TMT4122 Rapporter. Einar Baumann - Gruppe 1, Plass 5A

Transkript

1 TMT4122 Rapporter Einar Baumann - Gruppe 1, Plass 5A 30. desember 2010

2 Innhold 1 Destillasjon: Bestemmelse av kokepunkt 2 2 Krystallisasjon: Isolering av acetylsalisylsyre 9 3 Ekstraksjon: Separasjon av sure, basiske og nøytrale forbindelser 12 4 Reuks: Fremstilling av aniler 15 5 Alkylhalider: S N 1 og S N 2 reaktivitet 18 6 Nitrering: Syntese av en fotokrom forbindelse 25 7 Hydrering av alkener: Syntese av norborneol fra norbornen. Sublimasjon 29 8 Etersyntese: Alkylering av Paracetamol til Phenacetin 33 9 Oksidasjon av isoborneol til kamfer Aldolkondensasjon: Syntese av tetrafenylsyklopentadienon Grignard reaksjon: Syntese av trifenylmetanol Diels-Alder reaksjon: Heksafenylbenzen 49 1

3 Eksperiment 1 Destillasjon: Bestemmelse av kokepunkt 11. oktober Formål I dette eksperimentet skal kokepunktet til to ukjente stoer bestemmes, for på den måten å avgjøre hvilket sto det kan være. Det skal i tillegg utføres en enkel og en fraksjonert destillasjon av en ukjent blanding av sykloheksan og toluen. 1.2 Fysikalske data Tabell 1 viser kokepunkter fra litteratur. Tabell 1: Kokepunkter fra litteratur [2] Forbindelse Kokepunkt [ C] Sykloheksan 88 Toluen 111 n-propylamin 47 Propanon 56 Metanol 65 Etylacetat 77 Sykloheksan 81 2-propanol 82 Butandion 88 2

4 1-propanol 97 n-pentylamin 103 Butylacetat 125 Xylene Eksperimentelt Eksperimentet ble utført som beskrevet i labheftet [1] Del 1 - Bestemmelse av kokepunkt En ukjent væske (Blanding 2.2, 10 ml) ble overført til et reagensrør. Deretter ble en kokstein tilsatt og et termometer montert ca. 5 mm over væskeaten. Åpningen ble dekt med aluminiumsfolie. Røret ble så plassert i sandbad og varmet opp. Når innholdet i reagensrøret kokte og temperaturen termometeret viste var konstant, ble temperaturen (kokepunktet) notert. Dette ble så gjentatt for Blanding Del 2 - Destillasjon En blanding av sykloheksan og toluen (60 ml) ble overført til en rundkolbe (100 ml) og tilsatt kokstein. En fraksjonert destillasjon med vigreuxkolonne som skillekolonne ble utført. Varmen ble justert slik at det kom ca. 1 dråpe hvert andre sekund. Deretter ble det hele gjentatt med en blanding (60 ml) og oppsett for enkel destillasjon. 1.4 Resultater Del 1 - Bestemmelse av kokepunkt Tabell 2 viser eksperimentelt bestemte kokepunkter for produktet. Tabell 2: Kokepunkter Blanding # Kokepunkt C C 3

5 1.4.2 Del 2 - Destillasjon Enkel destillasjon Tabell 3 viser resultater fra eksperimentet med enkel destillasjon. Tabell 3: Enkel destillasjon Volum destillert [ml] Temperatur [ C] 3 71,8 6 71,9 9 72, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,5 4

6 Figur 1 viser resultater fra eksperimentet med enkel destillasjon. Figur 1: Enkel destillasjon [2] Fraksjonert destillasjon Tabell 4 viser resultater fra eksperimentet med fraksjonert destillasjon. Tabell 4: Fraksjonert Destillasjon Volum destillert [ml] Temperatur [ C] , ,

7 Figur 2 viser resultater fra eksperimentet med fraksjonert destillasjon. Figur 2: Fraksjonert Destillasjon 1.5 Diskusjon Del 1 - Bestemmelse av kokepunkt Temperaturen som var oppgitt i tabellen i laboratorieheftet [1] for 1-propanol og butandion var henholdsvis 97 C og 88 C. Det ble observert et kokepunkt på 94 C for forbindelse 2.2, noe som er 3 C under det oppgitte kokepunktet for 1-propanol. Det er rimelig å anta at forbindelsen er 1-propanol, da de 3 C i dieranse lett kan være forårsaket av urenheter i den tildelte prøven eller instrumentell feil i termometeret, som ikke ble kalibrert på forhånd. Det ble observert et kokepunkt på 87 C for forbindelse 2.7, som er 1 C under oppgitte 88 C for butandion, og det er dermed rimelig å anta at forbindelsen er butandion, da 1 C lett kan skyldes instrumetell feil eller urenheter. Det at det ble observert temperaturer litt under kokepunktet for begge forbindelsene var å forvente, da tabellverdiene er for tilnærmet helt rene forbindelser, noe som er svært vanskelig å oppnå i en lab der mange bruker samme apparatur og henter kjemikalier fra samme beholdere, og urenheter fører til lavere kokepunkt. 6

8 1.5.2 Del 2 - Destillasjon Enkel destillasjon [2] I den enkle destillasjonen ble det observert at temperaturen var ganske konstant på C grader en periode i starten, men når temperaturen på varmekappen ble stilt litt opp steg temperaturen jevnt opp til 92, 5 C til det sluttet å dryppe. Temperaturen sank da relativt raskt ned til romtemperatur. En jevn temperaturstgning skyldes at kokepunktet for blandingen vil øke konstant etter hvert som sammensetningen av den endrer seg og inneholder mere av forbindelsen med høyere kokepunkt. Komponentene destillerte altså av samtidig. Det ble ingen tydelig separasjon av forbindlelsene. Destillatet var trolig i begynnelsen mest sykloheksan, og etter hvert som temperaturen steg økte konsentrasjonen av toluen Fraksjonert destillasjon I den fraksjonerte destillasjonen ble det observert at temperaturen først var konstant på 86 C, før den steg til 110 C, og holdt seg konstant der til det sluttet å dryppe. Temperaturen sank da relativt raskt ned til romtemperatur. Et betydelig fall i temperaturen [1] ble ikke observert. Det er rimelig å anta at når temperaturen var stabil på 86 C, var væsken som dryppet ned i målesylinderen nesten bare sykloheksan. Væsken som dryppet ned i målesylinderen mens temperaturen steg fra 86 C til 110 C var en blanding av sykloheksan og toluen, med økende innhold av toluen etter hvert som temperaturen nærmet seg 110 C. Når temperaturen holdt seg stabil på 110 C var det trolig nesten ren toluen som dryppet ned i målesylinderen. Separasjonen av fasene var betydelig bedre med fraksjonert destillasjon enn med enkel destillasjon, hvis man ser bort ifra det som ble destillert av under temperaturstigningen i den fraksjonerte destillasjonen. Det er ikke helt urimelig å anta at sammensetningen av blandingen var 1:1, da temperaturen begynte å stige betydelig raskere etter at ca. 30 ml var destillert av. Trondheim, , 7

