezvoden Na2SO4. Se dekantira dihlormetanot vo suva predhodno odvagana kolba i se destilira na vodena bawa. Otkako ke izdestilira celata koli~ina, po yidovite na kolbata ostanuvaat nafateni kristali od kofein.

Dobieniot kofein moè da se pre~isti so sublimacija. Tt = 238 °S

1,3,7-trimetilksantin

N N

N

CH3

CH3O

O

CH3 N

Izolacija na kofein postapka


Infracrven spektar na kofein (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/))


Sinteza na nepoznat produkt I postapka


SINTEZA NA NEPOZNAT PRODUKT(I): REAKCIJA POME\U BENZALDEHID i ACETON VO ALKALNA SREDINA

Reakcija: Reagensi: 2.4 mL benzaldehid 0.9 mL aceton 14 mL 96% EtOH 18 mL 1% NaOH Postapka: Vo kolba se me{aat propi{anite koli~ini na benzaldehid, aceton i etanol. Na ovaa smesa se dodava r-r na NaOH. Sodrìnata od kolbata se me{a 30 min na sobna temperatura. Pritoa se formira òlt talog (nepoznatiot produkt) na dnoto na kolbata. Talogot se oddeluva so vakuum filtracija i se izmiva so ladna voda. Produktot moè da se prekristalizira od etanol. Tt 110-111°S. Vo prilog e daden IC spektarot na nepoznatiot produkt. Predloì go mehanizamot po koj bi se odvivala reakcijata:

Sinteza na nepoznat produkt I pra[awa i identifikacija


Imenuvaj go tipot na reakcijata po koj se odviva sintezata na nepoznatiot produkt i odgovori za koi soedinenija taa e karakteristi~na? Napi{i gi strukturite na mo`nite izomeri na produktot koj e sintetiziran. Koj od izomerite bi bil glaven produkt vo reakcijata? (obrazloì go odgovorot!) Infracrven spektar na nepoznat produkt 1 (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/))

Funkcionalna gr.

Vibracija na vrska

Branov broj (cm-

1)

Sinteza na nepoznat produkt II postapka


SINTEZA NA NEPOZNAT PRODUKT(II): KISELO-KATALIZIRANA REAKCIJA POME\U ANHIDRID NA OCETNA KISELINA I IZOAMIL ALKOHOL

Reakcija: Reagensi: 0.0183 mol izoamil alkohol (3-metilbutan-1-ol) 0.0233 mol anhidrid na ocetna kiselina konc. sulfurna kiselina Postapka: Ve`bata se izveduva vo digestor!

1. Propi{anata koli~ina na anhidrid na ocetna kiselina se stava vo suva epruveta i se dodavaat 3 kapki “H2SO4”

2. Vnimatelno se dodava alkoholot i se me{a. 3. Epruvetata se zagreva na vodena bawa 5 minuti 4. Se dodavaat 8 kapki destilirana voda so postojano me{awe 5. Reakcionata smesa se ladi do sobna temperatura i se ostava da stoi

dodeka ne se zabeleì izdvojuvawe na dva sloja. 6. Dolniot sloj treba se odstrani so pasterova pipeta, a na gorniot mu se

dodava: 1) 6 mL r-r na Na2CO3. Se me{a i se ostava povtorno da se oddelat

sloevi. Dolniot sloj povtorno se otstranuva 2) 6 mL zasiten r-r na NaCl. Se me{a i se ostava da se oddelat

sloevi. Se odvojuva i isfrla dolniot sloj 3) Na slojot {to ostanuva vo epruvetata se dodava bezvoden Na2SO4

(10 min) 7. So dekantirawe se sobira produktot (Tv 142 °S, vidi IC spektar)

Sinteza na nepoznat produkt II pra[awa


Pra{awa:

1. Predloì go mehanizmot po koj }e se odviva reakcijata na sinteza na nepoznatiot produkt i imenuvaj go produktot.

2. Limitira~ki agens vo reakcijata e _____________________________ 3. Odgovori zo{to se dodava:

- Koncentrirana sulfurna kiselina – _____________________________

- r-r na Na2CO3 - ________________________________________________

- bezvoden Na2SO4 -

_____________________________________________

3. Po {to e karakteristi~en dobieniot produkt i koja e negovata ρ?

Sinteza na nepoznat produkt II identifikacija


Infracrven spektar na nepoznat produkt 2 (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/))


