t-butil benzene

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marco the chemistry

2014-12-30 10:53

Materiali: - t-butile cloruro - benzene - AlCl3 anidro - apparato per riflusso e distillazione frazionata Procedimento: Prima di iniziare la reazione vera e propria è bene ridistillare il cloruro di t-butile per eliminare eventuali tracce di t-butanolo derivate dalla parziale idrolisi del cloruro alchilico, questa operazione deve essere svolta soprattutto se il cloruro alchilico è un po' vecchiotto (come quello che avevo io..asd) Altre due cose da fare prima di iniziare sono 1) spostarsi all'aperto 2) assicurarsi di avere molto ghiaccio tritato pronto all'uso In un pallone da 1 litro si pongono 25g di AlCl3 anidro pesati velocemente e 100ml circa di benzene anidro, si agita per miscelare i due reagenti e si raffredda quindi la miscela eterogenea in bagno di ghiaccio e sale. Io ho usato la neve che è caduta nei giorni scorsi e sono stato anche aiutato dalle temperature invernali..asd

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Quando la miscela è ben fredda si aggiungono, a piccole porzioni, dalla sommità del condensatore a riflusso, montato sul collo del pallone, 25ml di cloruro di t-butile, le aggiunte come già detto, devono essere piccole e intervallate di un paio di minuti, durante tutto il periodo delle aggiunte si agita vigorosamente. Lentamente si svolge HCl e la miscela diventa colorata in rosso-marrone con contemporanea dissoluzione di gran parte dell'AlCl3. Terminate le aggiunte si fa riposare (fuori dal bagno di ghiaccio e sale) per un'ora circa, agitando di tanto in tanto. La miscela di reazione libera ancora un po' di HCl e il colore diventa più intenso.
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Terminato il periodo di riposo si procede al work-up, aggiungendo molto lentamente e dalla sommità del condensatore 200ml di acqua fredda. La reazione con l'AlCl3 è molto vigorosa e porta anche a ebollizione il benzene, intanto il colore rosso svanisce completamente e la fase organica diventa praticamente incolore. Terminato lo spegnimento della reazione si fa raffreddare bene la miscela bifasica e si separa la fase organica in imbuto separatore, la fase acquosa viene estratta con un poco di benzene che viene unito alla fase organica precedentemente separata. Si anidrifica con CaCl2 e si distilla via il benzene in eccesso (che viene ovviamente recuperato). Quando abbiamo eliminato tutto il solvente (la t di ebollizione arriva a circa 130°) otteniamo un liquido leggermente colorato che va frazionato, sotto i 155° non passa praticamente nulla, fino a 165° distilla qualche goccia di prodotto impuro che viene scartata, dai 165° comincia a distillare il prodotto desiderato, la maggior parte del prodotto distilla intorno a 168-169°, io mi sono fermato quando il termometro segnava 174°. Nel palloncino sono rimasti circa 15ml di liquido, composto probabilmente da prodotti di polialchilazione.
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Il prodotto purificato si presenta come un liquido incolore con un odore abbastanza marcato e che ricorda molto il lucido da scarpe ( a me piace..asd) Ho ottenuto 18,1g di prodotto puro, che corrispondono ad una resa del 60%. Il Vogel utilizzando una quantità doppia di reagenti rispetto a quella da me utilizzata ottiene una resa del 74%, ma vabbè mi accontento comunque..
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La preparazione sfrutta la reazione di Friedel Crafts, nella sua variante di alchilazione, che è quella un po' più "sporca" in quanto il prodotto di alchilazione è più reattivo del prodotto di partenza e si ha grande possibilità di poli-alchilazione, infatti i gruppi alchilici che si vanno ad introdurre sull'anello benzenico sono elettron-donatori (anche se deboli) e attivano l'anello per un'ulteriore addizione di elettrofili. Il gruppo t-butile per fortuna è grosso e inibisce un po' l'ulteriore alchilazione per effetto sterico, l'unica posizione raggiungibile è quella in para rispetto al primo gruppo). Nonostante il problema sopra spiegato sono riuscito ad ottenere una buona quantità di prodotto, grazie anche al controllo della temperatura. Non ho riscontrato la presenza di t-butile cloruro non reagito durante la distillazione del benzene (non c'era nulla che bolliva sotto gli 80°). In tempi brevi spero di riuscire a preparare anche il t-amil benzene

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fosgene

2014-12-30 11:37

É bello leggere sintesi che trattano reazioni studiate a scuola asd

marco the chemistry

2015-01-01 16:43

Oggi ho provato a preparare il t-amilbenzene applicando due importanti varianti alla procedura sopra esposta, per vedere come la temperatura e la purezza del cloruro alchilico influenzano la reazione.

Questa volta ho utilizzato del t-amil cloruro (25ml) di circa un anno e durante le aggiunte non ho raffreddato, la temperatura della miscela di reazione non è aumentata molto, siamo arrivati a circa 20°. Dopo il work up e l'eliminazione del benzene in eccesso ho ottenuto un liquido nero impenetrabile che ho sottoposto a frazionamento. tra 185° e 195° ho raccolto il t-amilbenzene come liquido incolore aromatico. Ho ottenuto 6,5g di prodotto che corrispondono ad una resa del 21,6%, abbastanza ridicola... Nel pallone è rimasta gran parte del liquido, domani proverò a distillarlo per vedere a che temperatura bolle e se si ha un "pianerottolo" di ebollizione (suppongo ci sia dell'1,4-di t-amilbenzene).

Analizzando i fatti posso dire che il controllo della temperatura è molto importante perchè altrimenti abbiamo un'abbondante poli-alchilazione. L'alogenuro alchilico vecchiotto non so quanto abbia influito, di certo ha contribuito a generare il colore nerastro.

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