9 1.6 Litteraturliste [1] Laboratorieeksperimenter i Organisk Kjemi, Per Carlsen. [2] Resultater / forsøksdata for enkel destillasjon stammer fra forsøket utført av Christine Blom. 8

10 Eksperiment 2 Krystallisasjon: Isolering av acetylsalisylsyre 12. oktober Formål I dette eksperimentet skal acetylsalisylsyre isoleres fra asprintabletter for deretter å rekrystalliseres for å fjerne urenheter. 2.2 Fysikalske data Smeltepunkt for acetylsalisylsyre: 135 C [2] Teoretisk utbytte for 4 tabletter er 2, 00 g. 2.3 Eksperimentelt Eksperimentet ble utført som beskrevet i labheftet [1]. Fire asprintabletter ble knust i morter. Pulveret ble deretter overført til en erlenmeyerkolbe (50 ml), og etylacetat (10 ml) ble brukt til å skylle rester ut av morteren. Løsningen ble varmet på en varmeplate med magnetrører og varmet til løsningsmiddeldampen kondenserte i halsen på kolben. Temperaturen ble holdt i 2 minutter før innholdet ble dekantert gjennom et papir-foldelter over i en rundkolbe (100 ml). Tilsettingen av løsemiddel i erlenmeyerkolben, 9

11 oppvarmingen, dekanteringen og ltreringen ble deretter gjentatt to ganger til. På den siste ltreringen ble alt innholdet i kolben overført til lteret. Varm etylacetat (10 ml) ble brukt til å vaske bunnfallet på lteret med. Deretter ble innholdet i rundkolben avdampet i en rotavapor og kolben med innhold veid på analysevekt. Etylacetat (5 ml) ble så tilsatt i rundkolben og en kjøler ble montert på den. Oppsettet ble satt i en varmekappe og løsningen ble kokt til alt var løst opp. Innholdet ble deretter kjølt ned til romtemp før det ble vakuumltrert gjennom en büchnertrakt med lterpapir som var veid på forhånd. Når lterpapiret med krystallene på var blitt tørt, ble det veid igjen. Deretter ble smeltepunktet bestemt med et smeltepunktsapparat (apparat #2 ble brukt). 2.4 Resultater Tabell 1 viser resultater fra det utførte eksperimentet. Tabell 1: Resultater Forbindelse Vekt [g] Utbytte [%] Smeltepunkt 1 [ C] Smeltepunkt 2 [ C] Teoretisk 2, Råprodukt 0, , 8 - Omkrystallisert 0, , 2 132, 1 133, 4 132, 2 133, Diskusjon Det lave utbyttet er trolig primært en konsekvens av kraftig støtkoking to ganger i rotovaporen, da mesteparten av løsningen gikk rett over i oppsamlingskolben og kk en rosa farge. Når noe av det som hadde gått ut av kolben ved støtkokingen rant tilbake, kk alt innholdet i kolben også rosa farge. En annen kilde det lave utbyttet er mekanisk tap, særlig under ltreringen. Den rosa fargen var ikke observerbar på krystallene etter krystalliseringen, og den reduserte vekten etter rekrystalliseringen tyder også på at man har mistet en betydelig mengde av noe, men urenhetene som forårsaket fargen har trolig likevel vært til stede i en mindre mengde og bidratt til den reduserte observerte smeltepunktstemperaturen (smeltepunktet som er oppgitt i SI [2] er 135 C). Diereansen mellom de to smeltepunktene som ble målt ( 0, 2%) er liten nok til at man med forholdsvis stor sikkerhet kan si at målingene er korrekte for krystallene som ble framstilt, og ingen betydelig eksperimentell feil har påvirket resultatene. Trondheim, , 10

12 2.6 Litteraturliste [1] Laboratorieeksperimenter i Organisk Kjemi, Per Carlsen [2] SI Chemical data, 6th edition, Gordon Aylward & Tristan Findlay 11

13 Eksperiment 3 Ekstraksjon: Separasjon av sure, basiske og nøytrale forbindelser 18. oktober Formål Naftalen og benzosyre skal seprareres ved hjelp av ekstraksjon. 3.2 Fysikalske data Tabell 1 viser smeltepunktverdier oppgittt i litteraturen. Tabell 1: Fysikalske data [2] Forbindelse Smeltepunkt [ C] Naftalen 80,3 Benzosyre 122,4 3.3 Eksperimentelt Eksperimentet ble utført som beskrevet i labheftet [1]. En blanding av benzosyre og naftalen (Blanding 4.1, 1,05 g) ble løst i eter (50 12

14 ml) i skilletrakt (250 ml). Vann (20 ml) og Na 2 CO 3 -løsning (5 ml, 10%) ble tilsatt. Trakten ble så ristet. Når fasene hadde skilt seg ble vannfasen tappet over på en erlenmeyerkolbe (100 ml). Ekstraksjonen ble så gjentatt en gang til. Deretter ble eterfasen rystet med en mettet N acl-løsning (20 ml) som etter skilling ble tappet av og kastet. Eterfasen ble så tappet over i en erlenmeyerkolbe (100 ml), tørket over vannfri MgSO 4 og rørt med magnetrører i 5 minutter. Løsningen ble ltrert over i rundkolbe (100 ml), og eterløsningen ble avdampet i rotavapor, dette ga produkt A. Utbyttet ble brestemt og smeltepunktet for produktet ble målt med smeltepunktapparat #2. Vannfasene fra første ekstraksjon ble så tilsatt HCl (1 M) til ph < 2 og ekstrahert med eter (3 15 ml). Eterfasene fra ekstraheringen ble så ristet med mettet NaCl-løsning (20 ml), tørket over vannfri MgSO 4 (ca. 1,5 teskjeer) og rørt på magnetrører i 5 minutter. Deretter ble løsningen ltrert over i en rundkolbe og avdampet i rotavapor, dette ga produkt B. Etter lufttørking ble utbytte bestemt og smeltepunktet for produktet ble bestemt med smeltepunkapparat # Resultater Se ytskjemaer i vedlegg A og B. Resultater er vist i Tabell 2. Tabell 2: Resultater Produkt Vekt [g] Utbytte [%] Smeltepunkt 1 [ C] Smeltepunkt 2 [ C] (A) 0, , 1 79, 0 82, 3 79, 1 82, 3 (B) 0, , 5 119, 6 123, , Diskusjon Ser ut ifra smeltepunktene i Tabell 2 at produkt A var naftalen og produkt B var benzosyre, da intervallene stemmer meget godt overens med tabellene fra litteraturen, oppitt i Tabell 1. En annen måte man kan se det på, er at når eterløsningen ble ekstrahert med vann og Na 2 CO 3 (som er basisk), gikk benzosyre over på ioneform, og var dermed løselig i vann, men ikke lenger i eten. Dermed var det, etter første ekstrahering, naftalen i eterfasen som produkt A ble framstilt fra, og benzosyreioner ( C 7 H 5 O2 ) i vannløsningen som produkt B ble fremstilt fra. Det unaturlig høye beregnede utbyttet kommer trolig av at det ble brukt en dårlig vekt til å veie ut Blanding 4.1. Vekten stabiliserte seg aldri, og varierte med opp til ±0, 2 g. Det burde altså ha blitt brukt en bedre vekt til å veie utgangsstoene. En annen mulig årsak er urenheter, men da man kom fram til så 13

