Бензилацетат. Превращение в кислоты и их производные. Превращение в сложные эфиры. Переэтерификация

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина

Кафедра органической химии и химии нефти

Заключительная работа в практикуме по органической химии

(Литературный синтез)

На тему:  «Бензилацетат».

                                                Выполнил:

студент группы ХТ-04-1

                                              

                                                  Проверила:

 доц.

Москва 2006 г

Содержание:

1. Введение. Цель работы………………………………………………3

2. Теоретическая часть…………………………………………………4

2.1. Формула вещества и его название…….............................................. 4

2.2. Физические свойства....................................................................... 4

2.3. Химические свойства...................................................................... 5

2.3.1. Превращение в кислоты и их производные…..………..5

2.3.1.1. Превращение в кислоты. Гидролиз…………………………………..…..…5

2.3.1.2. Превращение в амиды. Аммонолиз…………………………………..……5

2.3.1.3. Превращение в сложные эфиры. Переэтерификация.…………..5

2.3.2. Восстановление в спирты.............................. …….6

2.3.3.Реакции электрофильного замещения по аромати-

ческому кольцу……………………………………………………………………..6

2.3.4. Реакции магнийорганического синтеза ……….………8

2.3.5. Сложноэфирная конденсация…………………………….9

2.4. Методы получения…...................................................................... 11

2.4.1.  Окисление толуола до бензилацетата с помощью

 тетраацетата свинца……………………………….……………….……..11

2.4.2. Окисление толуола до бензилацетата……….…….. 12

2.4.3. Получение бензилацетата из бензилхлорида и

ацетата натрия…………..……………………………………………………….12

2.4.4. Получение бензилацетата из бензилового спирта

 и уксусной кислоты…………..………………….……….13

2.4.5. Получение бензилацетата из бензилового спирта

 и уксусного ангидрида……………………………………..……….………… 14

2.4.6.  Бензиловый эфир уксусной кислоты……….………………..……14

2.5. Обоснование выбора методик синтезов………………….………………….……….16

3. Экспериментальная часть…………………….………………………………….………..17

3.1. Получение бензилацетата из бензилового спирта и уксусного

 ангидрида……………………………………………….………………………………………......17

3.2. Получение бензилхлорида из уксусной кислоты и бензилового

спирта……………………….………………………………………………….……………………..21

Вывод……………………………………………………………….25

Список цитируемой литературы……………………………………………………..26

Список используемой литературы…………………..…………. 27

1.  Введение

Органический синтез - это получение вещества заданного строения пу-тем целенаправленного изучения структуры исходных соединений. Необхо-димое химику вещество обычно называют целевым продуктом. Те соедине-ния, которые в ходе многостадийного синтеза целевого продукта получает химик, называют промежуточными. Протекающие на любой стадии синтеза нежелательные реакции называют побочными.

Целью данной курсовой работы является поиск литературных дан-ных о методах синтеза органического вещества – бензилацетата (10г), его физических и химических, а также синтез этого вещества двумя различными методами, сравнение эффективности избранных методов. Научиться рабо-тать с реактивами,  делать необходимые расчеты, определять выход продук-та от теоретического и процент ошибки.

2. Теоретическая часть.

2.1. Формула вещества и его название

CH₃C

По систематической номенклатуре:

бензилацетат

бензиловый эфир этановой кислоты

По тривиальной номенклатуре:

бензиловый эфир уксусной кислоты

2.2. Физические свойства.

Бензилацетат – главная составная часть масел гиацинта, жасмина, гардении, илангиланга [5].

CH₃COOCH₂C₆H₅ – бесцветная жидкость с запахом, напоминающий запах жасмина; растворимый в этаноле, пропиленгликоле и других органических растворителях, почти не растворимы в воде и глицерине. Эфиры бензилово-го спирта – душистые вещества, применяемые в парфюмерии и производст-ве мыла, а также фиксаторы запаха и растворители, компоненты пищевой эссенции [3].

T_пл = - 51,5 ^оС

T_{кип/мм.рт.ст} = 215 ^оС / 760

d₄²⁰ = 1,045

n_d²⁰ = 1,5010

Давление пара (20 ^оС), Па = 13

Т_всп = 102 ^оС

Т_{самовоспл} = 410 ^оС

КПВ = 0,6-0,7 %

Пределы взрываемости = 65 – 127 ^оС

ЛД^*₅₀ = 2,49 г/кг

[3]

2.3. Химические свойства.

