Sinteza fenilacetona (P2P) iz 1-fenil-2-nitropropena (P2NP) s pomočjo FeCl3

[WillD]

Reagenti:

• 1-fenil-2-nitropropen (P2NP; cas 705-60-2) 1,63 g, 10 mmol;
• Železo v prahu (Fe) 3 g;
• FeCl3 0,6 g;
• Klorovodikova kislina (HCl 36 % aq.) konc. 4 ml;
• toluen 15 ml;
• Voda 55 ml;
• klorovodikova kislina 3N (10,45 %) HCl 25 ml;
• Natrijev bikarbonat (NaHCO3);
• magnezijev sulfat (MgSO4);

Oprema in steklovina:

• Orodje: bučka z okroglim dnom 50 ml;
• Stojalo za retorto in objemka za pritrditev aparature;
• Vrelni žetoni;
• povratni hladilnik;
• steklena palica in lopatka;
• ločilni lijak;
• grelna plošča;
• laboratorijski termometer;
• laboratorijska tehtnica (primerna je od 0,1 do 200 g);
• merilni valj 20 ml;
• lijak;
• Filtrirni papir;
• naprava za rotacijsko parjenje (neobvezno);
• Vakuumski vir (neobvezno);
• pH indikatorski papir;
• čaše 100 ml x2 in 200 ml;

Reakcijska shema:

Sinteza:

1. Zmes 1-fenil-2-nitropropena (P2NP) 1,63 g, 10 mmol, železa v prahu 3 g, FeCl3 0,6 g in klorovodikove kisline (HCl 36 % aq.), koncentrirane 4 ml v toluenu 5 ml in vodi 5 ml, intenzivno mešamo pri 75 °C 18 ur v 50 ml bučki s povratnim hladilnikom.
2. Nastalo temnozeleno suspenzijo ohladimo na sobno temperaturo in filtriramo. Plasti se ločijo.
3. Vodno plast speremo z dodatno porcijo toluena 10 ml, toluenske ekstrakte pa združimo in speremo s klorovodikovo kislino 3N (10,45 %) HCl 25 ml, vodo 25 ml, nasičenim natrijevim bikarbonatom (NaHCO3) aq. 25 ml in vodo 25 ml zaporedoma do nevtralnega pH 7.
4. Raztopino toluena filtriramo in posušimo nad brezvodnim magnezijevim sulfatom (MgSO4). Mešanico filtriramo od trdnih delcev.
5. Topilo toluen iz mešanice izhlapi.Fenil-2-propanon (P2P; cas 103-79-7) dobimo kot oranžno olje. Izkoristek je ~ 75 %.

 

[btcboss2022]

Pozdravljeni,

Poskusil sem ta sintetizator, vendar je praktično nemogoče premakniti magnetno mešalo, vse železo se zatakne nanj in ne dovoli premikanja( je normalno za magnet) haahaha, kako to popravite?

Hvala.

 

[G.Patton]

vrhunsko mešalo

 

[KokosDreams]

Kolikšen je dobljeni izkoristek v P2P iz te sinteze?
@btcboss2022
@G.Patton

 

[ASheSChem]

Vidim veliko velikosti za ta reagent; ima kakšen pomen?

imam videti za prodajo:
300 mrežnih očes (36 µ)
75 µm
90 μm
100-300 µm

 

[G.Patton]

Pozdravljeni, opravičujem se za dolg odgovor. ~75%

 

[KokosDreams]

Hvala, ker ste me o tem obvestili.

 

[cokemuffin]

zaželeno je, da je obseg prevoda vsaj 80-100 očes.

 

[ali.co]

Pozdravljeni
Žal mi je, vendar se tako podrobno razmerja ne ujemajo
Druga razmerja v reagentih
Druga razmerja pri sintezi
Razmišljam o preverjanju te sinteze
Dolga sinteza

 

[G.Patton]

Pozdravljeni, kaj mislite s sorazmerji?

 

[CrystalBee]

P2np v p2p



Dodajte v 500-mililitrsko bučko z okroglim dnom (RBF) s tremi grli
osrednje vratce ima zgornje mešalo - POMEMBNO mora biti zgornje mešalo in mora biti dovolj močno, da se železov prah ne usede na dno, ne moremo uporabiti magnetnega mešanja, ker nima dovolj moči, da bi železov prah obdržalo v raztopini, železo pa tako ali tako zmoti magnetno mešanje.
Stranski vrat ima dolg povratni kondenzator z dovajanjem hladne vode.
drugo stransko vratce ima dodajalni lij za izenačevanje tlaka, napolnjen z 0,197 mola koncentrirane klorovodikove kisline 35,5 %, kar v spodnjem primeru pomeni 20,2 ml

RBF je v vodni ali oljni kopeli, da se notranja reakcijska temperatura ohranja na 85 do 95 stopinjah Celzija.