15 like mengder for både produkt A og produkt B (1, 4% forskjell) er dette mindre sannsynlig, men har trolig også bidratt litt, sammen med løsemiddelrester som ikke var dampet helt av. Trondheim, , 3.6 Litteraturliste [1] Laboratorieeksperimenter i Organisk Kjemi, Per Carlsen [2] SI Chemical data, 6th edition, Gordon Aylward & Tristan Findlay 3.7 Vedleggsliste A Flytskjema, Del 1 B Flytskjema, Del 2 14

16 Eksperiment 4 Reuks: Fremstilling av aniler 19. oktober Formål Salisylaldehyd skal kondenseres med anilin for å danne salisyldenanilin. 4.2 Reaksjon Totalreaksjon Figur 1: Totalreaksjon 15

17 4.2.2 Reaksjonsmekanisme Figur 2: Reaksjonsmekanisme Fysikalske data Forbindelse Tabell 1: Fysikalske data [3] M [g/mol] t b [ C] t m [ C] [ ] g/cm 3 Salisylaldehyd 122, , 17 Anilin 93, , 2 1, 021 Salisyldenanilin 197, Eksperimentelt Anilin (1,08 ml), salisylaldehyd (1,68 ml) og etanol (20 ml, 96%) ble overført til en rundkolbe (100 ml). Koksteiner ble tilsatt og løsningen ble kokt med tilbakeløb i 30 minutter. Løsningen ble deretter overført til en erlenmeyerkolbe (100 ml) og tilsatt vann til løsningen ble blakket før den ble satt til kjøling 16

18 til romtemp. Løsningen ble deretter vakuumltrert büchnertrakt og vasket med iskald etanol (10 ml). Krystallene ble omkrystallisert fra etanol (5 ml, 96%). Utbytte ble bestemt og smeltepunktet bestemt med smeltepunktapparat #1, og krystallene ble overført til et prøveglass og senket ned i ytende nitrogen. 4.4 Resultater Tabell 2: Resultater Forbindelse m [g] n [mol] Utbytte [%] t m 1 [ C] t m 2 [ C] Salisyldenanilin 0,0991 5, , 33 48, 1 49, 3 48, 1 49, 3 Oppvarming: Ingen endring. Nedkjøling: Krystallene ble lysere. 4.5 Diskusjon Når forbindelsen skulle rekrystalliseres ble det ikke skrapt i glasset før siste ltrering. Dette førte til at det var svært lite krystaller i løsningen når den ble helt i büchnertrakten, men med en gang den tra lteret ble det dannet krystaller, de este av dem på undersiden av lteret og på veggene i trakten under, men en del rant også ned i kolben under. Dette er hovedgrunnen til det svært lave utbyttet, da relativt få av krystallene ble overført fra lteret og veggene på trakten. At krystallene i hovedsak stammer fra veggene på trakten som ikke var godt rengjort har trolig også bidratt til å senke smelteintervallet, som er noe lavere enn det man nner i litteraturen (se Tabell 1). Det at krystallene skiftet farge (ble lysere) når de ble nedkjølt indikerer at de er termokrome. Trondheim, , 4.6 Litteraturliste [1] Laboratorieeksperimenter i Organisk Kjemi, Per Carlsen [2] SI Chemical data, 6th edition, Gordon Aylward & Tristan Findlay [3] Reaxys 17

19 Eksperiment 5 Alkylhalider: S N 1 og S N 2 reaktivitet 25. oktober Formål Hvordan reaktiviteten til nukleole substitusjoner avhenger av de strukturelle egenskapene hos alkylhalider og nukleoler skal belyses. 5.2 Reaksjon Reaksjonsmekanismer S N 2 Figur 1 viser reaksjonsmekanismen for en S N 2 reaksjon. Figur 1: S N 2 reaksjon 18

20 S N 1 Figur 2 viser reaksjonsmekanismen for en S N 1 reaksjon. Figur 2: S N 1 reaksjon Reaksjonslikninger S N 2 reaksjoner Tabell 1 viser reaksjonslikninger for S N 2 reaksjonene. Reaksjon # Tabell 1: S N 2 reaksjoner Reaksjon 1.1, 2.1, 3.1, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 CH 3 (CH 2 ) 3 Br + NaI Aceton CH 3 (CH 2 ) 3 I + NaBr 1.2 CH 3 CH 2 CH (CH 3 ) Br + NaI Aceton CH 3 CH 2 CH (CH 3 ) I + NaBr 1.3 C (CH 3 ) 3 Br + NaI Aceton C (CH 3 ) 3 I + NaBr 2.2 CH 3 C (CH 3 ) 2 CH 2 Br + NaI Aceton CH 3 C (CH 3 ) 2 CH 2 I + NaBr 3.2 CH 3 (CH 2 ) 3 Cl + NaI Aceton CH 3 (CH 2 ) 3 I + NaCl S N 1 reaksjoner Tabell 2 viser reaksjonslikninger for S N 1 reaksjonene. Reaksjon # Tabell 2: S N 1 reaksjoner Reaksjon 1.1 Br(CH 2 ) 3 CH 3 + AgNO 3 + EtOH CH 2 (O (CH 2 CH 3 )) CH 2 CH 2 CH 3 + AgBr + HNO CH 3 CH 2 CH(Br)CH 3 + AgNO 3 + EtOH CH 3 CH (O (CH 2 CH 3 )) CH 2 CH 3 + AgBr + HNO 3 1.3, 2.1 CH 3 C(CH 3 )(Br)CH 3 + AgNO 3 + EtOH CH 3 C (O (CH 2 CH 3 )) (CH 3 )CH 3 + AgBr + HNO CH 3 C(CH 3 )(Cl)CH 3 + AgNO 3 + EtOH CH 3 C (O (CH 2 CH 3 )) (CH 3 )CH 3 + AgCl + HNO 3 19

