Leggere attentamente il file sulla sicurezza prima di accedere al laboratorio

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1 Didattica della Chimica organica (2 CFU, 16h) PAS/TFA A012/A ore: 4 ore Lezioni frontali: Lunedì 9 febbraio 2015, ore mercoledì 11 febbraio 2015, ore Aula A1 III piano edificio C11 12 ore Laboratorio: lunedì 16 febbraio 2015, ore martedì 17 febbraio 2015, ore mercoledìì 18 febbraio 2015, ore Lab 360 III piano edificio C11 Dipartimento di Scienze Chimiche e Farmaceutiche, via Licio Giorgieri 1 Leggere attentamente il file sulla sicurezza prima di accedere al laboratorio

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3 Struttura degli acidi carbossilici

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28 Preparazione dell acetato di isopentile (essenza di banana) H 3 C O OH H 3 C + CH H 3 C CH 2 CH 2 OH H 2 SO 4 H 3 C O CH 3 OCH 2 CH 2 CH CH 3 + H 2 O alcol isoamilico alcol isopentilico 3-metil-1-butanolo Ad una soluzione formata da 15 ml (12.2 g, moli) di alcol isopentilico in 20 ml (21 g, 0.35 moli) di acido acetico glaciale vengono aggiunti cautamente sotto agitazione 4 ml di acido solforico concentrato. Dopo aver montato il refrigerante a bolle e aggiunto alcuni boiling chips, si riscalda a riflusso per un ora. Trascorso tale tempo la miscela di reazione viene lasciata raffreddare fino a temperatura ambiente, diluita con 50 ml di acqua fredda e trasferita in imbuto separatore. Dopo vigorosa agitazione si separano le due fasi e l estere viene prima estratto con due porzioni da 20 ml di soluzione al 5% di NaHCO 3 (l aggiunta deve essere effettuata lentamente e l imbuto separatore viene tappato solo al termine dell effervescenza) e ancora con porzioni da 20 ml di acqua ciascuna fino a quando questa non risulta neutra. Nel caso si dovesse formare un emulsione aggiungere all acqua 10 ml di soluzione satura di NaCl. Dopo anidrificazione su Na 2 SO 4 anidro il residuo ottenuto viene purificato per distillazione a pressione ridotta. Calcolare la resa della reazione. Alcol isoamilico: PM 88.15, d = g/ml Acido acetico glaciale: PM 60.05, d = g/ml Acetato di isopentile: p.e. 142 C/756 mmhg

29 Cercare sul catalogo sigma-aldrich on line le schede di sicurezza (Material Safety Data Sheet) di tutte le sostanze che si useranno in laboratorio Acetic acid 3-Methyl-1-butanol Sulfuric acid Na 2 SO 4 anidro NaHCO 3 NaCl

30 1.Indicare il meccanismo per la formazione dell acetato di isopentile 2.Il metodo qui usato per favorire la formazione dell estere è l uso di un eccesso di acido acetico. Suggerire un altro metodo per ottenere il medesimo scopo, che coinvolga la parte destra dell equazione. 3.Schematizzare il processo di separazione usato per isolare l acetato di isopentile puro dalla miscela di razione. 4.Perché è più semplice eliminare l eccesso di acido acetico dalla miscela di reazione piuttosto che l eccesso di alcol isopentilico?

31 Esterificazione dell acido salicilico: Sintesi dell acido acetilsalicilico (ASPIRINA) COOH OH + acido salicilico (acido 2-idrossibenzoico) H 3 C H 3 C O O O anidride acetica H 2 SO 4 COOH OCOCH 3 acido acetilslicilico (acido 2-acetossibenzoico) + CH3 COOH acido acetico Una soluzione di acido salicilico (2.0 g, moli) in anidride acetica (3mL, 0.03 moli) ed acido solforico conc. (5 gocce) viene riscaldata a 100 C per 10 min. (refrigerante con collo ingrassato, bagno ad acqua) e quindi lasciata raffreddare a temperatura ambiente. Quando la cristallizzazione del prodotto è completa si aggiungono 50 ml di acqua ghiacciata ed il prodotto grezzo viene filtrato (su filtro Büchner), lavato più volte con acqua ghiacciata e quindi seccato all aria. Il prodotto grezzo viene quindi messo in un becker da 150 ml e ridisciolto in una soluzione satura di bicarbonato di sodio (25 ml), la miscela viene mantenuta in agitazione finchè cessa qualsiasi segno di reazione. La soluzione basica viene quindi filtrata ed aggiunta in piccole porzioni a una soluzione fredda di HCl diluito (3,5 ml di HCl conc. e 10 ml di acqua), raffreddando a 0 C agitando. Controllare che il ph sia acido. Filtrare il solido, lavarlo con poca acqua ghiacciata, seccarlo all aria e ricristallizzarlo da acetato d etile (non più di 2-3 ml). Determinare il punto di fusione. Calcolare la resa prima e dopo la cristallizzazione.

32 Acido salicilico : PM , p.f C Anidride acetica: PM , d = g/ml Acido acetil salicilico: PM , p.f C Cercare sul catalogo Sigma Aldrich le schede di sicurezza di tutti i reagenti utilizzati. Domande: 1) A cosa serve l acido solforico concentrato nella reazione di acetilazione? 2) Scrivere una possibile struttura del sottoprodotto polimerico ottenuto dalla reazione. 3) Perché il polimero non è solubile nella soluzione di bicarbonato di sodio e mentre l acido acetilsalicilico lo è?