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Autor Thema: Synthese von 1-Butylbromid  (Gelesen 3362 mal)

Heuteufel

  • Francium
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Synthese von 1-Butylbromid
« am: 03. September 2012, 14:42:27 »
1-Butylbromid [109-65-9-A]


Zur Reaktion:

Die Synthese von Butylbromid aus Butanol ist an sich nicht kompliziert und auch schon in der Synthesesammlung zu finden (http://www.lambdasyn.org/synfiles/1-butylbromid.htm). Ich habe jedoch die Erfahrung gemacht, dass die Synthese einige Tücken aufweist und je nach Synthesevorschrift nur geringe Ausbeuten oder ein Produkt schlechter Reinheit erhalten wird. Aus diesem Grund hier nochmal eine Syntheseanleitung mit Anmerkungen.

Synthesevorschrift:

In einem 1000 ml Rundkolben werden 255 ml Wasser, unter Rühren 309 g fein gepulvertes NaBr (oder 340 g KBr) (1), 207 ml 1-Butanol und 206 ml konzentrierte Schwefelsäure hinzugegeben. Die Hälfte der Schwefelsäure wird hierbei langsam zum Reaktionsgemisch gegossen, dann wird ein Rückflusskühler aufgesetzt, und die zweite Hälfte mit dem Tropftrichter so hinzugegeben, dass das Reaktionsgemisch nicht zu heftig siedet. Im Anschluss wird für 4 Stunden auf dem Ölbad unter Rückfluss gekocht, wobei man durch starkes Rühren möglichst vermeiden soll, dass sich 2 Phasen bilden (2). Nach den 4 Stunden wird das Reaktionsgemisch der Destillation unterworfen (Ölbad 140 °C), bis nichts mehr übergeht (3), wobei sich in der Vorlage 2 Phasen bilden. Die untere, organische Phase wird im Scheidetrichter abgetrennt (4) und mit Wasser (5), ausreichend konzentrierter Schwefelsäure (6), einer Lösung von 10 g Natriumcarbonat in 100 ml Wasser, und abschließend wieder mit Wasser gewaschen. Es wird über Nacht mit wasserfreiem Calciumchlorid (5 g) getrocknet, vom Trockenmittel abfiltriert und destilliert, wobei nach einem kleinen Vorlauf das reine Produkt übergeht (Trockenrohr!) (7). Die Literaturausbeute (Orgsyn – nicht abgeänderte Vorschrift) beträgt 90 % der Theorie.

Hinzutropfen der Schwefelsäure.

* butylbromid01.JPG
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Kochen unter Rückfluss.

* butylbromid02.JPG
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Abtrennen der organischen Phase (unten) im Scheidetrichter.

* butylbromid03.JPG
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In der grossen Flasche: Butylbromid erste Fraktion. Kleine Flasche: 2 te Produktfraktion, gewonnen durch Destillation des Voraufs der ersten Destillation (siehe Anmerkungen).

* butylbromid04.JPG
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Anmerkungen:

(1) Der Experimentator hat KBr verwendet. Aufgrund der schlechteren Löslichkeit von Kaliumsalzen verbleibt jedoch bei der Verwendung von Kaliumbromid immer Feststoff im Reaktionskolben, der das Rühren erschwert. Es ist in beiden Fällen wichtig das Salz gut zu mörsern.

(2) Bei der Verwendung von KBr in Kombination mit einem Magnetrührer kann das Rühren zeitweilig schwierig sein. In diesem Fall regelmäßig von Hand schütteln.

(3) Dieses Vorgehen wurde nur für KBr erprobt.

(4) Die organische Phase befindet sich unten, hat das größere Volumen und ist in der Regel leicht trüb – vom Aussehen her kann man sie also sehr leicht mit der wässrigen Phase verwechseln. Am besten ist es stets ein paar Tropfen aus beiden Phasen zu entnehmen und die Wasserlöslichkeit zu testen.

(5) Lässt man den ersten Waschgang mit Wasser weg, so entsteht beim Waschen mit konzentrierter Schwefelsäure HBr und etwas Brom, wodurch beim Druckausgleich kleine Rauchwölkchen entweichen.

(6) Das Waschen mit Schwefelsäure ist sehr wichtig, weil es nicht umgesetztes 1-Butanol entfernt. Man muss so viel Schwefelsäure verwenden, dass sich 2 klar getrennte Phasen bilden und die Schwefelsäure-Phase unten liegt. Laut Synthesevorschrift von „Organic Syntheses“ hätte der Experimentator 22 ml Schwefelsäure gebraucht. Es erwies sich jedoch notwendig 60 ml Schwefelsäure einzusetzen. Anschließend wurde nochmals mit 20 ml Schwefelsäure nachgewachsen. Achtung: Beim Versetzen mit Schwefelsäure erwärmt sich das Gemisch stark-abkühlen lassen!

(7) Laut der Synthesevorschrift von Organic Synthesis geht das Produkt zwischen 101-104 °C über; laut Vogel zwischen 100-103 °C. Beim Experimentator ging das Produkt laut Thermometer, nach einem kleinen milchigen Vorlauf, bei 99-99,5 °C über. Weil ein höherer Siedepunkt erwartet worden war, wurde zuerst ein zu großer Vorlauf aufgefangen, der wieder destilliert wurde um noch weiteres Produkt zu gewinnen. Es wurden insgesamt 207 g reines 1-Butylbromid gewonnen (63 % der Theorie). Das Produkt scheint frei von nicht umgesetztem 1-Butanol zu sein, denn ein Teil davon wurde für einen Grignard verwendet, der sehr bereitwillig ansprang.

Herstellen des Grignard-Reagenz:

* Grignard.JPG
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Quellen:

Basierend auf: Organic Syntheses, Coll. Vol. 1, p.25 (1941); Vol. 1, p.3 (1921) * Vogel, Arthur I. - A Text-Book of Practical Organic Chemistry, 3. Auflage, Longman, London 1974




Diese Syntheseanleitung wurde unter der URL http://www.lambdasyn.org/synfiles/1-butylbromid.htm#B zur Synthesensammlung aufgenommen.

« Letzte Änderung: 15. August 2013, 20:53:11 von Mephisto »
"The higher impact projects tend not to be harder than lower impact projects. Just higher impact." - A commentator on the blog "In the pipeline"


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