21 5.2.3 Fysikalske data Tabell 1 viser fysikalske data [1]. Tabell 3: Fysikalske data Forbindelse M [ ] g mol ρ [ ] g ml t m [ C] t b [ C] Bytylbromid 137,02 1, sec-butylbromid 137,03 1, tert-butylbromid 137,02 1, neopentylbromid 151,05 1, tert-butylklorid 92,57 0, Eksperimentelt Eksperimentet ble utført som beskrevet i labheftet [2] S N 2-reaksjoner Eekten av strukturen til alkylhalidet Det ble tilsatt NaI i aceton løsning (5 ml, 15%) til hvert av tre preparatglass. I det første ble tilsatt butylbromid (4 dråper), i det andre sec-butylbromid (5 dråper) og i det tredje tert-butylbromid (4 dråper). Glassene ble lukket, ristet og satt til sides Steriske eekter Det ble tilsatt NaI i aceton løsning (5 ml, 15%) til hvert av to preparatglass. I det første ble tilsatt butylbromid (5 dråper), i det andre ble det tilsatt neopentylbromid (5 dråper). Glassene ble lukket og ristet Eekten av utgående gruppe Det ble tilsatt NaI i aceton løsning (5 ml, 15%) til hvert av to preparatglass. I det første ble tilsatt butylbromid (5 dråper), i det andre ble det tilsatt butylklorid (5 dråper). Glassene ble lukket og ristet Belysning av hastighetsuttrykk Det ble tilsatt NaI i aceton løsning (5 ml, 15%) til hvert av to preparatglass. I det første ble tilsatt butylbromid i aceton løsning (2 ml, 0,1 M), i det andre 20

22 ble det tilsatt butylbromid i aceton løsning (2 ml, 0,2 M). Glassene ble lukket og ristet. Det ble tilsatt butylbromid i aceton løsning (5 ml, 1 M) til hvert av to preparatglass. I det første ble det tilsatt NaI i aceton løsning (5 ml, 7,5%), i det andre NaI i aceton løsning (5 ml, 15%). Glassene ble lukket og ristet S N 1-reaksjoner Eekten av strukturen til alkylhalidet Det ble tilsatt AgNO 3 i absolutt etanol løsning (5 ml, 0,1 M) til hvert av tre preparatglass. I det første ble tilsatt butylbromid (4 dråper), i det andre secbutylbromid (5 dråper) og i det tredje tert-butylbromid (4 dråper). Glassene ble lukket og ristet kontinuerlig Eekten av utgående gruppe Det ble tilsatt AgNO 3 i absolutt etanol løsning (5 ml, 0,1 M) til hvert av to preparatglass. I det første glasset ble det tilsatt tert-butylbromid (4 dråper), i det andre tert-butylklorid (4 dråper). Glassene ble lukket og ristet kontinuerlig Belysning av hastighetsuttrykk Det ble tilsatt tert-butylklorid i etanol løsning (5 ml, 0,1 M) til et preparatglass. Til et annet ble det tilsatt tert-butylklorid i etanol løsning (5 ml, 0,2M). Det ble tilsatt AgNO 3 i absolutt etanol løsning (2 ml, 0,1 M) i begge glassene samtidig. Det ble tilsatt AgNO 3 i absolutt etanol løsning (4 ml, 0,1 M). Til et annet ble det tilsatt AgNO 3 i absolutt etanol løsning (2 ml, 0,1 M) og absolutt etanol (2 ml). Det ble tilsatt tert-butylklorid i etanol løsning (2 ml, 0,1 M) i begge glassene samtidig. 21

23 5.4 Resultater Tabell 2 viser resultater fra eksperimentet. Tabell 4: Resultater Preparat Observasjon Hvitt bunnfall (BF) etter 5 min Ingen reaksjon Ingen reaksjon Hvitt BF etter 3 min Ingen reaksjon Rødt BF etter 4 min Ingen reaksjon Ingen reaksjon Hvitt BF etter 3 min Hvitt BF etter 20 sek Hvitt BF etter 15 sek. [3] Svak blakking, langsom [3] Gråblå, litt rask [3] Grønnhvitt BF, rask [3] BF, rask [3] BF, saktere enn S N men rask [3] Blakking [3] [3] Mye BF, rask [3] Mindre BF, tregere enn Nummereringen er den samme som under Eksperimentelt, men uten 5.3. foran og med preparatglass nummer etter. 5.5 Diskusjon S N 2 reaksjoner Resultatene av 1.1 i Tabell 4 viser at butylbromid reagerer raskere med NaI i aceton enn sec-butylbromid og tert-butylbromid. Det er ikke mulig å si noe om hvilket som reagerte langsomest, da det ikke ble noen synlig reaksjon i andre glass enn i i del 1.1. Primære alkylhalider gir altså høyere reaksjonshastghet enn sekundære og tertiære alkylhalider i en S N 2 reaksjon. Resultatene av 1.2 i Tabell 4 viser at at butylbromid reagerte raskere med NaI enn neopentylbromid. Dette er fordi Br-atomet stikker mere ut fra resten av atomene i molekylet i det lange, rette butylbromidmolekylet (Figur 5), mens 22

24 det i neopentylbromidmolekylet (Figur 6) er vanskelig å nå, grunnet alle hydrogenatomene som omgir det Figur 3: Butylbromid Figur 4: Neopentylbromid Resultatene av 1.3 i Tabell 4 viser at butylbromid reagerer raskere enn butylklorid med NaI. Dette er fordi Cl er mere elektronegativ, og dermed holder sterkere på elektronene sine, slik at det blir vanskeligere for I å gå inn. Reaksjonsfarten for en S N 2 reaksjon vil altså være høyest for alkyler med de minst elektronegative halogenene og lavest for de mest elektronegative. Resultat og i Tabell 4 viser at en dobling av konsentrasjonen til butylbromid ga høyere reaksjonsfart, mens en dobling av konsentrasjonen til NaI ikke ga et tydelig utslag (det var vanskelig å tilsette reagensene helt samtidig, det ble tilsatt i litt før). Ser altså at reaksjonsfarten til en S N 2 reaksjon avhenger av strukturen til alkylhalidet, hvilket halogen som er bundet til alkylet samt konsentrasjonen avalkylhalidet S N 1 reaksjoner Resultatene av 2.1 i Tabell 4 viser at tert-butylbromid gir høyest reaksjonsfart med AgNO 3 i etanol, mens butylbromid r lavest reaksjonsfart. Resultatene av 2.2 i Tabell 4 viser at tert-butylbromid gir høyere reaksjonsfart enn tert-butylklorid med AgNO 3 i etanol. Årsaken er den samme som for tilsvarende resultater i S N 2 reaksjonene. Resultatene av 2.3 i Tabell 4 viser at en dobling av konsentrasjonen til tertbutylklorid ikke gir en observerbar økning i reaksjonsfart; begge blakkes umiddelbart, mens en dobling av konsentrasjonen til AgNO 3 gir en lavere reaksjonshastighet. Trondheim, , 23

