4023 Sintesis etil siklopentanon-2-karboksilat dari dietil adipat

Transkripsi

1 NP 4023 Sintesis etil siklopentanon-2-karboksilat dari dietil adipat NaEt C 10 H 18 4 Na C 2 H 6 C 8 H 12 3 (202.2) (23.0) (46.1) (156.2) Klasifikasi Tipe reaksi and penggolongan bahan Reaksi pada gugus karbonil turunan asam karboksilat, kondensasi Dieckmann, reaksi penutupan cincin ester karboksilat Teknik Laboratorium Bekerja dengan sistem pengeluaran kelembaban, pemanasan dengan refluk, pengadukan dengan pengaduk KPG, pengadukan dengan pengaduk magnet, penambahan bertetes dengan corong penetes, ekstraksi, penggojokan, penyaringan, evaporasi dengan rotavapor, distilasi pengurangan tekanan, pemanasan dengan penangas minyak. Dengan skala batch 10 mmol: Pengadukan dengan pengaduk magnet sebagai pengganti pengaduk KPG Instruksi (skala batch 10 mmol) Peralatan Labu leher-tiga 100 ml, corong tetes dengan pengatur tekanan, termometer dalam, pendingin refluk (untuk alasan keamanan lebih disukai pendingin refluk dari logam), tabung pengering, corong pisah, peralatan distilasi Kugelrohr atau peralatan distilasi mikro, pengaduk magnet dengan pemanas, batang pengaduk magnet, rotavapor, pompa vakum, penangas minyak. Bahan dietil adipat (td 245 C) natrium toluena (absolut) (td 111 C) etanol (absolut) (td 78 C) dietil eter (td 35 C) asam hidroklorida (pekat) natrium sulfat untuk pengeringan 2,02 g (2,00 ml, 10,0 mmol) 0,25 g (11 mmol) 40 ml 0,030 g (0,038 ml, 0,65 mmol) 60 ml 5 ml kira-kira 1 g 1

2 NP Reaksi Toluena absolut sebanyak 20 ml dimasukkan ke dalam labu leher tiga 100 ml yang dilengkapi dengan batang pengaduk magnet, corong tetes dengan pengatur tekanan, termometer dalam, dan pendingin refluk dengan tabung pengering. Natrium tanpa kulit yang dipotong kasar sebanyak 0,25 g (11 mmol) ditambahkan. Campuran direfluk dengan pengadukan yang sangat kuat dengan pengaduk magnet sampai semua natrium diubah menjadi suspensi. Segera setelah suspensi terbentuk, pengadukan dimatikan dan suspensi didinginkan sampai mencapai 80 C. Kemudian campuran 2,02 g (2,00 ml, 10 mmol) dietil adipat dan 0,030 g etanol absolut ditambahkan secara bertetes pada pengadukan yang kuat selama 10 menit. Selanjutnya campuran reaksi direfluk. Setelah kira-kira 10 menit terbentuk endapan. Setelah penambahan 20 ml toluena absolut, campuran direfluk dengan pengadukan selama 1,5 jam. Penyelesaian Campuran reaksi didinginkan, dituang ke dalam 5 g air es dan diasamkan dengan 5 ml asam klorida pekat. Fasa organik dipisahkan dengan corong pisah dan disimpan. Fasa air digojog tiga kali masing-masing dengan 20 ml dietil eter. Kemudian gabungan fasa organik dicuci dua kali dengan masing-masing 10 ml air dan dikeringkan dengan natrium sulfat. Setelah zat pengering disaring, pelarut dievaporasi dengan rotavapor dan residu tertinggal berupa cairan. Hasil kotor: 1,34 g Produk kotor didistilasi pengurangan tekanan menggunakan peralatan distilasi Kugelrohr atau dengan peralatan distilasi mikro. Hasil: 1,17 g (7,49 mmol, 75%); td 110 C (25 hpa), cairan tidak berwarna; n 20 D = 1,4520 Komentar Pada eksperimen nomor 4024, produk digunakan sebagai reaktan. Manajemen limbah Pembuangan limbah Limbah Pembuangan Fasa air Campuran pelarut air, mengandung halogen Campuran pelarut organik hasil evaporasi Pelarut organik, bebas halogen Residu destilasi Dilarutkan dalam sedikit aseton, kemudian pelarut organik, bebas halogen Natrium sulfat Limbah padat, bebas dari merkuri Waktu 5-6 jam Penghentian sementara Setelah penggojogan Tingkat kesulitan Sedang 2