Dodajte v RBF:
0,1 mola P2NP (P2NP 163,2 g/mola) = 16,23 g P2NP
0,715 mola železa (Fe 55,85 g/mola) = 40 g železa (Fe) - litoželezne stružnice ali idealno železo v prahu z velikostjo 40 mrežnih očes (prah velikosti 0,4 mm)
Opomba: Aktivacija kovine običajno vključuje nekajminutno izpiranje z močno mineralno kislino, kot je klorovodikova kislina, ali alkalno raztopino, kot je natrijev hidroksid, da se odstrani oksidativna plast, ki preprečuje reakcijo, nato se dvakrat izpira z destilirano vodo in takoj uporabi, sicer se hrani pod nepolarno tekočino, dokler ni pripravljena za uporabo.
Vendar je pri tej redukciji nitroalkena v keton klorovodikova kislina eden od reagentov, zato lahko pride do aktivacije in situ.

75 ml destilirane vode
0,1 g železovega klorida - deluje kot katalizator inicializacije - pripomore k hitrejšemu začetku reakcije

Kislina iz dodajalnega lijaka se dodaja počasi v 5 do 6 urah, tako da reakcija poteka, vendar ne eksplozivno, povratni tok ne sme nikoli doseči več kot polovico povratnega kondenzatorja.
Na koncu je bila reakcijska zmes bazificirana s 25-odstotno raztopino NaOH do pH 11, nato pa je bilo olje P2P destilirano s paro v sprejemnik.
Izplen mora biti 75 do 77 % P2P iz P2NP, tj. P2P 134,3 g/mol, tako da je 0,1 mol 13,42 g in 0,75 do 0,77 % izkoristek = 10 g (9,94 ml) do 10,3 g (10,24 ml) (gostota P2P je 1,006 g/mL)

To reakcijo lahko povzamemo do precej velike velikosti, molski ekvivalenti so:
molsko razmerje Fe/alken = 7,15
molsko razmerje HCl/alken = 1,97
1,97 x 0,1 mola p2NP = 0,197 mola HCl x HCl 36,458 g/mol = 7,18 g HCl
če imate koncentrirano klorovodikovo kislino 35,5 %, to pomeni, da ima 355 g/L ali 35,5 g/100 ml, torej 718 g / 0,355 = 20,2 ml koncentrirane klorovodikove kisline 35,5 %, ki jo je treba dodati prek dodajalnega lijaka

Za reakcijo z enim molom bi torej uporabili 5-litrsko posodo RBF s 163,2 g P2NP, 7,15 mola Fe (7,15 x 55,85 g/mol) = 400 g železa v prahu, 750 ml destilirane vode, 1 g železovega klorida in 202 ml koncentrirane 35,5-odstotne klorovodikove kisline
Izplen bi bil 100 g (99,4 ml) do 103 g (102,4 ml) P2P


Opomba: Za poceni mešalo nad glavo:
Na ebayu lahko dobite poceni PTFE ležaj mešala, ki ustreza ustrezni velikosti osrednjega vratu vaše vrele bučke, lahko dobite jekleno mešalo, prevlečeno s PTFE, da ga zaščitite pred kislino, za približno 30 £ lahko dobite napajanje, ki dobavlja 0-30V 0-3A, in lahko dobite poceni DC motor iz nekaterih ročnih mešalnikov, ki ga lahko razstavite in priključite gred motorja na gred mešala, mešalna gred gre skozi ležaj (notranji obroč ležaja predhodno namažite z vazelinom, da zmanjšate trenje), priključite motor na napajalnik, nastavite dovolj velik tok, da ga lahko dovajate v motor, nato pa spreminjajte hitrost z večanjem/zmanjševanjem napetosti.

Standardni zamašek iz PTFE Adapter za ležaj laboratorijskega mešalnika Dodatna oprema za mešalnik št. 29
https://www.ebay.co.uk/itm/313672059695
£10.84
Prilega se vtičnici 29/32 na vrelišču, uporablja pa gred mešala s premerom 8 mm.
Najti mešalo s premazom PTFE s premerom gredi 8 mm je zapleteno, večina na ebayu 7 mm, zato je morda najbolje, da oba elementa naročite pri laborxingu, ki bo moral čakati 2 tedna, vendar imajo visokokakovostno opremo.

https://www.laborxing.com/products/ptfe-stirrer-bearing-adapter-joint-stopper
https://www.laborxing.com/products/ptfe-stirring-blades-propeller-2-winged-length-250-mm-to-750-mm

Napajalnik 0-30V 0-10A - potencialno je dovolj močan za elektrokemične reakcije in peltierjeve hladilne module.
https://www.amazon.co.uk/dp/B09ZQBFZ4C
£44.99
Morali bi najti cenejšega, saj potrebujete le 0-3A, morda, če ima motor, ki ga vzamete, velik navor, potem 0-5A.