25 5.6 Litteraturliste [1] [2] Laboratorieeksperimenter i Organisk Kjemi, Per Carlsen [3] Resultater / forsøksdata for enkel destillasjon stammer fra forsøket utført av Christine Blom. 24

26 Eksperiment 6 Nitrering: Syntese av en fotokrom forbindelse 26. oktober Formål 2-(2',4'-dinitrobenzyl)pyridin skal fremstilles ved nitrering av 2-benzylpyridin og 2-(2',4'-dinitrobenzyl)pyridins fotokromo egenskaper skal undersøkes. 6.2 Reaksjon Totalreaksjon Figur 1 viser totalreaksjonen som forgår i dette eksperimentet. Figur 1: Totalreaksjon 25

27 6.2.2 Reaksjonsmekanisme Figur 2 viser reaksjonsmekanismen. Figur 2: Reaksjonsmekanisme 26

28 6.2.3 Fysikalske data Tabell 1 viser fysikalske data. Forbindelse Tabell 1: Fysikalske data M [ ] g mol ρ [ ] g ml t m [ C] t b [ C] 2-benzylpyridin [1] 169,23 1, Kons. Svovelsyre [2] 98,08 1, Rykende Salpetersyre [2] 63,01 1, (2',4'-dinitrobenzyl)pyridin [3] 259,21 1, ,8 6.3 Eksperimentelt Konsentrert svovelsyre (10 ml) ble overført til en erlenmeyerkolbe (50 ml), plassert i isbad og kjølt ned til ca. 5 C. 2-benzylpyridin (1,6 ml) ble tilsatt dråpevis under røring, temp. ble holdt under 10 C. Salpetersyre (2 ml) ble tilsatt over 4 minutter under røring. Blandginen ble varmet opp til ca. 80 C i 30 min. Knust is (75 g) og blandingen ble overført til en erlenmeyerkolbe (300 ml), og kolben blandingen ble varmet opp i ble skylt med vann (20 ml) som også ble overført til den nye kolben. Kolben ble plassert i et isbad og NH 3 løsning (25%) ble tilsatt forsiktig til ph = under røring. Kolben ble tatt ut av isbadet, eter (150 ml) ble tilsatt og løsningen ble rørt i 10 min. Fasene ble skilt i en skilletrakt. Eterfasen ble tørket over ca. 3g vannfri MgSO 4. Løsningen ble ltrert over til en rundkolbe (100 ml) og løsemiddelet avdampet på rotavapor. Produktet ble omkrystallisert fra etanol og vakuumltrert på büchnertrakt. Utbytte og smeltepunkt ble bestemt. Krystallene ble overført til to preparatglass, det ene ble plassert i et vindu, det andre i en sku. 6.4 Resultater Tabell 2 viser resultater fra eksperimentet. Tabell 2: Resultater Produkt tilst. m [g] Utbytte [%] t m [ C] 1 t m [ C] 2 Før rekryst. 0, ,1 - - Rekrystallisert 0,1188 4,57 87,9-91,2 88,3-91,1 27

29 6.5 Diskusjon Det lave utbyttet før rekrystallisering skyldes trolig en eksperimentell feil, sannsynligvis tilsetting av for mye syre; det ble brukt nærmere 150 ml NH 3 for å nå riktig ph, som er mye mer enn mengden brukt av andre som utførte forsøket (25-50 ml). Dette tyder på at det har blitt gjort en feil i løpet av forsøket. Det ble i tillegg dannet store klumper i løsningen under tilsettingen av NH 3 som ikke ble løst, og dermed ikke kom med videre til ekstrahering. Tapet etter rekrystalliseringen skyldes primært mekanisk tap i overføringene. At smeltepunktet er ganske lavt i forhold til verdien i Tabell 1 skyldes trolig urenheter, og kan også være relatert til den samme feilen som førte til at man måtte tilsette veldig store mengder NH 3. Trondheim, , 6.6 Litteraturliste [1] ce98b72894f [2] [3] 9bdd-39eaeb162e97 28

30 Eksperiment 7 Hydrering av alkener: Syntese av norborneol fra norbornen. Sublimasjon 1. november Formål I dette eksperimentet skal norborneol fremstilles ved hydrering av norbornen med svovelsyre som katalysator 7.2 Reaksjon og teori Teori I reaksjonen brukes en syre som katalysator. H 3 O + -ionene protonerer dobbeltbindingen og gir et karbeniumion som reagerer videre med et H 2 O-molkyl og danner alkoholen. Reaksjonen forbruker vann som derfor tilsettes i overskudd. Sublimering brukes fordi det gir meget rene produkter med svært lite løsemiddelrester Totalreaksjon Figur 1 viser totalreaksjonen. 29

31 Figur 1: Reaksjon Reaksjonsmekanisme Figur 2 viser reaksjonsmekanismen. Figur 2: Reaksjonsmekanisme Fysikalske data Tabell 1 viser fysikalske data fra litteratur. Forbindelse Tabell 1: Fysikalske data M [ ] g mol ρ [ ] g ml t m [ C] t b [ C] Norbornen [1] 94,15 0, H 2 SO 4 (kons.) [2] 98,08 1, Metylenklorid [1] 84,93 1, ,9 exo-norborneol [3] 112,17 [2] [3] - endo-norborneol 112,17 [2] [3] Eksperimentelt Vann (2 ml) ble anbragt i en erlenmeyerkolbe (50 ml) og kjølt ned i isbad før konsentrert svovelsyre (4 ml) ble tilsatt. Norbornen (0,9852 g) ble tilsatt og 30

32 blandingen ble rørt i 15 minutter ved romtemp. Videre ble kolben kjølt ned i isbad og NaOH-løsning (23 ml, 6 M) ble tilsatt. Kolben ble tatt ut av isbadet, og etter fem minutter ble innholdet ekstrahert med metylenklorid (100 ml). Ekstraksjon med metylenklorid (50 ml) ble gjentatt to ganger. Den organiske fasen ble vasket med mettet NaCl-løsning og tørket over MgSO 4 før løsningsmiddelet ble avdampet med rotavapor. Utbyttet ble bestemt. Produktet ble sublimert, utbytte ble bestemt og smeltepunkt ble forsøkt bestemt. Produktet ble fordelt på to begerglass (50 ml). Bromløsning (4 dråper, 1M) ble tilsatt til det ene glasset, Jones reagens (1 dråpe) ble tilsatt til det andre. 7.4 Resultater Tabell 2 viser resultater fra eksperimentet. Tabell 2: Resultater Forbindelse m [g] n [mol] Utbytte [%] t sub,1 [ C] t sub,2 [ C] Br-løsning Jones-reagens Råprodukt 0,2475 0, , Sublimert 0,0312 0,0003 2, , 8 120, 5 122, 0 123, 5 Ingen reaksjon Grønnfarging 7.5 Diskusjon Det lave utbyttet for råproduktet var primært grunnet mekanisk tap fra støtkoking i rotavapor. Det lave utbyttet for den sublimerte var primært grunnet problemer med å overføre råprodukt fra rundkolbe til sugekolbe før sublimering. Produktet smeltet ikke, det sublimerte. At det observeres to forskjellige sublimasjonsintervaller skyldes trolig at produktet er en blanding av exo-norborneol og endo-norborneol som har forskjellige smeltepunkter (se Tabell 1). At det målte sublimasjonspunktet er lavt i forhold til verdiene i litteraturen (Tabell 1) skyldes at det er en blanding av to isomerer, og trolig også urenheter. Ingen reaksjon tyder på at det ikke er betydelige mengder norbornen (eller andre forbindelser med dobbeltbinding) til stede i produktet. Grønnfarging med Jonesreagens viser at det er -OH grupper til stede i produktet. Trondheim, , 7.6 Litteraturliste [1] 31

