4027 Sintesis 11-kloroundek-1-ena dari 10-undeken-1-ol

Transkripsi

1 4027 Sintesis 11-kloroundek-1-ena dari 10-undeken-1-ol OH SOCl 2 Cl + HCl + SO 2 C 11 H 22 O C 11 H 21 Cl (170.3) (119.0) (188.7) (36.5) (64.1) Klasifikasi Tipe reaksi and penggolongan bahan Substitusi nukleofilik kloroalkana, alkohol Teknik Laboratorium Pemanasan dengan refluk, pengadukan dengan pengaduk magnet, penambahan bertetes menggunakan corong tetes, distilasi pengurangan tekanan, pembuangan gas, bekerja dengan botol pencuci, penggunaan penangas es, pendinginan dengan nitrogen cair, pemanasan dengan penangas minyak. Instruksi (skala batch 10 mmol) Peralatan Labu leher-dua 10 ml, pendingin refluk, penghitung gelembung, corong tetes dengan pengatur tekanan, 2 buah botol pencuci, pengaduk magnet dengan pemanas, batang pengaduk magnet, peralatan distilasi, pompa vakum, pendinginan dengan nitrogen cair, penangas es, penangas minyak. Bahan 10-undeken-1-ol (td 132 C, 20 hpa) tionil klorida (hasil distilasi) (td 76 C) larutan natrium hidroksida (2 M) untuk botol pencuci 1,70 g (10,0 mmol) 1,7 g (1,0 ml, 14 mmol) Reaksi 10-Undeken-1-ol 1,70 g (10 mmol) dimasukkan ke dalam labu leher-dua 10 ml dengan batang pengaduk magnet, corong tetes dengan pengatur tekanan dan pendingin refluk. Pendingin refluk digunakan untuk membuang gas yang dihasilkan (HCl, SO 2!) dihubungkan berturut-turut dengan penghitung gelembung (diisi minyak parafin), botol pencuci yang kosong dan botol pencuci lainnya diisi sampai 1/3 dengan 2 M larutan natrium hidroksida. Tionil klorida 1,7 g (1,0 ml, 14 mmol) ditambahkan secara bertetes-tetes dengan pengadukan selama 10 menit (menghasilkan gas). Selanjutnya campuran reaksi diaduk dan dipanaskan pada penangas minyak dengan temperatur 110 C sampai tidak ada reaktan atau produk 1

2 intermediet dalam campuran yang dapat terdeteksi baik dengan lapis tipis atau kromatografi gas (lihat analisis). Biasanya, reaksi selesai setelah 5 jam. Penyelesaian Setelah campuran reaksi didinginkan, pendingin refluk diganti dengan konektor distilasi kecil dan tionil klorida yang berlebih akan terkondensasi dengan sedikit pemanasan pada tekanan kira-kira 20hPa ke dalam penangkap gas, yang didinginkan dengan nitrogen cair. Kemudian produk kotor yang tertinggal didistilasi fraksinasi pada kira-kira hpa. Labu penampung didinginkan dengan penangas es. Hasil: 1,52 g (8,06 mmol, 81%); td 52 C (2, hpa), temperatur penangas minyak 90 C; 20 cairan tidak berwarna; n D = 1,4511 Komentar Diundesenil sulfit terbentuk sebagai intermediet, yang akan bereaksi dengan tionil klorida berlebih dalam kondisi yang telah dijelaskan untuk menghasilkan produk dalam jumlah besar. Manajemen limbah Pembuangan limbah Limbah Pembuangan Tionil klorida dari penangkap dingin Dilarutkan dalam larutan natrium hidroksida, kemudian: limbah air bersifat basa Residu distilasi Dilarutkan dalam aseton, kemudian: pelarut organik, mengandung halogen Larutan dari botol pencuci Limbah air bersifat basa Waktu 7,5 jam, termasuk 5 jam refluk Penghentian sementara Setelah pemanasan dengan refluk Tingkat kesulitan Sedang Instruksi (skala batch 100 mmol) Peralatan Labu leher-dua 50 ml, pendingin refluk, penghitung gelembung, corong tetes dengan pengatur tekanan, 2 buah botol pencuci, pengaduk magnet dengan pemanas, batang pengaduk magnet, peralatan distilasi, pompa vakum, pendinginan dengan nitrogen cair, penangas es, penangas minyak. Bahan 10-undeken-1-ol (td 132 C, 20 hpa) tionil klorida (hasil distilasi) (td 76 C) 17,0 g (100 mmol) 16,7 g (10,3 ml, 140 mmol) 2