3 NP Instruksi (skala batch 100 mmol) Peralatan Labu leher-tiga 500 ml, corong tetes dengan pengatur tekanan, termometer dalam, pendingin refluk (untuk alasan keamanan lebih disukai pendingin refluk dari logam), tabung pengering, corong pisah, peralatan distilasi, motor pengaduk dengan pengaduk KPG, pengaduk magnet dengan pemanas, batang pengaduk magnet, rotavapor, pompa vakum, penangas minyak. Bahan dietil adipat (td 245 C) natrium toluena (absolut) (td 111 C) etanol (absolut) (td 78 C) dietil eter (td 35 C) asam hidroklorida (pekat) natrium sulfat untuk pengeringan 20,2 g (20,0 ml, 100 mmol) 2,5 g (110 mmol) 300 ml 0,30 g (0,38 ml, 6,5 mmol) 210 ml 15 ml kira-kira 5 g Reaksi Toluena absolut sebanyak 150 ml dimasukkan ke dalam labu leher tiga 500 ml yang dilengkapi dengan pengaduk KPG, corong tetes dengan pengatur tekanan dan pendingin refluk dengan tabung pengering. Natrium tanpa kulit yang dipotong kasar sebanyak 2,5 g (110 mmol) ditambahkan. Campuran direfluk dengan pengadukan yang sangat kuat dengan pengaduk magnet sampai semua natrium diubah menjadi suspensi. Segera setelah suspensi terbentuk, pengadukan dimatikan dan suspensi didinginkan sampai mencapai 80 C. Kemudian campuran 20,2 g (20,0 ml, 100 mmol) dietil adipat dan 0,30 g etanol absolut ditambahkan secara bertetes pada pengadukan yang kuat selama 10 menit. Selanjutnya campuran reaksi direfluk. Setelah kira-kira 10 menit tebentuk endapan. Setelah penambahan 150 ml toluena absolut, campuran direfluk dengan pengadukan selama 2,5 jam. Penyelesaian Campuran reaksi didinginkan, dituang ke dalam 40 g air es dan diasamkan dengan 15 ml asam klorida pekat. Fasa organik dipisahkan dengan corong pisah dan disimpan. Fasa air digojog tiga kali masing-masing dengan 70 ml dietil eter. Kemudian gabungan fasa organik dicuci dua kali dengan masing-masing 50 ml air dan dikeringkan dengan natrium sulfat. Setelah zat pengering disaring, pelarut dievaporasi dengan rotavapor dan residu tertinggal berupa cairan. Hasil kotor: 14,2 g Produk kotor didistilasi dengan pengurangan tekanan tanpa kolom. Hasil: 11,8 g (75,5 mmol, 75%); td 113 C (36 hpa, penangas minyak 130 C), cairan tidak berwarna; n 20 D = 1,4520 Komentar Pada eksperimen nomor 4024, produk digunakan sebagai reaktan. 3

4 NP Manajemen limbah Pembuangan limbah Limbah Pembuangan Fasa air Campuran pelarut air, mengandung halogen Campuran pelarut organik hasil evaporasi Pelarut organik, bebas halogen Residu destilasi Dilarutkan dalam sedikit aseton, kemudian pelarut organik, bebas halogen Natrium sulfat Limbah padat, bebas dari merkuri Waktu 6 jam Penghentian sementara Setelah penggojogan Tingkat kesulitan Sedang Analisis Mengikuti reaksi dengan GC Preparasi sampel dari larutan reaksi: Menggunakan pipet tetes, diambil 5 tetes larutan reaksi, diencerkan dengan 10 ml diklorometana dan digojog dengan 3 tetes air. Fasa air dipisahkan dan fasa organik dikeringkan dengan natrium sulfat. 0,2 µl larutan diinjeksikan. Preparasi sampel dari produk yang diisolasi : 1 tetes produk dilarutkan dalam 10 ml diklorometana, 0,2 µl larutan diinjeksikan Kondisi-GC: kolom: DB-1, 28 m, diameter dalam 0,32 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 4

5 NP GC produk kotor Waktu retensi (menit) Senyawa Luas puncak % 6,4 Produk (etil siklopentanon-2-karboksilat) 98,7 lainnya Pengotor yang tidak diketahui < 0,7 per puncak GC produk murni Waktu retensi (menit) Senyawa Luas puncak % 6,6 Produk (etil siklopentanon-2-karboksilat) 99,7 5

6 NP Spektrum 1 H NMR produk kotor (300 MHz, CDCl 3 ) Spektrum 1 H NMR produk murni (300 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm) Multiplisitas Jumlah H Keterangan 1,28 t 3 -CH 2 CH 3 1,84 m 1 5-H a 2,14 m 1 5-H b 2,25 m 4 3-H, 4-H 3,15 dd 1 1-H 4,19 q 2 -CH 2 CH 3 6

7 NP Spektrum 13 C NMR produk kotor (75,5 MHz, CDCl 3 ) Spektrum 13 C NMR produk murni (75,5 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm) Keterangan 13,8 CH 3 20,6 C-4 27,1 C-5 37,7 C-3 54,4 C-1 60,9 -CH 2 CH 3 169,1 C- 211,9 C-2 76,5-77,5 pelarut 7

8 NP Spektrum IR produk murni (film) cm -1 (cm -1 ) Keterangan 2980, 2886 Ikatan C-H, alkana 1756 Ikatan C=, ester 1725 Ikatan C=, keton 8