Контрольные вопросы

1. Зачем при получении бензойной кислоты из толуола или бензилового спирта реакционный сосуд снабжают обратным холодильником? С какой целью в колбу добавляют осколки фарфора?

2. Напишите уравнения окисления марганцовокислым калием в водной среде: а) сульфита натрия; б) формальдегида.

3. Рассчитайте, сколько миллилитров соляной кислоты с плотностью 1,18 г/см³ требуется добавить к реакционной смеси для осаждения бензойной кислоты при синтезе ее по применяемой методике?

4. Проведите сравнительную характеристику физических свойств толуола или бензилового спирта и бензойной кислоты (в зависимости от используемой методики).

5. Почему конечный продукт промывают ледяной водой?

6. Какая кислота более сильная: уксусная или бензойная? Как влияет строение кислоты на ее силу?

7. Как зависит сила бензойных кислот от наличия в их молекулах электроноакцепторных или электронодонорных заместителей?

2.5.4. Масляный альдегид (бутаналь)

3 СH₃CH₂CH₂CH₂OH + K₂Cr₂O₇ + 4 H₂SO₄

3 СH₃CH₂CH₂CHO + K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + 7 H₂O

Собирают прибор, состоящий из трехгорлой колбы на 250 мл, в боковое горло которой вставлена капельная воронка, а в центральное - дефлегматор, соединенный с прямым холодильником. В колбу помещают 14,5 г н-бутанола, а в капельную воронку теплый раствор 20 г бихромата калия и 16 мл концентрированной серной кислоты в 100 мл воды. н-Бутанол нагревают до кипения и, когда его пары достигают нижней части дефлегматора, начинают добавлять раствор окислителя, следя за тем, чтобы температура паров, переходящих в холодильник, была в пределах 80 – 85 C. Реакция окисления сильно экзотермична, поэтому нагрев можно ослабить или прекратить. После добавления всего окислителя колбу снова подогревают, отгоняя остатки бутаналя при температуре до 90 C. В приемнике собирается бутаналь с водой, которую отделяют при помощи делительной воронки. Продукт обезвоживают прокаленным хлористым кальцием или безводным сульфатом натрия и перегоняют с дефлегматором. Выход 75 %. Т_кип 75 C.

Данную методику можно применять для синтеза других альдегидов: пропионового, изомасляного, валерианового и изовалерианового из соответствующих спиртов.

Рис. 28. Установка для получения бутаналя: 1 – капельная воронка; 2 – термометр; 3 – дефлегматор; 4 – трехгорлая колба; 5 – водяной холодильник; 6 – приемник; 7 – сетка на металлическом кольце

Пояснения к синтезу

Окисление первичных спиртов является, наряду с дегидрированием, классическим и широко распространенным методом получения алифатических альдегидов.

Образующийся альдегид легко окисляется теми же самыми окислителями до карбоновой кислоты. Этого можно избежать, если альдегид по мере его образования удалять из реакционной смеси отгонкой. Это легко осуществимо, так как альдегиды имеют на 40 – 50 С более низкие температуры кипения, чем соответствующие им спирты. Полностью избежать окисления образующегося альдегида и связанных с этим других побочных реакций не удается, и выход редко превышает 70 %. Для очистки образующегося альдегида от примесей помимо перегонки с елочным дефлегматором часто используют реакцию образования бисульфитного производного. Для этого полученный альдегид встряхивают с равным объемом концентрированного раствора бисульфита натрия. Выпавший осадок бисульфитного производного отделяют, промывают эфиром, а затем гидролизуют при нагревании с раствором соды.

Выделившийся альдегид отделяют, промывают водой, сушат и при необходимости перегоняют. При использовании данной методики для получения других альдегидов необходимо соответствующим образом изменять температурные условия проведения реакции.