33 [2] [3] Laboratorieeksperimenter i Organisk Kjemi, Per Carlsen 32

34 Eksperiment 8 Etersyntese: Alkylering av Paracetamol til Phenacetin 2. november Formål I dette eksperimentet skal gjennomføres en Williamson etersyntese, i hvilken den fenoliske OH gruppe i Paracetamol alkyleres med etyljodid med dannelse av Phenacetin. 8.2 Reaksjon og teori Teori Reaksjonen i dette forsøket er en S N 2 reaksjon der det sure protonet i paracetamol opptas av et CO 2 3 -ion og en etylgruppe fra butanon hopper inn. TLC-analyse virker ved at forskjellige forbindelser har forskjellig anitet til den mobile fasen (løsemiddelet) og den stasjonære fasen (TLC-platen). Forbindelser som løses bedre i løsemiddelet vil derfor krype raskere opp TLC-platen Totalreaksjonslikning Figur 1 viser reaksjonsligningen for totalreaksjonen som skjer i forsøket. 33

35 Figur 1: Reaksjonslikning Reaksjonsmekanisme Figur 2 viser reaksjonsmekanismen for reaksjonen som skjer i forsøket. Figur 2: Reaksjonsmekanisme 34

36 8.2.4 Fysikalske data Tabell 1 viser fysikalske data fra litteratur. Tabell 1: Fysikalske data Forbindelse M [ ] g mol ρ [ ] g ml t b [ C] t m [ C] [g] [ml] [mol] Paracetamol 151,16 1, ,5-0,0033 K 2 CO 3 138,2 2, ,5-0,0036 Butanon 72,1 0, , ,0558 Etyljodid 155,97 1, ,581 0,3 0, Eksperimentelt Det ble veid ut Paracet pulver (Weifa) (0,5 g, 0,0033 mol) i en rundkolbe (25 ml), sammen med kaliumkarbonat (0,5 g, 0,0036 mol) og derpå tilsatt 5 ml butanon, som var løsemidlet for reaksjonen. I kolben ble tilsatt en røremagnet, og rundkolben ble plassert i et oljebad. Med grundig røring ble reksjonsblandingen varmet til reuks i 1 time. Derpå ble reaksjonsblandingen avkjølt til rom temperatur og det ble tilsatt 5 ml vann. Med en pipette skilles løsningen fra det faste bunnfaldet, som ble vaskes med ytterligere 4 x 1 ml TBME. Vannfasen ble skilt fra den organiske fasen med samme pipetteteknikk, og derpå ekstrahert med TMBE, (4 ganger med 2-3 ml). De samlede organiske fasene ble ekstrahert 2 ganger med 2-3 ml 5 % NaOH-løsning. De kombinerte organisk fasene ble rystet med mettet NaCl-løsning og tørket over vannfri magnesiumsulfat, ltrert gjennom en glasspipette med en glassullspropp og derpå inndampet på rotavapor. Dette resulterende hvite produktet ble deretter omkrystallisert fra etylacetat (1,2 ml). Etter ltrering og lufttørking ble det ønskede produktet, Phenacetin, isolert som et hvitt krystallinsk sto, (0,1891 g, 1,06 mmol, 31,98%), med smeltepunkt 134,9 C. De kombinerte vannfasene ble deretter surgjort med en 6 M HCl løsning. Det ble foretatt TLC-analyse av de isolerte produktene. Som elueringsmiddel ble benyttet etylacetat TLC analyse 35

37 I den utførte analysen ble en plate tilnærmet lik den til venstre: råproduktet og det omkrystalliserte produktet krøp begge 3 cm, tablettekstraktet krøp 2,6 cm. Det gir R f verdier på henholdsvis 0,357 og 0, Test analyse med Fe(III)-klorid Fe(III)-klorid løsningen med litt av en paracettablett i ble blågrå. Den andre ga ingen reaksjon. 8.4 Resultater Produkt Phenacetin Smeltepunkt, råprodukt (130,9-134,0) C. Smeltepunkt, omkrystallisert (133,2-136,5) C (Litt. 134,5 C) Tabell 2: Utbytte av Phenacetin Utbytte mmol Gram % Teoretisk 3,3 0, Funnet 1,1 0, , Diskusjon Det brede smelteintervallet for råproduktet tyder på mye urenheter. Det langt smalere smelteintervallet rundt litteraturverdien for det omkrystalliserte produktet tyder på et ganske rent produkt. Det lave utbyttet er hovedsakelig forårsaket av mekanisk tap. Trondheim, , 36

38 Eksperiment 9 Oksidasjon av isoborneol til kamfer 8. november Formål Formålet med dette eksperimentet er å oksidere Isobornol til Kamfer. Som oksidasjons-middel benyttes natriumhypokloritt. Produktet skal analyseres med TLC-analyse og skal opprenses ved sublimasjon. 9.2 Reaksjon og teori Teori Isoborneol løses i eddiksyre fordi det erhocl (et meget sterkt oksidasjonsmiddel), ikke N aclo som deltar i reaksjonen og oksiderer OH-gruppen til isoborneol. Man bruker derfor eddiksyre for å få dannet mere HOCl, slik at reksjonshastigheten øker. 2-4-dinitrofenylhydrazin reagens tilsettes for å påvise korbonylgruppen i kamfer. Positiv test indikeres av rødt/orange-rødt bunnfall. 37

39 9.2.2 Totalreaksjon Figur 1 viser totalreaksjonen. Figur 1: Totalreaskjon Reaksjonsmekanisme Figur 2 viser reaksjonsmekanismen [2]. Figur 2: Reaksjonsmekanisme 38

