Hier stelle ich die Synthese von PCC [3867-15-0] ausgehend von Cyclohexanon, Piperidin unter Zuhilfenahme von Natriumhydrogensulfit und Kaliumcyanid vor. PCC ist in reinem Zustand ein farbloser, geruchloser, organischer Feststoff, der unlöslich in Wasser, jedoch löslich in den meisten organischen Lösungsmitteln ist. Es sind kaum Informationen dazu verfügbar.Synonyme: 1-Piperidinocyclohexanecarbonitril, 1-(1-Cyanocyclohexyl)piperidin
WARNUNG: Die Synthese ist - trotz ihrer verhältnissmäßig leichten Durchführbarkeit - nichts für Anfänger. Die Verwendeten Stoffe riechen sehr penetrant und ausserdem treten äußerst giftige Blausäurenebel auf. Daher muss man die Synthese unbedingt in einem gut ziehenden Abzug oder im Freien durchführen. Zu PCC sind nur wenige Informationen verfügbar, es steht jedoch im Verdacht irreversibel neurotoxisch und kontaktallergen zu sein, besonders bei der Reinigung und Trocknung des Produkts ist daher der Kontakt mit der Substanz um jeden Preis zu vermeiden!Geräte:1 x Becherglas hohe Form 1000 ml
1 x Erlenmeyerkolben 100 ml
1 x Exsikkator mit Calciumchlorid
2 x Filterpapier
1 x Nutsche Por. <= 2 + Pumpe und Saugflasche
1 x Glasstab 30 cm
1 x Magnetrührer mit Rührfisch
1 x Metallspatel
1 x Messzylinder 10 ml
1 x Messzylinder 50 ml
1 x Präparative Waage
1 x Uhrglas zum Abdecken des Kolbens
Chemikalien: Cyclohexanon, Kaliumcyanid, Natriummetabisulfit (Natriumdisulfit), Piperidin
Durchführung: Es werden 6.3 g Natriummetabisulfit abgewogen und in den 50 ml Erlenmeyerkolben gegeben.
Foto des Natriumbisulfits: 86638268_519.jpg (18.65 KB . 222x205 - angeschaut 1062 Mal)Anschließend gibt man den Rührfisch in den Kolben, stellt das 1000 ml Becherglas auf den Magnetrührer, befüllt das Becherglas mit Eiswasser und plaziert darin den Erlenmeyerkolben. Es werden 21 ml Aqua Dest in den Kolben gegeben und der Rührer aktiviert.
Becherglas mit Bisulfit Lösung im Eisbad: 91851259_519.jpg (63.36 KB . 421x371 - angeschaut 1043 Mal)Sobald sich alles gelöst hat, gibt man auf einmal 5.3 g (5.03 ml) Cyclohexanon hinzu, worauf der Inhalt des Kolbens zu einer weissen Masse erstarrt.
Cyclohexanon: 49593590_519.jpg (11.83 KB . 98x248 - angeschaut 1029 Mal)Das Bisulfit Addukt: 34498831_519.jpg (66.41 KB . 450x441 - angeschaut 1047 Mal)Nun werden 3.93 g Kaliumcyanid abgewogen, sowie 9.48 g (8.17 ml) Piperidin.
Piperidin: 57507217_519.jpg (41.17 KB . 313x296 - angeschaut 1022 Mal)Das Piperidin wird sofort komplett in den Kolben gegeben und unmittelbar danach das gesamte Cyanid. Der Kolben wird mit dem Uhrglas abgedeckt um das Austreten von Dämpfen zu verhindern (!). Nachdem alles zugegeben wurde, verflüssigt sich die Masse wieder und es entstehen zwei Phasen, eine wässrige Phase (unten) und eine ölige, organische (oben). Man lässt eine halbe Stunde rühren und nimmt anschließend den Kolben aus dem Eisbad. Das Rühren wird über Nacht bei Raumtemperatur fortgesetzt (Uhrglas bleibt oben auf).
Mischung nach 30 Minuten Rühren, Phasen im Begriff sich zu trennen: 29771929_519.jpg (42.29 KB . 406x256 - angeschaut 1047 Mal)Am nächsten Morgen deaktiviert man den Rührer und stellt den Kolben abgedeckt in die Gefriertruhe worauf die organische Phase zu eisartigen, klaren Kristallen erstarrt. Diese werden filtriert, mit Eiswasser gewaschen, zwischen zwei Filterpapieren ausgepresst (unbedingt den Glasstab zum auspressen benutzen (nudelholzartiges walzen), nicht mit den Händen berühren) und im Anschluss daran im Exsikkator über Calciumchlorid getrocknet.
29631100_519.jpg (55.15 KB . 548x542 - angeschaut 1023 Mal)Ausbeute ~ 5,4 g
etwa 60 % bezogen auf Cyclohexanon. Die Kristallle dürfen nach nichts mehr riechen.
Zur Reaktion: Da Natriumhydrogensulfit als Feststoff nicht sonderlich stabil ist, wird der Stoff aus Natriummetabisulfit durch Hydrolyse mit Wasser erzeugt:
2 Na
+ + S
2O
52- + H
2O
2 Na
+ + 2 HSO
32-Aus dem Keton und dem Hydrogensulfit entsteht anschließend das Hydrogensulfitaddukt, welches ausfällt. Das Addukt reagiert dann mit Kaliumcyanid und Piperidin zu PCC. Die Synthese funktioniert auch mit anderen Heterocyclen als Piperidin.
1069189_519.gif (8.02 KB . 477x393 - angeschaut 1183 Mal)Entsorgung: Reste von Kaliumcyanid sowie haltige Lösungen werden mit Natriumhydroxid alkalisch gestellt und anschließend mit konz. Wasserstoffperoxid zu ungifitgem Cyanat oxidiert. Anschließend gibt man alles flüssige zum chemischen Abfall und Feststoffe (Filterpapier) zum chemischen Feststoffabfall. Das PCC wird in einem kleinen beschrifteten Vial aufbewahrt und unzugänglich für andere Personen gelagert!
Quelle: modifiziert nach Rhodium
[Das geht vielleicht genauer]
Edit by Mephisto: Beitrag aufgeräumt. Bitte nächstes Mal mehr Mühe geben!