Präparat 12 1,3-Dinitrobenzol PDF

Preview

Summary

Es handelt sich hierbei um eine Sammlung der Protokolle des Organisches Chemischen Praktikums 1 (OC1-Praktikum) der LMU des Wintersemester 2016/17. Die Präparate, welche die Studenten in diesem Praktikum herstellen müssen, bleiben in der Regel gleich. Diese Sammlung soll den Studenten, welche sich a...

Description

Name: XXXXXXXX, Platz X

Datum: XXX Präparat 12: 1,3-Dinitrobenzol

I. Reaktionsgleichung

Abb. 1: Reaktionsgleichung.

II. Reaktionsmechanismus

Die rauchende Salpetersäure (pKa = -1.3) wird von der konzentrierten Schwefelsäure (pKa = -3.0) protoniert, da letztere die stärkere Säure ist. 1 Als Elektrophil fungiert das Nitronium-Ion, das durch Wasserabspaltung aus der protonierten Salpetersäure entsteht. Es kommt zu einem elektrophilen Angriff des Nitronium-Ions auf das Nitrobenzol. Es kommt zur Bildung eines σ-Komplexes, dessen mesomere Grenzstrukturen in Abb.2 dargestellt sind. Der Erstsubstituent – die Nitrogruppe – entzieht dem aromatischen System aufgrund seines –M-Effektes Elektronendichte, sodass weitere Subsitutionen erschwert werden. Um dennoch die zweite Substitution zu ermöglichen, wird unter Wärmezufuhr mit konzentrierten Säuren gearbeitet. Ein ortho- sowie para-Angriff durch das Elektrophil ist ungünstig, da die elektronenziehende Nitrogruppe die positive Ladung nicht stabilisiert, wenn diese am gleichen Kohlenstoffatom lokalisiert sind. Der Angriff in meta-Position ist begünstigt, da die positive Ladung nicht direkt neben der Nitrogruppe liegt. Die Nitrogruppe dirigiert den zweiten Subsituenten mit ihrem –MEffekt in meta-Stellung. Nach Abspaltung eines Protons aus dem σ-Addukt wird das 1,3Dinitrobenzol gebildet.

1

pKa-Werte entnommen von http://www.chem.wisc.edu/areas/reich/pkatable/pKa_compilation-1Williams.pdf, S.2 (abgerufen am 09.12.2016)

Seite 1

Name: XXXXXXXX, Platz X Datum: XXX III. Durchführung Unter Rühren wurden rauchende Salpetersäure (12 mL, 0.29 mol, 5.92 eq.) mit konzentrierter Schwefelsäure (12 mL, 0.22 mol, 4.49 eq.) vermengt und langsam mit Nitrobenzol (5 mL, 49 mmol, 1 eq.) versetzt. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch erhitzt (20 min., 170°C) und auf Eis (200 g) gegossen. Die dabei ausfallenden gelben Flocken wurden abgesaugt und mit Wasser gewaschen. Das Rohprodukt wurde dreimal aus Ethanol umkristallisiert. Es wurden farblose feine Kristallnadeln erhalten (3.34 g, 19.9 mmol, 40%). Die Masse an erhaltenem Reaktionsprodukt weist eine Diffrenz von 22– 25% vom angegebenen Literaturwert (5.2–5.5 g, 62–65%) auf. Diese Abweichung ist auf die mehrmaligen Umkristallisationen zurückzuführen, bei welchen jeweils Reaktionsprodukt – aufgrund dem Haftenbleiben an den verwendeten Laborutensilien – verloren ging. Zur Überprüfung der Reinheit des Reaktionsproduktes wurde der Schmelzpunkt (87°C) gemessen, der innerhalb des in der Literatur angegebenen Bereiches (86–90°C) liegt. 2 IV. Gefahren und Sicherheit Salpetersäure (rauchend):

H272-H311-H314-H330 P220-P260-P280-P284-P305+351+338-P310

Schwefelsäure (konz.):

H314 P280-P305+351+338-P310

Nitrobenzol:

H372-H301-H311-H331-H351-H412-H360f P273-P281-P314

Ethanol:

H225 P210

1,3-Dinitrobenzol:

H330-H310-H300-H373-H410 P260-P271-P280-P310-P305+351+338-P303+361+353

V. Entsorgung Alle Lösemittelabfälle wurden neutralisiert und im Lösemittelkanister entsorgt. Feststoffe wurden in die dafür vorgesehene Feststofftonne gegeben.

2

siehe Praktikumsskript S.94

Seite 2...