Курсовая работа: Синтез бензальацетона

Курсовая работа: Синтез бензальацетона

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский государственный технический университет

Кафедра: «Органическая химия»

“СИНТЕЗ БЕНЗАЛЬАЦЕТОНА”

Курсовая работа

Выполнил: студент

_________________

(подпись)

Руководитель:

_________________

(подпись)

Работа защищена

“___“ __________ 2007г.

Оценка _______

Зав. кафедрой: доцент, д. х. н.

_________________

(подпись)

Самара, 2007 г.

Содержание

1. Введение....................................................................................................... 3

1.1.       Свойства бензальацетона................................................................... 3

1.2.       Применение бензальацетона.............................................................. 3

1.3.       Методика синтеза ............................................................................... 4

2.  Литературный обзор................................................................................. 5

2.2. Способы получения……..……………………………………..…………...7

2.3. Химические свойства................................................................................ 9

Выводы.......................................................................................................... 17

Список литературы....................................................................................... 18

1.  Введение

1.1.  Свойства бензальацетона[14]

Бензальацетон (метилстирилкетон) — бесцветное или светло-желтое кристаллическое вещество в виде пластинок; по запаху напоминает кумарин; растворим в спирте, эфире, хлороформе, бензоле. Вызывает раздражение кожи. Температура плав­ления 42°С; молекулярная масса 148; температура кипения 260°С; 126 °С (9 мм. рт. ст.); d1515—1,0377; пD15—1,5836.

УФ спектр (в этаноле) λмакс lg(ε): 222нм (4,08), 284 нм (4,37).

Обладает характерными для α,β-непредельных кетонов химическими свойствами.

1.2. Применение бензальацетона

Применяется в парфюмерии в незначительных количествах, главным образом для духов. Является промежуточным продуктом для получения коричной кислоты. Используется в органическом синтезе. Бензальацетон производился в СССР с 1929 года. Количественное определение бензальацетона ведется по способу Мессенгера, описанному для количественного определения ацетона[15].

1.3. Методика синтеза [14]

Реактивы. Бензальдегид свежеперегнанньй 10 мл; ацетон 20 мл; гидроксид натрия (10%-ный раствор); соляная кислота; бензол.

При работе с бензальацетоном необходимо соблюдать осторож­ность, он сильно раздражает кожу!

В стакане емкостью 100 мл, снабженном мешалкой и термометром, смешивают 20 мл ацетона (значительный избыток ацетона необходим для предотвращения образо­вания дибензальацетона), 10 мл свежеперегнанного бензальдегида и 10 мл воды. Стакан с реакционной смесью помещают в водяную баню и, поддерживая температуру смеси 25—30°С, приливают в нее при перемешивании постепенно 2,5 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия. Смесь перемешивают 2 ч при комнатной температуре. После окончания реакции конденсации к реакционной массе приливают разбавленную соляную кислоту до кис­лой реакции на лакмус и смесь переливают в делитель­ную воронку. Верхний слой — органический — в виде желтого масла отделяют от водного слоя. Водный слой переливают в маленькую делительную воронку и экстра­гируют 8 мл бензола; бензольную вытяжку соединяют с органическим слоем из смеси, объединенный органиче­ский раствор в делительной воронке промывают 5 мл воды и отделяют водный слой. Сначала отгоняют бензол на водяной бане, потом бензальацетон в вакууме. Причем первые несколько миллилитров дистиллята, имеющего зеленоватый оттенок, отделяют. Собирают фракцию с температурой кипения 148—160°С (25 мм рт. ст.), имеющую светло-желтый оттенок. Бензальацетон при стоянии кристаллизуется. Выход бензальацетона 10 г.

2. Литературный обзор.

2.1. Способы получения

Получение альдегидов и кетонов

Поскольку как альдегиды, так и кетоны содержат карбонильную группу, то многие методы их получения сходны. Наряду с этим суще­ствует ряд особых способов, пригодных для синтеза только альдегидов или только кетонов[4].

1. Окисление или дегидрирование первичных или вторичных спиртов

Важное значение имеет метод окисления по Оппенауэру (1937 г.). Он представляет собой процесс, обратный реакции вос­становления по Мейервейну — Пондорфу — Верлею, и применяется в основном для получения кетонов из вторичных спиртов. Последние вводят в реакцию с ацетоном в присутствии изопропилата или трет-бутилата алюминия.

Вначале образуется алкоголят алюминия вторичного спирта, дающий комплекс с ацетоном. Внутри последнего происходит перенос гидрид-иона от алкоксидного остатка на карбонильную группу.