Sinteza na nepoznat produkt III postapka


SINTEZA NA NEPOZNAT PRODUKT (III): REAKCIJA POME\U HIDRAZIN I ACETILACETON

Reakcija: Reagensi: 0,5 mL 85% hidrazin hidrat 0,5 mL acetilaceton Postapka: Vo epruveta se me{aat 0,5 mL 85% hidrazin hidrat i 2,5 mL voda, a potoa se dodava propi{anata koli~ina na acetilaceton. Smesata treba da se ladi bidejki reakcijata e egzotermna. Se formira talog od nepoznatiot produkt. Talogot od site rabotni mesta se oddeluva so vakuum filtracija. Produktot moè da se prekristalizira od voda. Tt 107 °S. Predloì mehanizam po koj bi se odvivala reakcijata i imenuvaj go produktot:

PRILOG


PRILOG _ Laboratoriski pravila i bezbednosni postapki Presmetuvawe na prinos na reakcija Vodewe na laboratoriski dnevnik i laboratoriski izve{taj Laboratoriski izve{taj Tabela na fizi~ki konstanti na naj~esto koristeni organski rastvoruva~i Korelacioni tabeli za IC

Laboratoriski pravila PRILOG


LABORATORISKI PRAVILA I BEZBEDNOSNI POSTAPKI Pred zapo~nuvawe so eksperimentalnata rabota... 1. Da se prou~at soodvetnite poglavja vo postoe~kite u~ebnici i praktikumi

kako i pribele{kite od predavawata koi se odnesuvaat na problematikata na eksperimentot koj }e se raboti;

2. Da se obmisli celata izvedba na eksperimentot, da se znae aparaturata koja }e se koristi, da se napi{at hemiskite reakcii koi se odnesuvaat na eksperimentot;

3. Da se zabeleàt supstanciite potrebni za izveduvawe na eksperimentot, nivnite koli~ini (g / ml / mmol) i svojstva (reaktivnost, toksi~nost, eksplozivnost, zapalivost itn.);

4. Da se odbere priborot za izveduvawe na eksperimentot, soodvetno na koli~inite na supstanciite koi }e se koristat.

Samo dobro podgotven student }e moè uspe{no da ja zavr{i svojata laboratoriska zada~a i maksimalno da go iskoristi vremeto vo laboratorija koe e nameneto ISKLUÎVO za ve`bite po Organska hemija.

Za vreme na eksperimentot... 1. Neophodno e pridrùvawe kon site merki za predpazlivost:

- vnimatelno rakuvawe so zapallivi, ekslozivni i korozivni supstancii, - rabota vo digestor so isparlivite toksi~ni supstancii; - vnimatelno rakuvawe so aparaturi pod zgolemen pritisok i vakuum; - zadolìtelno nosewe na za{titen mantil i za{titni laboratoriski

nao~ari, a po potreba i za{titni rakavici; 2. Dokolku vo tekot na rabotata se isturi te~nost ili cvrsta supstanca na

rabotnoto mesto ili na podot istite treba vedna{ da se odstranat/is~istat; 3. Dokolku vo tek na izrabotka na ve`bata se koristi bilo koe grejno telo

rabotnoto mesto NE SMEE da se napu{ti !!! 4. Site zabele{ki vo tekot na eksperimentalnata rabota se vnesuvaat vo

laboratoriskiot dnevnik (tetratka) koja }e se koristi ISKLUÎVO za laboratoriskite ve`bi po organska hemija.

Po zavr{uvawe so eksperimentalnata rabota ... 1. Rabotnoto mesto treba da se ostavi uredno i ~isto; 2. Koristenata staklarija da se izmie i da se postavi na rabotnoto mesto 3. Odstranuvaweto na odpadocite treba da e soodvetno na nivnata agregatna

sostojba i hemiska priroda;

VA@NO!!! So cel da se proveri podgotvenosta na studentite za laboratoriskiot ~as pred po~etok na eksperimentalnata rabota studentite }e bidat testirani (pismeno ili usmeno) za podgotvenost. Dokolku studentot pokaè kompletno nepoznavawe na problematikata na eksperimentot na istiot nema da mu bide dozvoleno da prisustvuva na ve`bite.

