Этилдифенилкарбинол

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

Кафедра органической химии и химии нефти

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ РАБОТА

в практикуме по синтетическим методам органической химии

( Литературный синтез)

Тема: «Этилдифенилкарбинол»

Выполнила: ст.гр.ХТ-08-4

Проверил: Зиновьева Л.В.

Москва 2010

Содержание:

1.      ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………4

2.      ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………….4

2.1      Формула соединения и его название…………………………………4

2.2      Физические свойства соединения…………………………………….4

2.3      Химические свойства соединения……………………………………5

2.4      Методы получения соединения……………………………………..10

а) Первая методика…………………………………………………..10

в) Вторая методика…………………………………………………...11

           2.5  Обоснование выбора схемы синтеза соединения………………….12

3.      ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ……………………………………...12

3.1      Первая стадия синтеза……………………………………………….12

3.1.1       Уравнение основной и побочной реакции..…………………..12

3.1.2       Расчет количеств исходных веществ………………………….12

3.1.3       таблица характеристики количеств исходных

реагентов и продуктов реакции………………………………..14

3.1.4       Описание хода синтеза…………………………………………15

3.1.5       Схема используемых приборы………………………………...16

3.1.6       Константы полученного соединения и выход продукта реакции…………………………………………………………..17

3.2      Вторая стадия реакции……………………………………………….18

3.2.1       Уравнение основной и побочной реакции…………………..

3.2.2       Расчет и таблица характеристики количеств исходных реагентов и продуктов реакции………………………………

3.2.3       Описание синтеза………………………………………………

3.2.4       Константы полученного соединения, выход продукта реакции

4.      ВЫВОДЫ………………………………………………………………….

5.      Использованная ЛИТЕРАТУРА…………………………………………

1.Введение

Литературный синтез является заключительной работой в практикуме по синтетическим методам органической химии. Целью данной курсовой работы является поиск литературных данных о методах синтеза органического вещества – этилдифенилкарбинол, его физических и химических свойствах. Целью практической работы является получение 8 г этилдифенилкарбинола по двум методикам, сравнение физических свойств и выхода полученных продуктов с целью выявления наиболее предпочтительной методики для получения данного соединения.

2.Теоретическая часть

2.1.Формула и названия соединения

Молекулярная формула : С15H16O

Название по систематической номенклатуре: 1,1-дифенилпропанол-1

                                                                               1,1-дифенил-1-пропанол

                                                                               1,1-дифенилпропан-1-ол

Название по рациональной номенклатуре: этилдифенилкарбинол

                            2.2.Физические свойства соединения

Этилдифенилкарбинол-кристаллическое вещество; кристаллы игольчатые, белого цвета;

Молекулярная масса, г/моль = 212

Молярный объем =200.2 см3

Tпл = 95-96 °С

Tкип = 346 °С при 760 мм рт.ст.

d420 = 1.06 г/см3

nD20 = 1,572

Данное вещество хорошо растворимо в эфире,бензоле,этиловом спирте,меньше в легроине.В воде не растворяется.[1]

2.3.Химические свойства соединения

Этилдифенилкарбинол в своём строении имеет два бензольных кольца и гидроксильную группу.На основе этого рассмотрим химические свойства данного соединения.

А)Реакции по гидроксильной группе

1)Реакция замещения гидроксильной группы на галоиды

Для замещения спиртовой гидроксильной группы галоидом применяют такие реагенты, как галогеноводороды (хлористый,бромистый, йодистый), галоидные соединения фосфора (треххлористый фосфор,пятихлористый фосфор,хлорокись фосфора и аналогичные бромиды и иодиды),а также хлористый тионил.

Сухой хлористый водород получают действием серной кислоты на концентрированную соляную кислоту,хлористый натрий или хлористый аммоний. Сухой галогеноводород пропускают в спирт или спирт нагревают с концентрированным раствором кислоты.Реакция между спиртами и хлористым водородом обратима и никогда не идет с количественным выходом.Даже если водный раствор галогеноводорода сам является сильной кислотой,присутствие серной кислоты ускоряет образование галогенида.Третичные спирты наиболее легко вступают в данную реакцию,протекающую по механизму SN1.[2,4]

Замещение гидроксильной группы бромом проходит аналогично, но легче, чем хлором.

Реакция с треххлористый  фосфором [4]:

2)Дегидратация

Образование молекулы воды происходит за счет гидроксила и атома водорода у соседнего атома углерода (реакция β-элиминирования).Третичные спирты дегидратируются легче всего (относительно первичных и вторичных спиртов) по причине образования наиболее устойчивого  карбониевого иона вследствие электродонорного индуктивного эффекта  и резонанса.Вследствие резонансной стабилизаций бензильный карбониевый ион должен быть очень устойчивым, и поэтому этилдифенилкарбинол легко дегидратируется.Известно,что отщепление водорода происходит таким образом,что образуется наиболее устойчивый алкен.В спиртах сложного разветвленного строения преимущественно отщепляется третичный β-водородный атом,гораздо в меньшей степени-вторичный,и практические не отщепляется первичный (согласно правилу Зайцева) [3] :

3)замена гидроксила на аминогруппу

В жестких условиях ( 300°С, катализатор оксид алюминия) гидроксильная группа спиртов может быть заменена на аминогруппу с образованием первичных аминов.