40 9.2.4 Fysikalske data Tabell 1 viser fysikalske data fra litteraturen. Forbindelse M [ g ] mol Tabell 1: Fysikalske data [1] ρ [ g ] t ml m [ C] t b [ C] m [g] V [ml] n [mol] Isoborneol 154, (subl.) - 0,9707-0, Kamfer 152, Natriumhypokloritt (10-15%) 74,44 1, ,75 5,6-2-4-dinitrofenylhydrazin 198, Eksperimentelt I en 100 ml Erlenmeyerkolbe med røremagnet og termometer ble tilsatt en løsning av 0,9707 g Isobornol i 10 ml konsentrert eddiksyre, som ble avkjølet til ca. 15 oc i et isbad. Blandingen ble rørt og med en pipette ble det dråpevis tilsatt 5.6 ml av en 12 % natriumhypokloritt løsning. Reagenset ble tilsatt med en slik hastighet at temperaturen ikke på noe tidspunkt oversteg 30 oc. Etter endt tilsetning ble reaksjonsblandingen rørt i ytterligere 25 min. Opparbeiding skjedde ved først å tilsette 50 ml vann og overføre denne blandingen til en skilletrakt. Det ble ekstrahert med 3 x 50 ml ether. Etherfasen ble derpå vasket med 5 x 15 ml vann, 1 x 10 ml 6 M NaOH løsning derpå med 2 x 15 ml vann. ph av den siste vaskefase var ca. 7. Til slutt ble eterfasen vasket med 15 ml mettet NaCl-løsning. Etherfasen ble tørket over vannfri magnesiumsulfat, ltrert og inndampet på rotorvapor. Dette ga 0,8900 g råprodukt som var et fast hvitt sto. Derpå ble råproduktet anbrakt i et sublimasjonsapparat, hvor kaldngeren var fylt med is / vann. Apparatet ble derpå forsiktig ble varmet opp på en varmeplate. Produktet sublimerte over på kaldngeren. Produktet ble deretter skrapet av kaldngeren. Dette ga 0,3739 g sublimert. Produktet oppbevares i et lukket glass, da det lett sublimerer. 9.4 Resultater Utbytte Tabell 2 viser resultater fra eksperimentet. Tabell 2: Resultater Utbytte n [mmol] m [g] % Teoretisk 0, , Råprodukt 0, , ,9 Sublimert 0, , ,0 39

41 9.4.2 Test-reaksjoner Det ble gjort kjemisk test for keton/aldehydgrupper med 2,4-dinitrofenylhydrazin: Ca. 20 mg av produktet ble løst i ca 2 ml etanol. Til denne løsning ble tilsatt 2 ml av 2,4-dinitrofenylhydrazin-reagenset. Figur 3: Testreaksjon med kamfer og 2,4-dinitrofenylhydrazin-reagens Reaksjon: Det ble dannet et tykt gult bunnfall av det tilsvarende 2,4-dinitrofenylhydrazon. Det samme skjedde når den samme reaksjon ble utført med Aceton i stedet for med Kamfer. Figur 4: Testreaksjon med aceton og 2,4-dinitrofenylhydrazin-reagens 9.5 Diskusjon Det tykke gule bunnfallet som ble dannet når produktet reagerte med 2,4- dinitrofenylhydrazin-reagens indikerer at det var en karbonyl-gruppe tilstede i produktet som ble dannet. Avvik fra teoretisk utbytte skyldes primært mekanisk tap i overføringer. Sublimering til omgivelser kan også ha hatt en viss innvirkning. Trondheim, , Einar Baumann 9.6 Litteraturliste [1] [2] 40

42 Eksperiment 10 Aldolkondensasjon: Syntese av tetrafenylsyklopentadienon 9. november Formål Tetrafenylsyklopentadienon skal fremstilles ved kondensasjon mellom benzil og dibenzyl-keton (1,3-difenylaceton) Reaksjon og teori Teori Aldolkonsensasjon er en kondensasjonsreaksjon mellom ketoner eller aldehyder og deres enolat. En base tilsettes (her KOH) fordi hydroksidioner fungerer som katalysator i reaksjonen (se Figur 2). 41

43 Totalreaksjon Figur 1 viser totalreaksjonen som foregår i eksperimentet. Figur 1: Reaksjon Reaksjonsmekanisme Figur 2 viser reaksjonsmekanismen for syntesen av tetrafenylsyklopentadienon. Figur 2: Reaksjonsmekanisme 42

44 Fysikalske data Tabell 1 viser fysikalske data fra litteratur. Tabell 1: Fysikalske data [1] Forbindelse M [ ] g mol t m [ C] Benzil 210, Dibenzylketon 210, Tetrafenylsyklopentadienon 384, Eksperimentelt Benzil (2,3 g), 1,3-difenylaceton (2,3 g), etanol (96%, 40 ml) og KOH (0,3 g) ble anført i en rundkolbe (100 ml) og kokt med tilbakeløp under omrøring i 15 minutter. Blandingen ble kjølt ned og de dannede krystallene vakuumltrert på büchnertrakt. Krystallene ble så vasket med vann (25 ml) og etanol (96%, 20 ml). Produktet ble lufttørket og utbytte bestemt før det ble omkrystallisert fra etanol (85 ml) og vasket med etanol (5 ml). Utbytte og smeltepunkt ble bestemt Resultater Tabell 2 viser resultater fra eksperimentet. Tabell 2: Resultater Produkt tilst. m [g] Utbytte [%] t m (1) [ C] Råprodukt 3,482 83,1 - Rekrystallisert 2,400 68, , Diskusjon Avvik fra optimalt utbytte skyldes mekanisk tap. At smeltepunktsintervallet som ble funnet i eksperimentet (Tabell 2) var høyere en det som var oppgitt i litteraturen (Tabell 1) skyldes trolig unøyaktigheter i apparatet for smeltepunktsbestemmesle ved høye temperaturer, da det er svært uvanlig å få smeltepunkter som er høyere enn litterturverdier for det rene stoet, ettersom urenheter normalt vil føre til lavere smeltepunkt. Trondheim, , Einar Baumann 43

45 10.6 Litteraturliste [1] 44

46 Eksperiment 11 Grignard reaksjon: Syntese av trifenylmetanol 16. november Formål Fenylmagnesiumjodid (et Grignardreagens) skal fremstilles og reageres med etylbenzoat for å danne trifenylmetanol Reaksjon og teori Teori [1] I dette eksperimentet benyttes en Grignardreagens. Grignarreagenser er organometalliske forbindelser som dannes ved å reagere et metall (her magnesium) med for eksempel et alkylhalid (her brombenzen). Reagensen framstilles i eterløsning (her dietyleter) fordi eter stabiliserer produktet ved kompleksering. Man må unngå å få vann inn i systemet, da Grignardreagenser er svært sterke baser som vil reagere med selv svake syrer som for eksempel vann og alkohol og bli destruert. Saltsyre tilsettes for å få dannet alkoholgruppen på molekylet (se siste ledd i reaksjonsmekanismen, Figur 2). 45