Laboratoriski pravila PRILOG


4. Pred napu{tawe na laboratorijata sekoga{ treba da se proveri dali site koristetni elektri~ni uredi se isklu~eni i ~e{mite zatvoreni. Osobeno treba da se vnimava na ventilite na plinskite boci koi dokolku se ostavat otvoreni moè da predizvikaat eksplozii.

VO LABORATORIJATA ZA ORGANSKA HEMIJA BEZBEDNOSTA E PRIORITETNA

ZATOA 1. NOSEWETO NA LABORATORISKI MANTIL I ZA[TITNI LABORATORISKI

NAOÂRI za vreme na prakti~nata rabota e ZADOL@ITELNO. 2. HRANA I PIJALOCI NE SE DOZVOLENI vo organska laboratorija 3. ZABRANETO E PIPETIRAWE SO USTA na site hemikaliite 4. ZABRANETO E DIREKTNO MIRISAWE na parei koi se izdvojuvaat od

laboratoriski sadovi 5. ZABRANETA E RABOTA SO ORGANSKI RASTVORUVAÎ NADVOR OD

DIGESTOR 6. Dokolku ne e poinaku propi{ano eksperimentite sekoga{ se izveduvaat vo

DIGESTOR 7. ZABRANETO E KORISTEWE NA BILOKAKVI GREJNI TELA ILI UREDI

[TO PREDIZVIKUVAAT PLAMEN ILI ISKRI bez dozvola i znaewe na asistentot

8. Pred zapo~nuvawe so eksperimentalna rabota studentot e dolèn da se

zapoznae so TOKSI^NOSTA, ZAPALIVOSTA, EKSPLOZIVNOSTA NA SUPSTANCIITE koi }e gi koristi vo eksperimentot kako i NAÎNOT NA IZVEDBA na eksperimentot.

9. Vo tekot na eksperimentalnata rabotata i po zavr{uvawe na eksperimentot

ZADOL@ITELNO E ODR@UVAWE NA ÎSTA RABOTNA POVR[INA I LABORATORISKA OPREMA.

10. NIKOGA[ ne se izveduva eksperiment bez dozvola i znaewe na asistentot. 11. Eksperimentot sekoga{ SE IZVEDUVA PO PROPISOT i instrukciite dadeni od asistentot. Sekoj student e odgovoren da gi po~ituva i primenuva i bezbednosnite pravila postaveni od katedrata za organska hemija Student Ass. _______.2010god.

Presmetuvawe na prinos PRILOG


Presmetuvawe na prinos na reakcija Prinos na reakcija pretstavuva koli~estvo supstanca so prifatliva ~istota dobiena kako produkt na taa reakcija. Prinosot se izrazuva vo procenti i pretstavuva odnos na dobieniot eksperimentalen prinos i teoretski presmetaniot prinos pomnoèn so 100.

010prinosteoretski

prinosalenteksperimen%prinos ×=

Pr. Sinteza na 1-bromobutan od 1-butanol

Mm 74.12 g/mol Mm 137.08 g/mol ρ= 0.8098g/ml Vo ovaa reakcija koristeni se: 17 mL 1-butanol, 20 mL konc. sulfurna kiselina i 24 g natrium bromid, pri {to dobieni se 16,2 g 1-bromobutan.

Teoretskiot prinos na edna hemiska reakcija vo koja u~estvuvaat pove}e reaktanti se presmetuva vo odnos na onoj reaktant koj e prisuten vo najmalo koli~estvo i istiot se narekuva limitira~ki reagens. Vo dadeniot primer, od navedenite reagensi moè da se pretpostavi deka limitira~ki reagens e 1-butanolot (organskoto soedinenie ~ija pretvorba ja sledime). Dokolku ne sme sigurni sekoga{ moè da se presmetaat molovite na site reaktanti i da se zemat vo predvid stehiometriskite faktori za da se utvrdi limitira~kiot reagens.

