Трийодметан (йодоформ)
Реактивы:
Этанол 5 г
Углекислый натрий (крист.) 10 г
Йод 5 г
В круглодонную колбу к раствору 10 г кристаллической соды в 50 см3 воды прибавляют 5 г спирта. Колбу соединяют с обратным холодильником и нагревают на водяной бане до 70 0С. В нагретую смесь при энергичном перемешивании вносят небольшими порциями 5 г измельченного йода, растворяющегося с желто-бурой окраской, скоро исчезающей. После того, как весь йод будет внесен в жидкость и она обесцветится, смеси дают остыть. Осадок, осевший на дне колбы, отфильтровывают и промывают водой. Сушат в темном месте при комнатной температуре. Йодоформ образует желтые пластинки с температурой плавления 119 0С.
1-БРОМНАФТАЛИН
Реактивы:
Нафталин 12,8 г
Бром 15,7 г
Уксусная кислота 25 см3
В колбу Вюрца емкостью 50 см3помещают нафталин и 25 см3 ледяной уксусной кислоты. Колбу закрывают пробкой с капельной воронкой, конец трубки которой должен быть погружен в жидкость. Для поглощения выделяющегося бромистого водорода к отводной трубке колбы присоединяют резиновым шлангом изогнутую стеклянную трубку с небольшой воронкой на конце, которая вводится в колбу с водой. Воронка находится над поверхностью воды, не погружаясь в воду. Колбу нагревают на кипящей водяной бане и постепенно, при помешивании, начинают приливать бром через капельную воронку. Спустя некоторое время начинается выделение бромистого водорода. Приливание брома ведут с такой скоростью, чтобы бромоводород не увлекал с собой паров брома. Примерно через 20 минут приливание брома заканчивают и после этого колбу
17
Готовят нитрующую смесь в конической колбе, приливая к азотной кислоте порциями при сильном перемешивании и охлаждении холодной водой серную кислоту. Затем собирают прибор, состоящий из трехгорлой колбы, холодильника, мешалки, капельной воронки и термометра, доходящего почти до дна колбы. В колбу наливают толуол и постепенно приливают нитрующую смесь при комнатной температуре. Скорость прикапывания нитрующей смеси следует отрегулировать таким образом, чтобы температура реакционной массы не превышала 60 0С во избежание образования побочных продуктов полинитропроизводных. При проведении нитрования реакционную колбу охлаждают холодной водой. После прибавления всей нитрующей смеси реакционную смесь нагревают 30 мин на водяной бане при 60 0С. Охлажденную реакционную массу переносят в делительную воронку, отделяют нижний кислотный слой, а верхний слой несколько раз промывают водой. Верхний слой отделяют и сушат прокаленным хлористым кальцием. Затем от высушенного продукта отгоняют не вошедший в реакцию толуол. Остаток после перегонки переносят в стакан емкостью 150 см3 и охлаждают в течение 8 часов смесью льда с солью (можно поместить на это время в холодильник). Выделившиеся кристаллы отфильтровывают, переносят в колбу Вюрца с низкоприпаянным отводом. Колбу соединяют с воздушным холодильником и перегоняют п-нитротолуол. При этом собирают фракцию с т. кип. 232...238 0С. Оставшийся после отделения п-нитротолуола масляный слой перегоняют из того же прибора, собирая фракцию с т.кип. 216...222 0С. Она состоит главным образом из о-нитротолуола.
Выход смеси изомеров нитротолуола около 37 г.
Рис. 8. Прибор для получения о- и п- нитротолуолов
16
тура поднимается, выделяются бурые окислы азота. После прекращения бурной реакции прибавляют по каплям остальные 13 см3 азотной кислоты, и смесь постепенно нагревают на водяной бане. Нагревание надо начинать на холодной бане, затем довести ее до кипения и кипятить в течение двух часов. После охлаждения смеси пикриновая кислота кристаллизуется. Смесь разбавляют 100 см3 холодной воды и отфильтровывают кристаллы на воронке Бюхнера, промывают небольшим количеством холодной воды (около 20 см3) и кристаллизуют из 50 % раствора этанола в воде.
Выход около 10 г.
