H024 Dehydratisierung von 4-Hydroxy-4-methyl-2

H024 Dehydratisierung von 4-Hydroxy-4-methyl-2

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1024
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Eliminación de agua a partir de 4-hidroxi-4-metil-2pentanona
I2
H3C OH O
CH3
H3C
- H2O
CH3
O
CH3
H3C
CH3
+
H2C
C6H12O
I2
C6H10O
(116.2)
(253.8)
(98.2)
O
CH3
Clasificación
Tipos de reacción y clases de productos
eliminación
alcohol, alqueno, cetona, catalizador ácido
Métodos o técnicas de trabajo
destilación, agitación con barra de agitación magnética, filtración, calefacción con baño de
aceite
Instrucciones (escala 50 mmol)
Equipo
matraz de fondo redondo de 10 mL, aparato para destilación, agitador magnético con
calefacción, barra para agitación magnética, embudo de separación de 100 mL, placa filtrante
pequeña de vidrio con salida recta (para recoger el filtrado en un matraz), baño de aceite
Productos
4-hidroxi-4-metil-2-pentanona (p eb 166 °C)
yodo (pf 114°C)
sulfato sódico para secar
5,81 g (6,18 mL, 50,0 mmol)
60 mg (0,24 mmol)
Reacción
En un matraz de fondo redondo de 10 mL se disuelven 60 mg (0,24 mmol) de yodo en 5,81 g
(6,18 mL, 50,0 mmol) de 4-hidroxi-4-metil-2-pentanona. Se calienta inicialmente la
disolución en un aparato de destilación a 120 °C, y durante el transcurso de la reacción se
aumenta gradualmente a 150-160 °C, hasta que no condensa más destilado (unos 45 minutos).
Destilado: 4,60 g; resíduo de la destilación: 1,28 g.
Elaboración
Se transfiere el destilado a un embudo de separación pequeño. La fase orgánica superior se
recoge en un matraz Erlenmeyer pequeño, se seca con la menor cantidad posible de sulfato
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sódico y luego se elimina el sulfato sódico filtrando con una placa filtrante con tubo de salida
recto recogiéndose directamente el filtrado en un matraz de fondo redondo de 10 mL que se
emplea para la destilación subsiguiente.
Rendimiento bruto: 3,20 g
El producto bruto se destila fraccionadamente a presión atmosférica. Se combinan las
fracciones con el mismo índice de refracción.
Rendimiento: 2,30 g (23,4 mmol, 47%); p eb 125-130 °C, líquido incoloro; el índice de
refracción es muy similar en todas las fracciones: n D2 0 = 1,4420 – 1,4450. Más del 90% del
producto es la cetona conjugada (óxido de mesitilo) (ver analíticas).
El residuo de destilación es un alquitran negro.
Manejo de resíduos
Eliminación de resíduos
Resíduo
fase acuosa
sulfato sódico
resíduo de la destilación
Eliminación
mezclas de disoluciones acuosas, conteniendo
halógenos
resíduos sólidos, libres de mercurio
disolver en una pequeña cantidad de acetona,
luego:
disolventes orgánicos, conteniendo halógenos
Tiempo
3-4 horas
Pausa
Antes de la segunda destilación
Grado de dificultad
Fácil
Instrucciones (escala 250 mmol)
Equipo
matraz de fondo redondo de 50 mL, aparato para destilación, agitador magnético con
calefacción, barra para agitación magnética, embudo de separación de 100 mL, placa filtrante
pequeña de vidrio con salida recta (para recoger el filtrado en un matraz), baño de aceite
Productos
4-hidroxi-4-metil-2-pentanona (p eb 166 °C)
yodo (pf 114°C)
sulfato sódico para secar
29,1 g (30,9 mL, 250 mmol)
0,30 g (1,2 mmol)
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Reacción
En un matraz de fondo redondo de 50 mL con barra de agitación magnética se disuelven 0,30
g (1,2 mmol) de yodo en 29,1 g (30,9 mL, 2500 mmol) de 4-hidroxi-4-metil-2-pentanona. Se
calienta inicialmente la disolución en un aparato de destilación a 120 °C, y durante el
transcurso de la reacción se aumenta gradualmente a 150-160 °C, hasta que no condensa más
destilado (unos 90 minutos).
Destilado: 25,3 g; resíduo de la destilación: 5,31 g.
Elaboración
Se transfiere el destilado a un embudo de separación pequeño. La fase orgánica superior se
recoge en un matraz Erlenmeyer pequeño, se seca con la menor cantidad posible de sulfato
sódico y luego se elimina el sulfato sódico filtrando con una placa filtrante con tubo de salida
recto recogiéndose directamente el filtrado en un matraz de fondo redondo de 50 mL que se
emplea para la destilación subsiguiente.
Rendimiento bruto: 13,7 g
El producto bruto se destila fraccionadamente a presión atmosférica. Se combinan las
fracciones con el mismo índice de refracción.
Rendimiento: 12,7 g (130 mmol, 52%); p eb 125-130 °C, líquido incoloro; el índice de
refracción es muy similar en todas las fracciones: n D2 0 = 1,4420 – 1,4450. Más del 90% del
producto es la cetona conjugada (óxido de mesitilo) (ver analíticas).
El residuo de destilación es un alquitran negro.
Manejo de resíduos
Eliminación de resíduos
Resíduo
fase acuosa
sulfato sódico
resíduo de la destilación
Eliminación
mezclas de disoluciones acuosas, conteniendo
halógenos
resíduos sólidos, libres de mercurio
disolver en una pequeña cantidad de acetona,
luego:
disolventes orgánicos, conteniendo halógenos
Tiempo
4-5 horas
Pausa
Antes de la segunda destilación
Grado de dificultad
Fácil
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Analíticas
TLC
Condiciones de TLC:
adsorbente:
eluyente:
Placas Macherey and Nagel Polygram SilG/UV, 0,2 mm
dietil eter/ciclohexano = 3 : 7
Rf (producto de partida)
Rf (producto oxido de mesitilo)
Rf (resíduo de destilación)
0,33
0,55
0,55 (producto) y 0,92
GC
Durante el examen del producto por GC se producen transposiciones.
Espectro IR spectrum del producto puro (Film)
(cm-1)
2977, 2937, 2914
1690
1625
Asignación
tensión C-H, alcano
tensión C=O conjugado con C=C
tensión C=C conjugado con C=O
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Espectro 1H NMR del producto bruto (400 MHz, CDCl3)
Espectro 1H NMRdel producto puro (400 MHz, CDCl3)
O
6
2
1
4
3
δ (ppm)
1,75
1,88
2,00
2,13
2,16
3,12
4,83
4,96
6,09
Multiplicidad
s
s
s
s
s
s
s
s
s
Número de H
3
3
3
3
3
2
1
1
1
Asignación A
6-H
A
5
B
O
6
1
5
4
2
3
Asignación B
1-H
5-H
6-H
5-H
3-H
1-H
1-H
3-H
3-H
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Espectro 13C NMR del producto bruto (100 MHz, CDCl3)
Espectro 13C NMR del producto puro (100 MHz, CDCl3)
δ (ppm)
20,47
27,55
31,58
124,11
154,85
198,47
76,5.77,5
Asignación
C-6
C-1
C-5
C-3
C-2
C-4
disolvente
O
6
1
4
2
3
6
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