Za presmetuvawe na prinosot na ovaa reakcija se koristi koli~inata na 1-butanol (limitira~kiot reagens). Bidejki istata e izrazena kako volumen potrebno e preku gustinata da se pretvori vo masa i ponatamu preku molarnata masa da se pretvori vo molovi na 1 –butanol.

m(1-butanol) = 0,8098 g/mL x 17 mL = 13,77 g 1-butanol

n(1-butanol) = 13,77 g / 74,12 g/mol = 0,1857 mol 1-butanol Bidejki vo reakcijata 1 mol 1-butanol dava 1 mol 1-bromobutan koli~estvoto na 1-bromobutan iznesuva 0,1857 mol ili izrazeno vo m(g) = 0,1857 x 137,08 g/mol = 25,44 g. Ovaa masa go pretstavuva teoretskiot prinos na reakcijata.

Presmetuvawe na prinos PRILOG


Odnosot na eksperimentalniot prinos (masa/koli~estvo dobieno pri eksperimentalna rabota) i teoretskiot prinos go dava prinosot na reakcijata vo %.

63.7%100g 25.44 g 16.2 =×=prinos%

Prinost vo procenti na edna reakcija dava uvid vo efikasnosta na reakcijata, nezavisno od goleminata na koli~inite koi se koristat pri izvedbata. Prinos od 50-80% pretstavuva dobar prinos, a onie nad 80 se odli~ni. 100% prinos e nevozmo`no da se dobie bidejki pri prakti~na rabota postojat zagubi koi nemoàt da se povratat.

Vodewe na laboratoriski dnevnik i Laboratoriski izve[taj PRILOG


Vodewe na laboratoriski dnevnik i laboratoriski izve{taj

Na ve`bite sekoj student e dolèn da vodi laboratoriski dnevnik vo koj }e se zabeleùvaat site podatoci vo vrska so eksperimentot koj se izveduva. Laboratoriskiot dnevnik treba da e uredno potpi{an i vo nego da se vnesuvaat podatoci koi se odnesuvaat ISKLUÎVO na ve`bite po bioorganska hemija. Za dadeniot eksperiment vo laboratoriskiot dnevnik se zabeleùva:

• naslov na eksperimentot i datum na koj istiot e raboten • kaj sintetskite eksperimenti se zapi{uva reakcijata koja se raboti • se pravi tabela na site soedinenija koi se koristat vo reakcijata (i

produktite) i se zabeleùvaat nivnite fizi~ki konstanti koi naj~esto se koristat vo tekot na eksperimentalnata rabota. Dokolku koli~inata na reaktantite e dadena vo koli~estvo istata treba da se prevede vo volumen ili masa. Site presmetki od ovie pretvorbi se zapi{uvaat vo laboratoriskiot dnevnik. Se presmetuva i teoretskiot prinos.

• po zapo~nuvawe so rabota posledovatlno se zapi{uvaat glavnite ~ekori vo postapkata. Se zabeleùvaat site odvagi, sekoja promena vo postapkata, vremenskite intervali (na zagrevawe, me{awe, ladewe itn.), se skicira aparaturata koja se koristi.

• koli~inata na dobieniot produkt (masa ili volumen) zadolìtelno se zabeleùva vo laboratoriskiot dnevnik (eksperimentalen prinos). Se presmetuva prinosot na reakcijata vo procenti.

Po zavr{uvawe so eksperimentalnata rabota, studentot samostojno go popolnuva laboratoriskiot izve{taj. Istiot treba da gi sodrì site podatoci od laboratoriskiot dnevnik. Na krajot vo zaklu~ok studentot treba go zapi{e imeto i izgledot na produktot koj e sintetiziran i prinosot na reakcijata (%). Laboratoriskiot izve{taj daden e vo prilog.

Laboratoriski izve[taj


Reakcija i mehanizam po koj se odviva sintezata

Tabela na fizi~ki konstanti Soedinenie

Reaktant (r) /produkt (p) / katalizator (k)

Mm g mL mol ρ (g/cm3) Tv/Tt opasnost

Ve`ba br.

Student Br. na indeks gr.