47 Totalreaksjon Figur 1 viser totalreaksjonen i eksperimentet: Figur 1: Totalreaksjon Reaksjonsmekanisme Figur 2 viser reaksjonsmekanismen til reaksjonene som foregår i eksperimentet Figur 2: Reaksjonsmekanisme 46

48 Fysikalske data Tabell 1 viser fysikalske data fra litteratur Tabell 1: Fysikalske data [2] Forbindelse M [ g /mol] t m [ C] t b [ C] ρ [ g /ml] Magnesium 24, ,74 Etylbenzoat 150, ,045 Brombenzen 157, ,491 Trifenylmetanol 260, Eksperimentelt Magnesiumspon (0,96 g) og eter (5 ml) ble anført i en 2-halset rundkolbe (100 ml), kjøler og dryppetrakt ble påmontert og innholdet ble rørt i cirka ett minutt. Brombenzen (4,63 g) og dietyleter (20 ml) ble blandet dryppetrakten og ca. 1 ml av løsningen ble tilsatt i rundkolben sammen med noen jod krystaller. Kolben ble varmet opp med en hårføner en kort stund, før resten av innholdet i dryppetrakten ble tilsatt dråpevis over cirka 45 minutter. Reaksjonsblandingen ble deretter kokt med tilbakeløp i 15 minutter og så kjølt ned med isbad før en løsning av etylbenzoat (1,48 g) og eter (10 ml) ble tilsatt dråpevis fra dryppetrakten. Blandingen ble kokt med tilbakeløp i 30 minutter før den ble overført til en erlenmeyerkolbe med is (10 g). Saltsyre (tre dråper) ble tisatt under omrøring. Reaksjonsblandingen ble overført til en skilletrakt og vannfasen ble ekstrahert med eter (2 15 ml). De samlede eterfasene ble rystet med en mettet natriumkloridløsning og tørket over magnesiumsulfat før de ble inndampet på rotavapor. Den øverste fasen som var igjen etter inndampingen ble overført til en ny rundkolbe (25 ml) og inndampet på nytt før den ble tilsatt isopropyl alkohol (5 ml) og kjølt ned på isbad Resultater Utbytte 0 g. Tabell 2 viser smelteintervallet Tabell 2: Smelteintervall [3] # t m [ C] 1 160, 0 161, , 1 162, 0 47

49 11.5 Diskusjon Det øvre sjiktet i kolben etter første inndamping var en ukjent organisk fase som ikke ble avdampet etter den neste runden i rotavaporen. Det ble heller ikke dannet krystaller når den ble forøkt omkrystallisert med isopropyl alkohol. Ettersom reaksjonen startet etter tilsetting av jodkrystaller (det kom bobler fra magnesium-sponet) men stoppet kort tid etter, er grunnen til fraværet av utbytte sannsynligvis at det kom vann inn i systemet på et svært tidlig tidspunkt i eksperimentet. Det kan for eksempel ha vært små vannrester på innsiden av kjøler eller overganger som har rent ned i blandingen når den begynte å reuksere. Vannet vil da ha destruert Grignardreagenset slik at reaksjonen ikke kunne gå. Smelteintervallet [3] på C stemmer svært godt overens med litteraturverdiene (se Tabell 1). At det målte intevallet slutter litt under litteraturverdien skyldes trolig spor av urenheter i produktet. Trondheim, , Einar Baumann 11.6 Litteraturliste [1] Laboratorieeksperimenter i Organisk kjemi, Per Carlsen [2] [3] Smeltepunktbestemmelse utført av Anne Barsnes, på produkt framstilt av henne. 48

50 Eksperiment 12 Diels-Alder reaksjon: Heksafenylbenzen 15. november Formål Det skal utføres en Diels-Alder reaksjon mellom difenylacetylen og tetrafenylsyklopentadienon, som ble fremstillet i Eksperiment 10 - Aldolkondensasjon: Syntese av tetrafenylsyklopentadienon Reaksjon og teori Teori Diels-Alder reaksjoner er en type sykloaddisjonsreaksjon der et konjugert dien (her tetrafenylsyklopentadienon) reagerer med et alken (her difenylacetylen) og danner en seksleddet ring. Reaksjonen er stereospesikk og det dannes to nye C-C-bindinger. Diels-Alder reaksjoner er reversible, man kan altså varme opp en substituert sykloheksen og få dannet et substituert dien og et alken, dette kalles en retro Diels-Alder reaksjon. 49

51 Totalreaksjon Figur 1 viser totalreaksjonen som skjer i eksperimentet. Figur 1: Totalreaksjon Reaksjonsmekanisme Figur 2 viser reaksjonsmekanismen til reaksjonen som skjer i eksperimentet. Figur 2: Reaksjonsmekanisme Fysikalske data Tabell 1 viser fysikalske data fra litteraturen. Tabell 1: Fysikalske data Forbindelse M [ g /mol] ρ [ g /ml] t b [ C] t m [ C] m [g] V [ml] n [mol] Tetrafenylsyklopentadienon 384, ,5-0,0013 Difenylacetylen 178,23 0, ,5-0,0028 Difenyleter 170,21 1, , ,0630 Heksafenylbenzen 534, >

52 12.3 Eksperimentelt 0.5 gram, 1,3 mmol tetrafenylsyklopentadienon, som ble fremstillet i eksperiment 10, ble blandet med 0.5 g, 2,8 mmol difenylacetylen i en 25 ml rundkolbe. Kolben ble deretter anbrakt i et sannbad, som på forhånd var varmet kraftig opp. Reaksjonsblandingen ble varmet i ca. 15 min, og samtidig ble rørt jevnlig med en glasspatel. I begynnelsen var reaksjonsblandingen sterkt farget (violett), men ble med tiden til et lysebrunt fast pulver. Derpå ble kolben fjernet fra sannbadet, og det ble tilsatt 10 ml difenylether. Den resulterende blandingen ble varmet opp og rørt med en glasspatel inntil den var en homogen. Derpå ble kolben fjernet fra sannbadet og blandingen kjølet til ca. romtemperatur. Det ble tilsatt 20 ml heksan og den resulterende løsningen ble anbrakt i et isbad. Produktet felte ut av løsningen og det ble isolert på en Büchnertrakt og lufttørket. Utbytte: 0,613 g Resultater Tabell 2 viser resultatenene av det utførte eksperimentet. Tabell 2: Resultater Utbytte Gram mmol % Teoretisk 0,70 0, Funnet 0,61 0, Diskusjon Det ikke-optimale utbyttet skyldes trolig primært mekanisk tap, spesielt når produktet ble vakuumltrert. Heksafenylbenzen har en propellignende romlig struktur, der fenylgruppene er rotert cirka 65 i forhold til planet den sentrale benzenringen ligger i. Trondheim, , Einar Baumann 51