Реакция осложняется образованием вторичных и третичных аминов в результате взаимодействия спирта с уже образовавшимися аминами.[3]

4) Окисление спиртов

Окисления обычно проводят сильными окислителями, например K2Cr2O7 + H2SO4 или KMnO4 + H2SO4. При окислении спиртов действие окислителя направляется на тот углеродный атом,который уже связан с гидроксильной группой.Следовательно, в зависимости от того,какой спирт окисляется-первичный,вторичный или третичный-получаются различные продукты окисления.

При окислении вторичных спиртов образуются кетоны,первичных-альдегиды.При окислении третичных спиртов происходит разрыв по углерод-углеродным связям связям ближайшим к оксигруппе,и обычно получается несколько кислородсодержащих соединений с меньшим,чем в исходном спирте,числом атомов углерода в молекуле.[3,4]

При окислении этилдифенилкарбинола под действием вышеуказанных сильных окислителей возможны два пути протекания реакции:

5)замещение атома водорода в гидроксиле металлом

Реакция образования алкоголята иллюстрирует сходство спиртов с водой.Алкоголяты образуются при действии на спирты активными металлами,например, натрия,магния,алюминия.В реакции образования алкоголята спирт проявляет свойства слабой кислоты [3,4]

6)замещение атома водорода в гидроксиле ацильной группой с образованием сложных эфиров

При взаимодействии спиртов с органическими кислотами (лучше в присутствии следов сильных кислот) получаются сложные эфиры :

Реакция образования сложных эфиров называется реакцией этерификации.Данная реакция является обратимой : вода в присутствии кислот или щелочей разлагает сложные эфиры с образованием исходных веществ – кислоты и спирта.[3]

7)взаимодействие спиртов с реактивом Гриньяра

Магнийорганические соединения,реагируя как основания ,могут отщеплять в виде протона подвижный атом водорода как из органических,так и из неорганических соединений [4]^

Реакции такого типа используют при синтезе индивидуальных предельных углеводородов в тех случаях,когда эти углеводороды менее доступны, чем соответствующие спирты и алкилгалогениды.

Б)Реакции по бензольному кольцу

Радикал

является ориентантом второго рода и направляет заместители в мета-положение:

К реакции по бензольному кольцу относятся:

1)реакция нитрования

При избытке азотной кислоты нитрование проходит следующих образом:

2)реакция галогенирования [5]

При избытке галогеноводорода галогенирование идет следующим образом :

3)реакция сульфирования [5]

При наличии избытка серной кислоты реакция протекает по следующей схеме:

4)реакция алкилирования [5]

5)реакция ацилирования [5]

2.4. Методы получения соединения

1)гидролиз моногалогенпроизводных водными растворами щелочей

Атомы галогена, связанные с третичным атомом углерода, гидролизуются значительно легче, чем первичные и вторичные галогенпроизводные, хотя при этом идет процесс образования этиленовых углеводоров [3]:

2)синтез с помощью реактивов Гриньяра

Синтез имеет большое значение в лабораторной практике для получения спиртов с более сложным строением углеродного скелета,чем у исходных веществ.

А)получение на основе взаимодействия этилмагнийбромида и бензофенона[6]

Б)получение на основе взаимодействия фенилмагнийбромида и этилпропилата [7]

2.5.Обоснование выбора схемы синтеза

Из описанных в пункте 2.4 методик получения этилдифенилкарбинола наиболее оптимальной является схема синтеза, основанная на реакции взаимодействия бензофенона с этилмагнийбромидом по следующим причинам:

1)     в лаборатории имеются все необходимые для проведения данного синтеза реактивы и оборудование;

2)     в условиях ограниченного времени данная методика имеет меньшее число стадий получения продукта в сравнении с методикой,описанной в пункте 2.4.2)Б).

3.Экспериментальная часть

3.1 Первая стадия синтеза

3.1.1.Уравнение основной и побочной реакций

3.1.2.Расчет количеств исходных реагентов и продуктов реакции

Молекулярные массы:

М(C2H5Br)=109 г/моль

M(Mg)=24 г/моль

M(C2H5MgBr)=133 г/моль

M( (C6H5)2CO)=182 г/моль

M((C6H5)2C3H6O)=212 г/моль

a)     Расчет по уравнению реакции

1)     если для синтеза 212 г этилдифенилкарбинола необходимо 109 г этилбромида,

то для синтеза 8 г этилдифенилкарбинола необходимо Х г этилбромида

m(C2H5Br)=Х=4,11 г

n (C2H5Br)= 4,11 г/109 г/моль=0,04 моль

V(C2H5Br)=4,11 г/ 1,47 г/см3=2,8 мл

2)     если для синтеза 212 г этилдифенилкарбинола необходимо 24 г магния,

то для синтеза 8 г этилдифенилкарбинола необходимо Y г магния

m(Mg)=Y=0,9 г

n(Mg)=0,9 г / 24 г/моль=0,0375 моль

3)     если для синтеза 212 г этилдифенилкарбинола необходимо 182 г бензофенона,

то для синтеза 8 г этилдифенилкарбинола необходимо Z г бензофенона

m( (C6H5)2CO)=Z=6,87 г

n( (C6H5)2CO)= 0,04 моль

4)     эфир диэтиловый ≈ 50 мл

b)    по методике,указанной в литературе

используют:

m(C2H5Br)=10,9 г (7,4 мл)

m( (C6H5)2CO)=18,2 г

m(Mg)=2,4 г

эфир абсолютный – 50 мл

серная кислота (20%) – 75 мл

этиловый спирт- 25 мл

3.1.3. Характеристика исходных реагентов и продуктов реакции