Postapka na izveduvawe na sintezata (koristeni koli~ini, laboratoriski sadovi, vreme na izveduvawe na reakcijata i dr. zabele{ki)

Koristena aparatura (imenuvaj i nacrtaj):



Presmetki i rezultati:

Produkt Teoretski prinos

g mol Eksperimentalen prinos

g mol Prinos %

Zaklu~ok:

Izrabotil rabotno mesto br.

Ass. Osvoeni poeni

PRILOG Organski rastvoruva~i


ORGANSKI RASTVORUVA~I _ Tabela na fizi~ki konstanti na naj~esto koristeni organski rastvoruva~i

PRILOG Fizi~ki konstanti na naj~esto koristeni organski rastvoruva~i


Rastvoruva~ Tv Tt Flashpoint gustina indeks na dielektri~na Toksi~nost Simboli za

(760

mmHg) (°C) (°C) d20 refrakcija konstanta TLV* opasnost

(°C) (g mL-1) nD ε ppm

Ocetna kiselina 117,9 16,6 1,049 1,3716 6,2 10 koroziv Aceton 56,2 -95,3 -30 0,79 1,3588 20,7 1000 zapaliv Acetonitril 81,6 -45,2 5 0,786 1,3442 37,5 40 zapaliv

(metil cijanid) predizvikuva

solzewe Benzen** 80,1 5,5 -11 0,874 1,5011 2,3 8 Karcinogen zapaliv 1-butanol 117,3 -89,5 35 0,81 1,3993 17,5 100 Zapaliv (n-butil alkohol) Iritant 2-butanol 99,5 -114,7 26 0,808 1,3978 16,6 100 Zapaliv (s-butil alkohol) Iritant Jaglen tetrahlorid 76,5 -22,9 / 1,594 1,4601 2,2 10 Karcinogen Mnogu toksi~en Hloroform 61,7 -63,5 / 1,483 1,446 4,8 10 Karcinogen Cikloheksan 80,7 6,6 -18 0,779 1,4266 2 300 Zapaliv Iritant 1,2-Dihloroetan 83,5 -35,4 15 1,235 1,4448 10,4 20 Karcinogen (etilen dihlorid) zapaliv Dihlorometan 39,8 -95,1 / 1,327 1,4242 8,9 200 Toksi~en (metilen hlorid) Iritant




(760


(°C) (g mL-1) nD ε ppm Zapaliv Dietil eter 34,5 -116,2 -40 0,714 1,3526 4,3 400 Iritant

Formira

peroksidi ! Dimetoksietan 83 -58 0 0,863 1,3796 7,2 Zapaliv

(etilen glikol dimetil eter) Formira

peroksidi ! N,N -Dimetilformamid 157 -60,5 57 0,949 1,4305 36,7 20 Iritant Dimetilsulfoksid 189 18,5 95 1,101 1,477 46,7 Iritant 1,4-Dioksan 101,3 11,8 12 1,034 1,4224 2,2 50 Karcinogen zapaliv Etanol (etil alkohol) 78,5 -117,3 8 0,789 1,3611 24,6 1000 Zapaliv Toksi~en Etil acetat 77,1 -83,6 -3 0,9000 1,3723 6 400 Zapaliv Iritant n-heksan 69 -95 -23 0,66 1,3751 1,9 100 Zapaliv Iritant Metanol 65 -93,3 11 0,791 1,3288 32,7 200 Zapaliv (metil alkohol) Toksi~en 2-metil-2-propanol 82,2 25,5 4 0,789 1,3878 12,7 100 Zapaliv ( t-butil alkohol) n-pentan 36,1 -129,7 -49 0,626 1,3575 1,8 600 Zapaliv




(760


(°C) (g mL-1) nD ε ppm 1-propanol ( n-propil alkohol) 97,4 -126,5 15 0,804 1,385 20,3 200 Zapaliv Iritant 2-propanol 82,4 -89,5 22 0,786 1,3776 19,9 400 Iritant (izopropil alkohol) Zapaliv Piridin 115,5 -41,6 20 0,982 1,5095 12,4 5 Zapaliv Iritant Tetrahidrofuran 67 -108,6 -17 0,889 1,405 7,6 200 Zapaliv