3 larutan natrium hidroksida (2 M) untuk botol pencuci Reaksi 10-Undeken-1-ol 17,0 g (100 mmol) dimasukkan ke dalam labu leher-dua 50 ml dengan batang pengaduk magnet, corong tetes dengan pengatur tekanan, dan pendingin refluk. Pendingin refluk digunakan untuk membuang gas (HCl, SO 2!) dan dihubungkan berturut-turut dengan penghitung gelembung (diisi minyak parafin), botol pencuci yang kosong dan botol pencuci lainnya diisi sampai 1/3 dengan 2 M larutan natrium hidroksida. Tionil klorida 11,9 g (7,3 ml, 100 mmol) ditambahkan secara bertetes-tetes dengan pengadukan selama 30 menit (menghasilkan gas). Selanjutnya campuran reaksi diaduk dan dipanaskan pada penangas minyak dengan temperatur 110 C selama 6 jam, dimana setelah satu jam berikutnya 4,8 g (3 ml, 40 mmol) tionil klorida ditambahkan bertetes-tetes. Reaksi diikuti dengan kromatografi lapis tipis dan kromatografi gas (lihat analisis) dan nampak bahwa setelah waktu reaksi tertentu reaktan dan produk intermediet telah bereaksi sempurna. Penyelesaian Setelah campuran reaksi didinginkan, pendingin refluk diganti dengan konektor distilasi dan tionil klorida yang berlebih, dengan adanya sedikit pemanasan pada tekanan kira-kira 20hPa, akan terkondensasi ke dalam penangkap gas yang didinginkan dengan nitrogen cair. Kemudian produk kotor yang tertinggal didistilasi fraksinasi pada kira-kira hpa. Labu penampung didinginkan dengan penangas es. Hasil: 16,8 g (89,2 mmol, 89%); td 62 C (3, hpa), temperatur penangas minyak 90 C; 20 cairan tidak berwarna; n D = 1,4511 Komentar Diundesenil sulfit terbentuk sebagai intermediet, yang akan bereaksi dengan tionil klorida berlebih dalam kondisi yang telah dijelaskan untuk menghasilkan produk dalam jumlah besar. Manajemen limbah Pembuangan limbah Limbah Pembuangan Tionil klorida dari penangkap dingin Dilarutkan dalam larutan natrium hidroksida, kemudian: limbah air bersifat basa Residu distilasi Dilarutkan dalam aseton, kemudian: pelarut organik, mengandung halogen Larutan dari botol pencuci Limbah air bersifat basa Waktu 9,5 jam, termasuk 6 jam refluk Penghentian sementara Setelah pemanasan dengan refluk 3

4 Tingkat kesulitan Sedang Instruksi (skala batch 1 mol) Peralatan Labu leher-dua 500 ml, pendingin refluk, penghitung gelembung, corong tetes dengan pengatur tekanan, 2 buah botol pencuci, pengaduk magnet dengan pemanas, batang pengaduk magnet, peralatan distilasi, pompa vakum, pendinginan dengan nitrogen cair, penangas es, penangas minyak. Bahan 10-undeken-1-ol (td 132 C, 20 hpa) tionil klorida (hasil distilasi) (td 76 C) larutan natrium hidroksida (2 M) untuk botol pencuci 170 g (1,00 mol) 128 g (77,9 ml, 1,07 mmol) Reaksi 10-Undeken-1-ol 170 g (1,00 mol) dimasukkan ke dalam labu leher-dua 500 ml dengan batang pengaduk magnet, corong tetes dengan pengatur tekanan, dan pendingin refluk. Pendingin refluk digunakan untuk membuang gas (HCl, SO 2!) dan dihubungkan berturut-turut dengan penghitung gelembung (diisi minyak paraffn), botol pencuci yang kosong dan botol pencuci lainnya diisi sampai 1/3 dengan 2 M larutan natrium hidroksida. Tionil klorida 119 g (73 ml, 1,0 mol) ditambahkan secara bertetes-tetes melalui corong tetes dengan pengadukan selama 2 jam, dan campuran reaksi dipanaskan pada penangas minyak dengan temperatur 60 C (menghasilkan gas). Setelah penambahan 73 ml tionil klorida, temperatur dinaikkan menjadi 110 C dan campuran reaksi dipanaskan kembali selama 2 jam, dimana setelah satu jam berikutnya 7,7 g (5 ml, 65 mmol) tionil klorida ditambahkan. Larutan natrium hidroksida dalam botol pencuci diganti lima kali (pelepasan gas yang kuat dan lama). Reaksi diikuti dengan kromatografi lapis tipis atau kromatografi gas (lihat analisis) dan nampak bahwa setelah waktu reaksi tertentu reaktan dan produk intermediet telah bereaksi sempurna. Penyelesaian Setelah campuran reaksi didinginkan, pendingin refluk diganti dengan konektor distilasi dan tionil klorida yang berlebih, dengan adanya sedikit pemanasan pada tekanan kira-kira 20hPa, akan terkondensasi ke dalam penangkap gas yang didinginkan dengan nitrogen cair. Kemudian produk kotor yang tertinggal didistilasi fraksinasi pada kira-kira hpa. Labu penampung didinginkan dengan penangas es. Hasil: 180 g (0,956 mol, 96%); td 55 C (3, hpa), temperatur penangas minyak 80 C; 20 cairan tidak berwarna; n D = 1,4511 Komentar Diundesenil sulfit terbentuk sebagai intermediet, yang akan bereaksi dengan tionil klorida berlebih dalam kondisi yang telah dijelaskan untuk menghasilkan produk dalam jumlah besar. 4