 

[Rollin88]

Poskusil sem to reakcijo s točno temi razmerji in zdi se, da ne morem dobiti nobenega p2p. Natančno upoštevam postopek - čeprav je težko doseči, da moj dodajalni lijak kaplja tako počasi, se ujemam z vsemi parametri. moja raztopina postane zelena. RBF je zmešnjava, v kateri komaj vidim. Ne vem, ali pretiravam z mešanjem ali ne, vendar so v priključkih iz brušenega stekla za dodajalni lijak in refleksni kondenzator ujeti koščki železa. Ne vem, ali je to normalno ... Ko bazificiram, sem enkrat malo presegel 11, kar je povzročilo precej dima v erlenmajerici. Dodal sem še nekaj kapljic Hcl, da se je temperatura vrnila na 11, in zdelo se mi je v redu. Isto umazano posodo RBF, v kateri je še vedno železo, prelijem z vodo in izvedem parno destilacijo reakcijske mešanice v eni bučki, ki je na tej točki zelo temna, črni delci železa pa vse obarvajo. Destilat, ki se nato izloči, je vedno bister, z meglico ali meglenostjo, vendar brez prave barve. Ni oranžne barve. Mislim, da je to mešanica olja in vode, vendar ko ekstrahiram z DCM (ph je dvakrat preverjen in je 11,1), kasneje ostane v vodi, DCM pa se zdi kot kristalno čisti DCM, morda z zelo rahlim rožnatim odtenkom. Če je DCM čista, ali to pomeni, da ni P2P? Nočem zapravljati več časa za to, raje bi poskusil še enkrat. Ne vem, katere parametre naj spremenim. Uporabljam trojno prekristaliziran p2np, kupljen pri uglednem čezmorskem verndorju, uporabljam "železne opilke za sintezo", ki so videti legitimne, FeCl3 sem kupil pri science company.com, hcl pa je razreda acs pri alliance chemical. Uporabljam visokokakovostno steklovino, zgornje mešalo iz vevora z gredjo in lopatico PFTE. Razmišljal sem, da bi za začetek reakcije poskusil s cinkovim prahom in ZnCl2, glede na to, da sem tokrat že četrtič brez uspeha. Prva dva poskusa sta bila 0,1 M in zadnji 0,2 M, saj sem mislil, da bo morda večja posoda bolj prizanesljiva, vendar so bili vsi trije neuspešni. Ta zadnja je po 18 urah dobila lepo zeleno barvo, vendar je na notranji strani posode nastala zelena sluz, zaradi katere je bilo skoraj nemogoče videti nad vodno črto.

Vsaka pomoč je dobrodošla.

 

[Charlie3]

Ali je kdo preizkusil to metodo in jo razširil navzgor? Poskusil sem jo danes, uporabil sem
32,6 g p2np
60 g Fe
12 g FeCL
88ml 33% HCI
300ml toluena
1100ml vode
500ml 10,45% HCI.

Ne zdi se mi preveč praktično, če želim doseči 1 kg p2np, saj ne bom imel dovolj velikih steklenih posod.
Ali ima kdo boljša razmerja?
Ta metoda je veliko preprostejša, slaba stran pa je, da se porcelan res obarva, ko odlivamo nezaželeno plast.

 

[Cardboard1234]

Malo me zanima, kakšen namen ima voda v tretjem koraku? Zdi se, da gre naravnost skozi raztopino toluena in ostane ločena.

 

[G.Patton]

Pozdravljeni, Uporablja se, da bi se znebili vodotopnih soli, ki nastanejo med to reakcijo.

 

[Cardboard1234]

Pozdravljeni, želim se samo prepričati, da to pravilno razumem.

korak 2: po filtriranju temno zelene suspenzije imam le rahlo zeleno raztopino z nekaj kapljicami rjave raztopine. Katere plasti želite ločiti?

3. korak: v vodno plast moram naliti toluen in nekajkrat ekstrahirati toluensko raztopino, preden toluenske ekstrakte zaporedno zmešam s klorovodikovo kislino, vodo, raztopino natrijevega bikarbonata in vodo.

korak 4: plast toluena (zgornjo plast) ponovno ločimo in v približno eni uri dodamo MgSO4, da odstranimo vso vodo v raztopini.

korak 5: raztopino zavremo na 110, da izhlapi toluen.

Ali je to pravilno?

 

[G.Patton]

Iz besedila je razvidno, da obstajata dve plasti: vodna in organska.
Vredno je uporabiti vakuumsko destilacijo (rotovap). Prav tako vam priporočam, da pred naslednjo sintezo destilirate P2P.

 

[Cardboard1234]

Korakom sem lahko sledil do četrtega koraka, ko pa začnem raztopino segrevati, da izhlapi toluen, se zmes obarva takole zelo temno in postane rdeča. Kakšne ideje?

 

[w2x3f5]

reakcija s SnCl2 in klorovodikovo kislino v etil acetatu daje čistejše olje.
Pri reakciji s Fe ni tako čista

 

[Cardboard1234]

ali lahko toluen nadomestim z drugimi topili, kot sta DCM ali petrol eter?

 

[SelfExper1menter]

1. Ali je Fe ključnega pomena ali se namesto njega lahko uporabi druga kovina (na primer Zn, Mg ali Al)? Slišal sem, da Zn/HCl prav tako reducira P2NP do oksima.
2. Ali lahko namesto klorovodikove kisline uporabimo žveplovo kislino (ustrezno izbrane količine in koncentracije)? In če ne, zakaj?