Первичные спирты окисляются в альдегиды в том случае, если вместо ацетона в качестве акцептора гидрид-иона используют 1,4-бензохинон (п-хинон). В условиях реакции Оппенауэра двойные связи С=С не затрагиваются, что позволяет получать непредельные альдеги­ды и кетоны.

2. Оксосинтез (гидроформилирование, Ройлен, 1938 г.).

При температурах от 30 до 200 °С и давлении 100—400 кгс/см2 (1*1О7 до 4*107 Па) в присутствии дикобальтоктакарбонила олефины присоединяют водород и монооксид углерода с образованием альдеги­дов. Обычно получается смесь изомеров.

В определенных условиях могут получаться также и кетоны.

3. Гидратация ацетиленов.

Алкины и циклоалкины гидратируются в раз­бавленных растворах серной кислоты в присутствии сульфата ртути (II). Присоединение протекает по правилу Марковникова и приводит всегда к получению кетонов, за исключением ацетилена, который дает ацетальдегид. На первой стадии тройная связь (возможно, скомплексированная) подвергается нуклеофилыюй атаке водой с промежу­точным образованием винилового спирта, который таутомерно превра­щается в карбонильное соединение. В данном случае кето-енолъное таутомерное равновесие практически полностью сдвинуто в сторону образования альдегида или соответственно кетона.

До последнего времени гидратация ацетилена являлась важнейшим способом производства ацетальдегида.

4. Пиролиз солей карбоновых кислот (Пириа, 1856 г.).

При на­гревании кальциевых, бариевых или ториевых солей карбоновых кислот до ~300°С образуются кетоны.

Смеси таких солей с формиатами (солями муравьиной кислоты) дают альдегиды.

В промышленности исходят из самих карбоновых кислот, пары которых при 300 °С пропускают над оксидным марганцевым (II) (для альдеги­дов) или оксидными кадмиевыми(II) или ториевыми(IV) катализато­рами (для кетонов).

5. Восстановление по Розенмунду (1918 г.).

Получение альдеги­дов прямым восстановлением карбоновых кислот затруднительно, так как обычно процесс не останавливается на стадии образования альде­гида и идет дальше. По Розенмунду альдегиды получают гидрировани­ем ацихлоридов над палладием, нанесенным на сульфат бария. В целом ряде случаев катализатор дезактивируют добавками хинолина с серой или тиомочевиной для предотвращения восстановления двойной связи С=О.

6. Восстановление по Стефену (1925 г.)

При восстановлении нитрилов хлоридом олова (II) в соляной кислоте также получаются альдегиды. Промежуточно при этом образуются альдимины, частично выкристаллизовывающиеся в виде гексахлорстаннатов(IV).

В качестве восстановителя все чаще используют также алюмогидрид лития. Это соединение, однако, не следует брать в избытке, поскольку тогда альдимин будет восстанавливаться далее до амина

7. Взаимодействие сложных эфиров с реактивом Гриньяра.

Реакция эфиров муравьиной кислоты с алкил- или арилмагнийгалогенидами дает альдегиды.

Следует избегать избытка реактива Гриньяра; в противном случае образуются вторичные спирты. Поэтому на практике раствор магнийор-ганического соединения прибавляют по каплям к эфиру муравьиной кислоты. Для этих же целей можно использовать и ортоэфиры муравь­иной кислоты; в таком случае получаются ацетали, которые далее гидролизуются до альдегидов.

Из эфиров других кислот, в частности и ортоэфиров, получаются кетоны, в последнем случае промежуточно образуются кетали.

Синильная кислота или нитрилы при взаимодействии с реактивом Гриньяра также дают альдегиды или соответственно кетоны.

8. Взаимодействие ацилхлоридов с алкилкадмиевыми соедине­ниями

Диалкилкадмиевые производные используют в синтезе кетонов из ацилгалогенидов, так как в отличие от магнийорганических соединений они не реагируют с карбонильными группами. При синтезах их можно генерировать непосредственно в реакционной смеси.

9. Реакция Сомле (1913 г.).

Хлорметиларены реагируют в водноэтанольном растворе с уротропином с образованием альдегидов.

10. Реакция Этара (1877 г.)

При обработке алкиларенов хромилхлоридом в четыреххлористом углероде образуются альдегиды или кетоны. Например, толуол окисляется до бензальдегида.

Метилареиы можно также окислять действием оксида хрома (VI) в уксусном ангидриде.

11. Ацилирование по Фриделю — Крафтсу (1877 г.)

При взаимо­действии аренов с ацилгалогенидами в присутствии кислот Льюиса, таких как хлорид алюминия, получают кетоны.

Страницы: 1, 2, 3