5 Manajemen limbah Pembuangan limbah Limbah Pembuangan Tionil klorida dari penangkap dingin Dilarutkan dalam larutan natrium hidroksida, kemudian: limbah air bersifat basa Residu distilasi Dilarutkan dalam aseton, kemudian: pelarut organik, mengandung halogen Larutan dari botol pencuci Limbah air bersifat basa Waktu 10 jam, termasuk 5 jam distilasi Penghentian sementara Setelah pemanasan dengan refluk Tingkat kesulitan Sedang Analisis Pengamatan reaksi Jalannya reaksi dapat diamati dengan kromatografi lapis tipis (KLT) atau kromatografi gas. KLT Preparasi sampel: Dengan menggunakan pipet tetes, diambil satu tetes campuran reaksi dan diencerkan dengan 1 ml CH 2 Cl 2. Kondisi KLT: adsorben: KLT-aluminium foil (silika gel 60) eluen: petroleum eter (60-80 C) : etil asetat = 6 : 4 Reagen penampak: Plat KLT dicelupkan ke dalam 2N H 2 SO 4 dan kemudian dikeringkan dengan pengering udara panas. R f (10-undeken-1-ol) 0,40 R f (11-kloroundek-1-ena). 0,64 GC Preparasi sampel: Menggunakan pipet tetes, diambil satu tetes produk kotor atau produk murni, dan diencerkan dengan 10 ml diklorometana, 0.2 µl larutan diinjeksikan. Kondisi-GC: kolom: DB-WAX, 30 m, diameter dalam 0,33 mm, film 0,25 µm inlet: on-column-injection Gas pembawa: hidrogen (40 cm/dtk) oven: 90 C (5 menit), 10 C/menit pada 240 C (30 menit) detektor: FID, 270 C Persen konsentrasi dihitung dari luas puncak 5

6 GG larutan reaksi (waktu reaksi: 3,5 jam) Waktu retensi (menit) Senyawa Luas puncak % 10,31 produk (11-kloroundek-1-ena) 82,6 34,48 Produk intermediet (diundesenil sulfit) 13,0 GC produk kotor Kondisi GC sama dengan kondisi untuk pengamatan reaksi. Waktu retensi (menit) Senyawa Luas puncak % 10,12 produk (11-kloroundek-1-ena) 95,4 6

7 Spektrum 1 H NMR produk kotor (campuran reaksi sebelum distilasi) (300 MHz, CDCl 3 ) Spektrum 1 H NMR produk murni (300 MHz, CDCl 3 ) Cl δ (ppm) Multiplisitas Jumlah H Keterangan 1,1-1,5 m 12 CH 2 1,75 tt 2 2-H 2,02 dt 2 9-H 3,51 t 2 1-H 4,95 2 x dd 2 11-H 5,80 m 1 10-H 7

8 Spektrum 13 C NMR produk kotor (campuran reaksi sebelum distilasi) (75,5 MHz, CDCl 3 ) Spektrum 13 C NMR produk murni (75,5 MHz, CDCl 3 ) Cl δ (ppm) Keterangan 139,1 C ,1 C-11 45,0 C-1 33,8 C-9 32,7 C-2 76,5-77,5 pelarut 8

9 Spektrum IR produk murni (film) cm -1 (cm -1 ) Keterangan 3077 Ikatan C-H, alkena, H 2 C=C 2927, 2855 Ikatan C-H, alkana 993, 910 Deformasi C-H alkena, H 2 C=CHR 723 Ikatan C-Cl 9