Introdução
Neste tópico, quero representar duas formas de anidrido acético. Além disso, há a síntese do cloreto de acetila, que é usado como precursor em uma das sínteses mencionadas acima. A primeira forma de síntese de anidrido acético é realizada a partir de acetato de sódio e cloreto de acetila. Esse método tem algumas desvantagens: é preciso produzir cloreto de acetila (se não for possível comprá-lo); o cloreto de acetila é uma substância bastante desagradável, com forte odor e tem efeitos tóxicos. Por outro lado, essa maneira é fácil de implementar caso você tenha a oportunidade de comprar cloreto de acetila. A segunda maneira tem um ótimo rendimento, mas você precisa usar o dicloreto de dissulfeto, que é um reagente bastante exótico. Mas neste tópico você pode encontrar um manual especial para produzir cloreto de enxofre in situ, o que requer um aparelho para a produção de gás cloro. Além disso, você pode encontrar um vídeo manual da síntese de acetato de sódio (fácil de obter a partir de ácido acético e soda de padeiro) no final do tópico.
Aparência: líquido incolor com forte odor.
Ponto de ebulição: 139,8 °C/760 mm Hg;Aparência: líquido incolor com forte odor.
Ponto de fusão: -73,1 °C;
Peso molecular: 102,089 g/mol;
Densidade: 1,082 g/ml (20 °C);
Índice de refração: 1,3901 a 20 °C/D.
Síntese de cloreto de acetila
Equipamento e material de vidro.
- Balão de fundo redondo de três gargalos, 500 ml;
- Balão de fundo redondo, 500 ml;
- Tubo de CaCl2;
- Funil de gotejamento, 50-100 ml;
- Banho-maria;
- Frasco Erlenmeyer, 100 ml x2 (com tampa);
- Aparelho de destilação;
- Suporte para retorta e braçadeira para fixar o aparelho;
- Termômetro de laboratório (0 °C a 100 °C) com adaptador de frasco;
- Balança de laboratório (adequada para 0,1 - 200 g);
- Cilindro de medição, 50-100 ml.
Reagentes.
- Cloreto de fósforo 5 (PCl5) 57 g;
- Ácido acético glacial 80 g;
- Dimetilformamida 7 ml (seco sobre MgSO4).
Em um balão de fundo redondo e três gargalos de 500 ml, colocado em um banho-maria com água fria, colocamos todo o cloreto de fósforo (PCl5) e, em seguida, instalamos um condensador de refluxo com um tubo de CaCl2, um termômetro e um funil de gotejamento. Despeje 40 g de ácido acético glacial no funil de gotejamento. Começamos a adicionar o ácido lentamente. A reação prossegue violentamente com a liberação de cloreto de hidrogênio (HCl). Misture a segunda porção de ácido acético (40 g) com dimetilformamida (DMF) em um frasco Erlenmeyer de 100 ml. A solução de DMF em ácido foi adicionada lentamente à mistura de reação por meio de gotejamento em um funil de gotejamento. Depois de adicionar todo o ácido acético (a primeira e a segunda partes), a massa da reação é fervida por 20 minutos a 80 °C. Em seguida, resfrie o recipiente de reação até a temperatura ambiente.
A massa da reação é destilada em um aparelho de destilação fracionada em um banho de água. Coletamos a fração que ferve a 50-55 °C. Quando o ponto de ebulição sobe acima de 55 °C, a destilação deve ser concluída. O cloreto de acetila ataca as rolhas de cortiça e de borracha. O rendimento é de 20%.
Anidrido acético a partir de acetato de sódio e cloreto de acetila
Equipamento e material de vidro.
- Balão de fundo redondo de três gargalos de 250 ml;
- Manto ou banho de óleo;
- Tubo de CaCl2;
- Funil de gotejamento, 50-100 ml;
- Frasco Erlenmeyer, 100 ml x2 (com tampa);
- Aparelho de destilação;
- Suporte de retorta e braçadeira para fixar o aparelho;
- Termômetro de laboratório (0 °C a 100 °C) com adaptador de frasco;
- Balança de laboratório (adequada para 0,1 - 200 g);
- Cilindro de medição, 50-100 ml;
- Pedras de ebulição.
Reagentes.
- Acetato de sódio (NaOAc) 60 g;
- Cloreto de acetila 40 g (36 ml).
As precauções para a exclusão de umidade devem ser observadas. Em um balão de fundo redondo de 250 ml, coloque 60 g de acetato de sódio anidro finamente pulverizado (*). Coloque no lugar o condensador, o frasco receptor seco e o tubo de secagem; o receptor não precisa ser resfriado. Verifique se todas as conexões estão firmes. Resfrie o frasco de reação em um banho de água fria e adicione gota a gota, através do funil de gotejamento, 40 g (36 ml) de cloreto de acetila.
Após o término da adição, remova o banho-maria e agite o frasco para obter uma boa mistura dos reagentes. Verifique novamente a estanqueidade das conexões. Seque a parte externa do frasco com uma toalha e aqueça-o com uma manta ou banho de óleo. Continue o aquecimento até que não haja mais destilado, mas não aqueça demais o resíduo sólido.
Ao destilado, adicione de 4 a 6 g de acetato de sódio anidro em pó fino para reagir com uma pequena quantidade de cloreto de acetila que possa estar presente. Adicione um chip de ebulição e redestile o anidrido acético bruto. Colete o produto destilado a 138-141 °C em um frasco seco. O rendimento é de 30-40 g (57-77%).