Formira

peroksidi ! Toluen 110,6 -95 4 0,867 1,4961 2,4 200 Zapaliv Iritant

Ksilen (izomeri) 138-144 <-45 ~25 ~0,87 ~1,50 2,4 200 Iritant

Zapaliv TLV=Threshold limit value: Prose~na koncentracija za 8 ~asoven raboten den na koja moàt da bidat izloèni site rabotnici bez pojava na nesakani dejstva. Odsustvo na ovaa vrednost ne smee da se interpretira kako otsustvo na toksi~nost! *Benzenot pretstavuva dokaàn karcinogen koj predizvikuva leukemija i negovata upotreba treba da se izbegnuva sekoga{ koga e toa vozmo`no. Ako stanuva zbor za upotreba na benzen kako rastvoruva~ toga{ toj bi trebalo da se zameni so toluen normalno so soodvetni modifikacii vo postapkata, vo bilo koja postapka koja bara benzen kako rastvoruva~.

PRILOG Korelacioni tabeli za IC


KORELACIONI TABELI ZA INFRACRVENA (IC) SPEKTROSKOPIJA _



Tabela na karakteristi~ni IC absorpcii

Frekvencija cm–1 Vrska Funkcionalna grupa

3640–3610 (s, sh) O–H valentna, slobodna hidroksilna grupa alkoholi, fenoli

3500–3200 (s,b) O–H valentna, H–vrzana alkoholi, fenoli

3400–3250 (m) N–H valentna primarni, sekundarni amini, amidi

3300–2500 (m) O–H valentna karboksilni kiselini

3330–3270 (n, s) –C(trojna vrska)C–H: C–H valentna alkini (terminalni)

3100–3000 (s) C–H valentna aromati~ni

3100–3000 (m) =C–H valentna alkeni

3000–2850 (m) C–H valentna alkani

2830–2695 (m) H–C=O: C–H valentna aldehidi

2260–2210 (v) C(trojna vrska)N valentna nitrili

2260–2100 (w) –C(trojna vrska)C– valentna alkini

1760–1665 (s C=O valentna karbonili (op{to)

1760–1690 (s) C=O valentna karboksilni kiselini

1750–1735 (s) C=O valentna estri, zasiteni alifati~ni

1740–1720 (s) C=O valentna aldehidi, zasiteni alifati~ni

1730–1715 (s) C=O valentna alfa,beta–nezasiteni estri

1715 (s) C=O valentna ketoni, zasiteni alifati~ni

1710–1665 (s) C=O valentna alfa,beta–nezasiteni aldehidi, ketoni

1680–1640 (m) –C=C– valentna alkeni

1650–1580 (m) N–H deformaciska primarni amini

1600–1585 (m) C–C valentna (in–ring) aromatics

1550–1475 (s) N–O asimetri~na valentna nitro compounds

1500–1400 (m) C–C valentna (in–ring) aromati~ni

1470–1450 (m) C–H deformaciska alkani

1370–1350 (m) C–H rock alkani

1360–1290 (m) N–O simetri~na valentna nitro soedinenija

1335–1250 (s) C–N valentna aromati~ni amini

1320–1000 (s) C–O valentna alkoholi, karboksilni kiselini, esteri, eteri

1300–1150 (m) C–H wag (–CH2X) alkil halidi



1300–1150 (m) C–H wag (–CH2X) alkil halidi

1250–1020 (m) C–N valentna alifati~ni amini

1000–650 (s) =C–H deformaciska alkeni

950–910 (m) O–H deformaciska karboksilni kiselini,

910–665 (s, b) N–H wag primarni, sekundarni amini

900–675 (s) C–H "oop" aromati~ni

850–550 (m) C–Cl valentna alkil halidi

725–720 (m) C–H rock alkani

700–610 (b, s) –C(trojna vrska)C–H: C–H deformaciska alkini

690–515 (m) C–Br valentna alkil halidi

m=medium, w=weak, s=strong, n=narrow, b=broad, sh=sharp



Klasi na organski soedinenija i nivni karakteristi~ni absorpcii vo IC spektar

Alkani . • C–H valentna od 3000–2850 cm-1 • C–H deformaciska od 1470-1450 cm-1 • C–H rock, metil od 1370-1350 cm-1 • C–H rock, metil, kaj alkani so dolgi lanci od 725-720 cm-1