м-НИТРОБЕНЗОЙНАЯ КИСЛОТА
Реактивы:
Бензойная кислота 10 г
Азотнокислый калий 20 г
Серная кислота (конц.) 25 см3
Гидроксид бария 25 г
Соляная кислота
В стакане на 200 см3нагревают до 700С серную кислоту(ПОД ТЯГОЙ В ОЧКАХ)и при перемешивании всыпают порошкообразную смесь бензойной кислоты и азотнокислого калия, следя за тем, чтобы температура реакции не поднималась выше 800С. Затем стакан нагревают, продолжая помешивание при температуре 900С, покам-нитробензойная кислота не всплывет на поверхность в виде маслянистого слоя. После охлаждения верхний застывший слой снимают шпателем, переносят в коническую колбу на 1 дм3и приливают почти кипящий насыщенный водный раствор гидроксида бария до слабо щелочной реакции.
Затем добавляют 0,5 дм3 горячей воды и нагревают почти до кипения на плитке, пропуская в колбу водяной пар из паровика. Раствор быстро фильтруют в горячем виде через вату в большой воронке. Раствор охлаждают и выпавшую бариевую соль м-нитробензойной кислоты отсасывают на воронке Бюхнера. Осадок переносят в стакан и, добавляя разбавленную (1:1) соляную кислоту, выделяют м-нитробензойную кислоту. После охлаждения ее отсасывают, промывают водой и высушивают. Очистку можно провести кристаллизацией из горячей воды.
Выход около 7 г.
о- и п-НИТРОТОЛУОЛЫ
Реактивы:
Толуол 13,6 г
Азотная кислота (d=1,36 г/см3) 18,5 г
Серная кислота (d=1,84 г/см3) 24 г
9
нагревают на кипящей водяной бане еще 3 часа до почти полного прекращения выделения газа. По окончании реакции колбу соединяют с воздушным холодильником и, заменив капельную воронку термометром, отгоняют избыток уксусной кислоты. Перегонку следует вести под тягой, так как при этом выделяется бромоводород. В качестве приемника применяют мерный цилиндр. После того как отгонится около 20 см3 уксусной кислоты, перегонку прерывают и удаляют воздушный холодильник. Дальнейшую перегонку ведут без холодильника. В пределах 120...2200С отгоняют остаток уксусной кислоты и большую часть не вошедшего в реакцию нафталина. При 220...270 0С переходит небольшое количество нафталина в смеси с 1-бромнафталином. Когда температура достигнет 270 0С, меняют приемник, усиливают нагревание и в пределах 270...282 0С перегоняют 1-бромнафталин.
Выход около 12 г.
Рис. 4. Прибор для получения 1-бромнафталина
о- и п-БРОМТОЛУОЛЫ
Реактивы:
Толуол 12 см3
Бром 6 см3
Железо 1 г
Хлористый кальций
Собирают прибор (рис. 3)
В круглодонную колбу на 500 см3, снабженную двухрогим форштосом с капельной воронкой и обратным холодильником, на конце которого укреплена резиновая трубка, опущенная в стакан с водой, помещают толуол и 1 г предварительно обработанных в концентрированной соляной кислоте, а затем в воде железных стружек. В колбу при комнатной температуре медленно прикапывают бром.
10
Реакция не должна протекать очень энергично. Для окончания реакции колбу нагревают на теплой водяной бане в течение одного часа. После охлаждения реакционную смесь переносят в делительную воронку, добавляют 50 см3 воды и после перемешивания и отстаивания отделяют п-бромтолуол. Эту операцию повторяют дважды. Окончательно продукт сушат безводным хлоридом кальция и перегоняют из маленькой колбы с воздушным холодильником.
п-БРОМАЦЕТАНИЛИД
Реактивы:
Ацетанилид 2,5 г
Бром 1,3 см3
Этанол
Рис. 5. Прибор для получения п-бромацетанилида и триброманилина
В круглодонную колбу емкостью 500 см3 насыпают тонко измельченный ацетанилид и наливают 250 см3 воды. Колбу нагревают в горячей водяной бане до полного растворения ацетанилида. Затем колбу охлаждают в бане с холодной водой, закрывают пробкой с двумя отверстиями, в которые вставлены две стеклянные изогнутые под углом трубки. Короткая трубка, кончающаяся у самой пробки, соединяется с водоструйным насосом ( более длинная трубка, доходящая до дна колбы, соединяется резиновой трубкой со склянкой Дрекселя). В склянку Дрекселя наливают 1,3 см3 брома и 5 см3 воды. Когда прибор собран, включают водоструйный насос и просасывают струю воздуха с такой скоростью, чтобы вызвать энергичное перемешивание раствора. Когда смесь в колбе окрасится в желтый неисчезающий цвет, процесс бромирования заканчивается. Прибор отсоединяют от водоструйного насоса, а осадок отсасывают на воронке Бюхнера, промывают водой на фильтре, высушивают и для очистки перекристаллизовывают из этилового спирта.