(*) Observação: O acetato de sódio anidro comercial geralmente contém um pouco de umidade. Para remover a umidade, funda 70-80 g em uma caçarola (em um forno comum ou no micro-ondas) e mexa até que não haja mais água. Não superaqueça! Deixe esfriar e pulverize rapidamente. Armazene em um recipiente bem fechado antes de usar.
Ao destilado, adicione de 4 a 6 g de acetato de sódio anidro em pó fino para reagir com uma pequena quantidade de cloreto de acetila que possa estar presente. Adicione um chip de ebulição e redestile o anidrido acético bruto. Colete o produto destilado a 138-141 °C em um frasco seco. O rendimento é de 30-40 g (57-77%).
(*) Observação: O acetato de sódio anidro comercial geralmente contém um pouco de umidade. Para remover a umidade, funda 70-80 g em uma caçarola (em um forno comum ou no micro-ondas) e mexa até que não haja mais água. Não superaqueça! Deixe esfriar e pulverize rapidamente. Armazene em um recipiente bem fechado antes de usar.
Anidrido acético a partir de acetato de sódio e dicloreto de dissulfeto (S2Cl2)
Equipamento e material de vidro.
- Balão de fundo redondo de três gargalos de 1000 ml;
- Béqueres de 100 ml x2, 1 l x2;
- Bastão de vidro;
- Banho-maria;
- Placa de aquecimento;
- Aparelho de destilação;
- Suporte de retorta e grampo para fixação do aparelho;
- Termômetro de laboratório (0 °C a 200 °C) com adaptador para frasco;
- Balança de laboratório (adequada para 0,1 a 500 g).
Reagentes.
- Acetato de sódio (NaOAc) 400 g;
- Dicloreto de dissulfeto (S2Cl2) 260 g (ou gás S2 e Cl2);
- KMnO4 ou K2Cr2O7 (alguns gramas).
Prepare 100 g de NaOAc recém-fundido e 65 g de dicloreto de dissulfeto (S2Cl2). Uma pequena quantidade de acetato de sódio (NaOAc) é colocada em um baker, resfriado em um banho de gelo. Adiciona-se a isso um pouco de dicloreto de enxofre e a mistura é vigorosamente agitada com um bastão de vidro, sem permitir que a temperatura suba. Em seguida, adiciona-se novamente um pouco de NaOAc, e o processo é repetido várias vezes até que tudo esteja misturado. A massa semilíquida é transferida para um frasco de 1 litro com fundo redondo e três gargalos. A operação anterior é repetida 4 vezes, de modo que 400 g de NaOAc e 260 g de S2Cl2 no total sejam usados.
O frasco de fundo redondo é então equipado com um condensador de refluxo e aquecido suavemente em um banho de água a ~80-85 °C. Assim que a reação começa, o aquecimento é removido e, caso a reação fique muito vigorosa, ela é resfriada com água fria.
Após 20 a 30 minutos, a evolução do SO2 cessa e a mistura é aquecida por mais 10 minutos em um banho de água fervente. O produto da reação é então destilado sob vácuo e, em seguida, redestilado fracionariamente à pressão atmosférica, coletando a fração que ferve entre 138-141 °C.
Para purificação adicional, é destilado com 2-3% de KMnO4 ou K2Cr2O7 para a quebra de contaminantes sulfurosos (teste para sua presença: 1 ml do destilado após a neutralização com NH3 puro não deve produzir um precipitado escuro no tratamento com Pb(AcO)2). O rendimento é de aproximadamente 90% com base em S2Cl2.
Para purificação adicional, é destilado com 2-3% de KMnO4 ou K2Cr2O7 para a quebra de contaminantes sulfurosos (teste para sua presença: 1 ml do destilado após a neutralização com NH3 puro não deve produzir um precipitado escuro no tratamento com Pb(AcO)2). O rendimento é de aproximadamente 90% com base em S2Cl2.
Outra maneira de gerar cloreto de enxofre in situ
Misture rápida e completamente 205-215 g de acetato de sódio fino pulverizado (NaOAc) e 10 g de enxofre seco em pó (S2). A mistura é rapidamente transferida para um frasco de fundo redondo de três gargalos de 1 litro com boca larga e umedecido com 25 ml de ácido acético. Dentro do frasco, através da rolha de borracha, estende-se 1) um tubo largo para o fluxo de cloro; 2) um agitador suspenso, que é vedado com um pedaço de tubo de borracha untado com vaselina; e 3) um tubo de saída para a liberação do excesso de cloro (Cl2). O frasco é imerso em um banho de gelo. Inicialmente, o cloro é passado com cuidado, com agitação frequente. Com o passar do tempo, a reação fica mais quente e cada vez mais líquida, de modo que o agitador pode ser girado com um motor depois de algum tempo. O fluxo de cloro deve ser regulado de modo que quase todo ele seja absorvido. Quando a mistura da reação parar de aquecer e o Cl2 não for mais absorvido, o conteúdo da reação é destilado no vácuo a uma temperatura de banho de óleo de aproximadamente 150 a 180 °C e, em seguida, redestilado à pressão normal, coletando a fração que ferve entre 138 e 141 °C. Rendimento ~90%.
Síntese de acetato de sódio (NaOAc)
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