Alkeni . • C=C valentna od 1680-1640 cm-1 • =C–H valentna od 3100-3000 cm-1 • =C–H deformaciska od 1000-650 cm-1

Alkini . • –C≡C– valentna od 2260-2100 cm-1 • –C≡C–H: C–H valentna od 3330-3270 cm-1 • –C≡C–H: C–H deformaciska od 700-610 cm-1

Aromati~ni . • C–H valentna od 3100-3000 cm-1 • overton-ovi, slabi, od 2000-1665 cm-1 • C–C valentna (in-ring) od 1600-1585 cm-1 • C–C valentna (in-ring) od 1500-1400 cm-1 • C–H "oop" od 900-675 cm-1

Alkoholi . • O–H valentna, vodorodno vrzana 3500-3200 cm-1 • C–O valentna 1260-1050 cm-1 (s)

Ketoni . • C=O valentna:

o alifati~ni ketoni 1715 cm-1 o α, β-nezasiteni ketoni 1685-1666 cm-1

Aldehidi . • H–C=O valentna 2830-2695 cm-1 • C=O valentna:

o alifati~ni aldehidi 1740-1720 cm-1 o α, β-nezasiteni aldehidi 1710-1685 cm-1

Karboksilni kiselini . • O–H valentna od 3300-2500 cm-1 • C=O valentna od 1760-1690 cm-1 • C–O valentna od 1320-1210 cm-1 • O–H deformaciska od 1440-1395 i 950-910 cm-1

Estri . • C=O valentna

o alifati~ni 1750-1735 cm-1 o α, β-nezasiteni 1730-1715 cm-1

• C–O valentna 1300-1000 cm-1 Amini .

• N–H valentna 3400-3250 cm-1 o 1° amin: 2 traki: 3400-3300 i 3330-3250 cm-1 o 2° amin: 1 traka od 3350-3310 cm-1 o 3° amin: -

• N–H deformaciska (samo 1° amini) od 1650-1580 cm-1 • C–N valentna (aromati~ni amini) od 1335-1250 cm-1 • C–N valentna (alifati~ni amini) od 1250–1020 cm-1 • N–H wag (samo 1°i 2° amini) od 910-665 cm-1

Nitro soedinenija .

• N–O asimetri~na valentna od 1550-1475 cm-1 • N–O simetri~na valentna od 1360-1290 cm-1

Koristena literatura


Literatura: Bell E.C. Douglass F.T. Clark K.A. Organic chemistry laboratory, with standard and microscale experiments, 3e, Harcourt College Publishers, 2001 (prevod od angliski Bogdanov J. i Bogdanov B.) Davis G.B. Fairbanks J. A. Carbohydrate chemistry, Oxford Chemistry Primers, Oxford University Press, 2002 Harwood M. L, Moody J. C Experimental organic chemistry,principles and practice, Blackwell Science, 1989 Keese R, Brändle MP, Toube T. P, Practical organic synthesis, A student’s guide, Wiley, 2007 Lazarevi} M. Petrova D., Praktikum po organska hemija, Univerzitet Sv. Kiril i Metodij, Skopje, 1993 Lindhorst K. T. Essentials of carbohydrate chemistry and biochemistry 3e, Wiley-VCH, 2007 Milic B.Lj. Đilas J.M. Čanadanovic –Brunet J.M , Eksperimentalna organska hemija, Univerzitet u Novom Sadu, Tehnoloski Fakultet, 1996 Zubrick W.J. The organic chem lab survival manual, 7e, Wiley, 2008 SDBSWeb : http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/ (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 2010)


Katedra za organska Hemija Farmacevtski Fakultet

Univerzitet Sv. Kiril i Metodij -Skopje

Documents

Praktikum za ve`bi po organska hemija za · PDF fileSodr`ina Katedra za Organska hemija 2010 Sodr`ina: Eksperiment 1 Sinteza na acetanilid Postapka za sinteza, 1 Nukleofilna acil supstitucija