Выход около 3 г.
15
К фенолу в фарфоровой чашке прибавляют 5 см3 воды и нагревают на водяной бане до плавления (ФЕНОЛ ВЗВЕШИВАТЬ В ОЧКАХ НА ЧАСОВОМ СТЕКЛЕ). В круглодонную колбу, предназначенную для перегонки с водяным паром, помещают азотную кислоту и 136 см3 воды, охлаждают погружением в снег или холодную воду. После этого к азотной кислоте при охлаждении и перемешивании постепенно приливают водный раствор фенола с такой скоростью, чтобы температура смеси не превышала 20 0С. Затем реакционную смесь оставляют на холоду до следующего занятия. После этого кислоту осторожно сливают, а оставшуюся в колбе темную маслянистую массу подвергают перегонке с водяным паром. В приемнике собираются желтые кристаллы о-нитрофенола. Если кристаллизующийся продукт начнет препятствовать стеканию жидкости в холодильнике, то на некоторое время перекрывают воду. о-Нитрофенол отсасывают, отжимают между листами фильтровальной бумаги и сушат на воздухе. Для очистки продукт перекристаллизовывают из метанола.
Выход около 9 г.
Из перегонной колбы осторожно сливают лишнюю воду, а к смолистому остатку добавляют 170 см3 10 % водного раствора гидроксида натрия, 2...3 г активированного угля, кипятят и фильтруют в горячем виде через воронку с ватой. Затем упаривают до объема 40 см3 и охлаждают. Осадок п-нитрофенолята натрия отсасывают на воронке Бюхнера и промывают небольшими порциями охлажденного 10 % раствора гидроксида натрия. Полученный продукт переносят в стакан на 100 см3 и разлагают 10 % соляной кислотой. Выделившийся п-нитрофенол при охлаждении застывает. Его очищают кристаллизацией из 12 % соляной кислоты.
Выход около 3 г.
2,4,6-ТРИНИТРОФЕНОЛ (ПИКРИНОВАЯ КИСЛОТА)
Реактивы:
Фенол 10 г
Азотная кислота (d=1,36 г/см3) 28 см3
Серная кислота (конц.) 28 см3
Этанол
НАВЕСКУ ФЕНОЛА БРАТЬ В ЧАШКЕ СПЕЦИАЛЬНЫМ ШПАТЕЛЕМ,
СМЕШИВАТЬ ОБЯЗАТЕЛЬНО ПОД ТЯГОЙ В ОЧКАХ !
В фарфоровой чашке на водяной бане в течение получаса нагревают смесь фенола и серной кислоты, пока не получится прозрачный раствор. После охлаждения раствор выливают в круглодонную колбу на 500 см3, в которой находится 40 см3воды(ОХЛАЖДАТЬ ПРИ ДОБАВЛЕНИИ!).К полученному раствору при охлаждении и хорошем перемешивании постепенно прикапывают 15 см3азотной кислоты. При этом раствор окрашивается в темно-красный цвет, темпера-
14
содержащий нитробензол. После этого нитробензол промывают в делительной воронке последовательно 50 см3 10 % раствора углекислого натрия и 50 см3 воды. Окончательно нитробензол помещают в небольшую колбочку, добавляют несколько кусочков прокаленного хлористого кальция, соединяют колбочку с обратным воздушным холодильником и нагревают на водяной бане до тех пор, пока жидкость не станет прозрачной. Высушенный продукт перегоняют из небольшой колбы Вюрца с низкоприпаянным отводом. При этом используют воздушный холодильник. Сначала отгоняется небольшое количество бензола, после чего перегоняется нитробензол при 205...210 0С.
Выход около 22 г.