1,3,5-три (4’-бромметилфенил) бензол. Обоснование выбора схемы синтеза соединения. Расчет и таблица характеристики количеств исходных реагентов и продуктов реакции

Страницы работы

Фрагмент текста работы

under an inert atmosphere, and then the excess

P(OC2H5)3 was removed by vacuum distillation. The resulting

sticky oil-like product and 40 mmol of dialdehyde were

dissolved in anhydrous DMF (10 mL), to which CH3OK

(30 mmol K in y3 mL CH3OH) was slowly added dropwise

while stirring under a flow of nitrogen. The mixture was stirred

at room temperature for 6 h. One equivalent of p-tertbutylbenzyl(

triphenyl)phosphate was added, followed by the

addition of a solution of CH3OK (10 mmol K in y3 mL

methanol) through a dropping funnel, after reaction for 5 h, the

mixture was poured into cooled CH3OH (100 mL). The

resulting precipitate was collected by suction filtration and

washed with methanol. The product was further purified by

precipitating it a further two times and was then extracted for

48 h with CH3OH to give a bright yellow solid.

HPV-TPP: FTIR (KBr pellet, cm21): 3024 (ms), 2953 (ms),

1595 (vs), 1513 (s), 1305 (w), 1277 (w), 1210 (w), 1165 (ms),

961 (s), 830 (s), 786 (w), 700 (vw). 1H-NMR (CDCl3, d in ppm):

1.2–1.4 ((CH3)3C-, m), 7.2–7.6 (LCH and Ar-H, m). 13C-NMR

(CDCl3, d in ppm): 31.3 ((CH3)3C-, s), 126–130 (m), 136.4–

136.8 (m), 141.7 (s).

TPA-TPP: FTIR (KBr pellet, cm21): 3026 (w), 2951 (w),

1689 (w), 1590 (vs), 1506 (vs), 1317 (vs), 1282 (vs), 1162 (s),

2.5  Основание выбора схемы синтеза соединения

При получении любого органического соединения возможны два случая:

ü  необходимый препарат уже известен, для него разработаны и описаны в литературе методы получения;

ü  необходимое вещество не описано.

В первом случае задача сводится к описанию всех известных методик синтеза и выбору оптимальной.

В данной работе использовали подход поиска известных методик, с целью синтеза 1,3,5-три(4-бромметилфенил)бензола.

Из приведенных методик выбрали два метода доступных для синтеза в лабораторных условиях:

*  получение  4’-бромметилацетофенона из 4’-метилацетофенона (а).

*  получение 1,3,5-три(4’-бромметилфенил)бензола из

п-бромметилацетофенона (в).

Эти методы, предполагают использование доступных реактивов. Наличие в лаборатории необходимой аппаратуры.

3.  ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1  Первая стадия синтеза

3.1.1  Уравнение основной и побочной реакции

Основная реакция:

Побочная реакция:

Суммарная реакция:

3.1.2  Расчёт и таблица характеристики количеств исходных реагентов и продуктов реакции

На второй стадии синтеза мне необходимо 0,0405 моль (8,6254 г) 4’-бромметилацетофенона,  значит на первой стадии необходимо получить 0,05265 моль (11,2130 г).

1.  По уравнению реакции:

Молекулярная масса:

М(С9H10O)=134,1  г/моль

М(С4H4BrNO2)=178,0  г/моль

М(С9H9OBr)=213,1  г/моль

Для синтеза 1 моля С9H9OBr  необходимо 1 моль С9H10O

134,1 г С9H10O –  213,1 г  С9H9OBr

X г С9H10O – 11,2130 г  С9H9OBr

 г ~ 0,0526 моль

Для синтеза 1 моля С9H9OBr  необходимо 1 моль С4H4BrNO2

178,0 г С4H4BrNO2 –  213,1 г  С9H9OBr

X г С4H4BrNO2 – 11,2130  г  С9H9OBr

 г ~ 0,0526 моль

2.  По методике

В практикуме [УУ] для получения 15.1 г 4’-бромметилацетофенона  используют:

V(С9H10O)=10 мл

V(СН3СN)= 80 мл

m(С4H4BrNO2)=14,6  г

Для синтеза 11,2130  г С9H9OBr берётся 10,0 мл С9H10O

10,0 мл С9H10O –  15.1г  С9H9OBr

X мл С9H10O11,2130 г  С9H9OBr

 мл ~ 0,0405 моль

Для синтеза 11,2130  г С9H9OBr  берётся  80  мл СН3СN

80,0 мл СН3СN –  15.1г  С9H9OBr

X мл СН3СN11,2130 г  С9H9OBr

 мл ~ 1,1318 моль ~ 46,5154 г

Для синтеза 11,2130  г С9H9OBr берётся 14,6 г С4H4BrNO2

14,6 г С4H4BrNO2 –  15.1 г  С9H9OBr

X мл С4H4BrNO211,2130 г  С9H9OBr

 г ~ 0,0609 моль ~11,5030  мл

Характеристика исходных веществ [4’].

Вещество

Формула

Характеристика реагентов

Количество реагентов

ИЗб.

По теории

По методике

Молек.

масса

tкип

tпл

nD20

ρ20

г

моль

г

мл

моль

4’-метилацетофенон

С9H10O

134,1

7,0561

0,0526

7,4258

ацетонитрил

СН3СN

41,1

81,6

−45,72

1,3441

0,783

---

---

46,5154

59,4066

1,1318

---

N-бромсукцинимид

С4H4BrNO2

178,0

176,5

1,061

9,3661

0,0526

10,8417

11,5030

0,0609

0,0083

3.1.3  Описание синтеза

Аппаратура:

*  Колба двугорлая, круглодонная 250 мл

*  Магнитная мешалка

*  Электрическая плитка

*  Система подачи аргона

*  Фильтр

*  Воронка Бюхнера

*  Водоструйный насос

*  Хроматографическая колонка

Ход работы:

1.  В круглодонной колбе, объёмом 250 мл  смешивают 7,4258 мл 4-метилацетофенона и 59,4066 мл ацетонитрила.

2.  В реакционною смесь добавляют 11,5030 мл N-бромсукцинимида.

3.  Включают магнитрую мешалку и в течение 1,5 часов при температуре 90 0С перемешивают раствор до появления жёлтого окрашивания.

4.  Отгоняют растворитель под вакуумом.

5.  Остаток подвергается очистке  на хроматографической колонке, заполненной силикагелем. Элюент – смесь растоврителей (н-пентан/этилацетат в пропорции 10:1.

3.1.4  Константы полученного соединения, выход продукта реакции

Белые пластинчатые кристаллы.

Tпл. = 38 ОС

m = 10,3 г

Характеристика полученных продуктов [4’]:

Вещество

Формула

Температура плавления, ОС

Литерат.

Экс.

4’-бромметилацетофенон

С9H9OBr

38-39

38

Расчет теоретического выхода продуктов:

В реакцию берется 0,0405моль 4’-бромметилацетофенона и 0,0510 моль  триэтилортоформиата. Расчет ведём по соединению, находящемуся в недостатке, то есть заведомо прореагировавшему полностью. Таким соединением является 4’-бромметилацетофенон (С9H11OBr):

213,1 г С9H11OBr585,2  г С27H21Br3

8,6254г С9H11OBr – Х г С27H21Br3

Х = 23,69 г

Таким образом, взяв в реакцию рассчитанные по методике количества реагентов, мы должны теоретически получить 12,6 г бензилацетата.