2.3.1. Превращение в кислоты и их производные[1’].

2.3.1.1. Превращение в кислоты. Гидролиз.

Эфиры карбоновых кислот гидролизуются до карбоновых кислот и спир-тов или фенолов при нагревании с водными кислот или оснований. Естест-венно, что в щелочных условиях карбоновая кислота получается в виде соли, из которой ее можно выделить при добавлении минеральной кислоты.

           _NaOH

CH₃COOCH₂C₆H₅ + Н₂О                  CH₃COOH + HOCH₂C₆H₅

                                                                                          уксусная кислота      бензиловый спирт

 

Гидролиз бензилацетата может происходить при действии не только оснований, но и кислот. Кислотный гидролиз является обратимым. Мине-ральные кислоты ускоряют оба процесса, протонируя кислород карбониль-ной группы и тем самым увеличивая склонность углерода карбонильной группы к присоединению  нуклеофила. В гидролизе в качестве нуклеофи-лом служит молекула воды, а уходящей группой – спирт.

Н⁺

 CH₃COOCH₂C₆H₅ + Н₂О                     CH₃COОН + НOCH₂C₆H₅

Н⁺

                                                                                                 уксусная кислота      бензиловый спирт

2.3.1.2. Превращение в амиды. Аммонолиз.

Обработка бензилацетата аммиаком, обычно в растворе этилового спирта, приводит к образованию амида.

CH₃COOCH₂C₆H₅ + NH₃                              CH₃CONH₂ + HOCH₂C₆H₅

                                                                                                    амид уксусной         бензиловый спирт

кислоты

2.3.1.3. Превращение в сложные эфиры. Переэтерификация.

Переэтерификация представляет собой равновесную реакцию. Для того чтобы сдвинуть равновесие вправо, необходимо использовать большой из-быток того спирта, эфир которого хотят получить, или удалять один из про-дуктов реакции из реакционной смеси. Последний прием предпочтителен (если он только осуществим), поскольку этим способом реакцию удается довести до конца.

CH₃COOCH₂C₆H₅ + C₂H₅OH                  CH₃COOC₂H₅ + HOCH₂C₆H₅

этановый эфир             бензиловый спирт

уксусной кислоты

2.3.2. Восстановление в спирты [1’].

Подобно многим органическим соединениям, бензилацетат можно восстанавливать двумя путями:

а) каталитическим гидрированием с помощью молекулярного водорода

б) с применением химических восстановителей.

Гидрогенолиз (расщепление водородом) эфир требует более жестких условий, чем простое гидрирование (присоединение водорода) по двойной углерод-углеродной связи. В этой реакции необходимо применять высокое давление и повышенную температуру; в качестве катализатора обычно используют смесь окислов, известную под названием хромит меди, примерного состава  CuO × CuCr₂O₄

CuO × CuCr₂O₄

CH₃COOCH₂C₆H₅ + 2Н₂                                  CH₃CН₂OН + НOCH₂C₆H₅

Т ^оС, Р

          этановый            бензиловый спирт

спирт

Химическое восстановление бензилацетата проводт натрием в спирте или чаще алюмогидридом натрия

LiAlH₄

CH₃COOCH₂C₆H₅ + 2Н₂                            CH₃CН₂OН + НOCH₂C₆H₅

этановый            бензиловый спирт

спирт

2.3.3. Реакции электрофильного замещения по ароматическому кольцу [2’].

2.3.3.1. Алкилирование

a.  Алкилгалогенидами

Реакции проводятся в присутствии каталитических количеств галоидных солей металлов, которые по активности можно расположить в ряд:

AlBr₃ > AlCl₃ > FeCl₃ > SbCl₃ > ZnCl₃ > BF₄ > ZnCl₂ > SbCl₄

 

Реакции в присутствии хлорида алюминия называются реакциями Фриделя-Крафтса.

AlCl₃

CH₃COOCH₂C₆H₅ + С₂Н₅Сl                            CH₃COOCH₂C₆H₄C₂H₅   + HCl

2-этил бензиловый эфир

 этановой кислоты

b.  Алкенами

В качестве алкилирующих агентов алкены чаще применяются в промыш