Расчёт выхода

По методике:                    ω = %    

 Oт теоретического:    ω = %

3.2  Вторая стадия синтеза

3.2.1  Уравнение основной и побочной реакции

3.2.2  Расчёт и таблица характеристики количеств исходных реагентов и продуктов реакции

1)  По уравнению реакции:

Молекулярная масса:

М(С9H9OBr)=213,1  г/моль

М7H16O3)=148,2  г/моль

М(С27H21Br3)=585,2  г/моль

Для синтеза 1 моля С27H21Br3  необходимо 3 моля С9H9OBr

639,3 г С9H9OBr –  585,2 г  С27H21Br3

X г С9H9OBr – 6,0 г  С27H21Br3

 г ~ 0,0308 моль

Для синтеза 1 моля С27H21Br3  необходимо 3 моля С7H16O3

444,6 г С7H16O3 –  585,2 г  С27H21Br3

X г С7H16O3 – 6,0 г  С27H21Br3

 г ~ 0,0308 моль

2)  По методике

В практикуме [УУ] для получения 7,64 г 1,3,5-три(4’-бромметилфенил)бензола используют:

m(С9H9OBr)=10,983 г

m7H16O3)=9,620г

V(C6H6)=50 мл

Для синтеза 7,640 г С27H21Br3  берётся 10,983 г С9H11OBr

10,983 г С9H9OBr –  7,640 г  С27H21Br3

X г С9H9OBr – 6,000 г  С27H21Br3

 г ~ 0,0405 моль

Для синтеза 7,640 г С27H21Br3  берётся  9,620  г С7H16O3

9,620 г С7H16O3 –  7,640 г  С27H21Br3

X г С7H16O3 – 6,000 г  С27H21Br3

 г ~ 0,0510 моль ~ 8,43 мл

Для синтеза 7,640 г С27H21Br3  берётся 50 мл С6H6

50 мл С6H6 –  7,640 г  С27H21Br3

X мл С6H6 – 6,000 г  С27H21Br3

 мл ~ 0,4426 моль ~ 34,52 г

Характеристика исходных веществ [4’].

Вещество

Формула

Характеристика реагентов

Количество реагентов

ИЗб.

По теории

По методике

Молек.

масса

tкип

tпл

nD20

ρ20

г

моль

г

мл

моль

4’-бромметилацетофенон

С9H11OBr

213,1

6,5547

0,0308

8,6254

---

0,0405

0,0097

триэтилортоформиат

С9H11O3

148,2

145

-76

1,3922

0.8964

4,5584

0,0308

7,5550

8,43

0,0510

0,0202

Бензол

C6H6

78,0

80,1

5,53

1,5011

0,879

---

---

34,52

39,27

0,4426

---

Соляная кислота (газ)

НCl

36,5

48,0

−26,0

---

1,189

---

---

изб.

---

---

изб.

1. 

2. 

3. 

3.1 

3.2 

3.2.1 

3.2.2 

3.2.3  Описание хода синтеза

Аппаратура:

*  Колба двугорлая 250 мл

*  Магнитная мешалка

*  Стакан 250 мл

*  Электрическая плитка

*  Система подачи газообразного HCl

*  Воронка Бюхнера

*  Водоструйный насос

Ход работы:

1)  В круглодонную колбу объёмом 250 мл помещаем 8,6254 г 4-бромметилацетофенона

2)  Приливаем 8,43 мл триэтилортоформиата в 39,27 мл сухого бензола.

3)  Включаем магнитную мешалку и  подачу газообразного НСl.

4)  В течение 2 часов перемешиваем реакционную смесь до выпадения осадка.

5)  Выпавший осадок фильтруем и промываем на фильтре ацетоном.

6)  Полученный осадок перекристаллизовываем из ледяной уксусной кислоты 2 раза.

7)    Взвешиваем.

3.2.4  Константы полученного соединения, выход продукта реакции

Tпл. = 192,5 ОС

m = 5,3 г

Характеристика полученных продуктов [4’]:

Вещество

Формула

Температура плавления, ОС

Литерат.

Экс.

1,3,5-три(4’-бромметилфенил)бензола

С27H21Br3

193

192,5

Расчет теоретического выхода продуктов:

В реакцию берется 0,0405моль 4’-бромметилацетофенона и 0,0510 моль  триэтилортоформиата. Расчет ведём по соединению, находящемуся в недостатке, то есть заведомо прореагировавшему полностью. Таким соединением является 4’-бромметилацетофенон

Похожие материалы

Информация о работе