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1-Brombutan
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Synthese von 1-Brombutan

Geräte:

500 ml-Dreihalskolben, 500-ml Rundkolben, Rückflusskühler, Heizpilz, Heizrührer oder Rührmotor mit KPG-Rührstab, Thermometer, Tropftrichter, Destillationsbrücke, Scheidetrichter, Erlenmeyerkolben

Chemikalien:

1-Butanol (Xn)


Schwefelsäure 96% (C)


Natriumbromid

Natriumsulfat
____________

1-Brombutan (F, N, Xi)



Durchführung:

Man legt 45 g 1-Butanol, 77 g Natriumbromid und 70 ml Wasser in einen 500 ml-Dreihalskolben vor. Dann tropft man, unter ständigem Rühren, in 15 Minuten 54 ml Schwefelsäure 96% zu. Nun erhitzt man den Ansatz 2 Stunden unter Rückfluss zum Sieden. Das Brombutan/Wasser-Gemisch destilliert man nun bis zu einer Sumpftemperatur von 130 °C direkt aus der Apparatur ab.
In einem Scheidetrichter trennt man die Brombutan-Phase ab und mischt sie unter Eiskühlung in einem Erlenmeyerkolben mit 8 ml Schwefelsäure. Nach dem Abkühlen schüttelt man das Gemisch im Scheidetrichter und trennt wieder das Brombutan ab, welches man dann 3x mit je 30 ml Wasser wäscht und anschließend über wasserfreiem Natriumsulfat trocknet. Dann wird erneut destilliert. Ausbeute: 54,62 g (65,7% d. Th.)

Entsorgung:

Den Destillationsrückstand und die Wasser- bzw. Schwefelsäurephasen lässt man über nacht im Abzug ausdampfen und spült sie anschließend mit viel Wasser in den Abfluss.
Das Natriumsulfat gibt man mit Filterpapier nach ausdampfen über Nacht in einen Behälter für kontaminiertes Papier.
Den Rückstand der Destillation spült man mit Ethanol in den Lösungsmittelabfall.
Das Brombutan füllt man in eine entsprechend beschriftete Braunglasflasche.

Erklärung:

Zunächst wird die OH-Gruppe des Alkohols protoniert, dann wird über eine SN2-Reaktion durch Bromidionen substitutiert.



Bilder:


Apparatur beim Erhitzen


Bei der Destillation

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Geht das auch mit Kaliumbromid?

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Nützliche Vorschrift, jedoch gibt es hier schon eine Bromierung der gleichen Sorte. >>Guckst du<< Wink

Außerdem ist die Erklärung so ziemlich falsch. Die Schwefelsäure dient hier nicht als Katalysator (warum setzt du sie dann auch äquimolar zu??), sondern bildet mit dem Bromid Bromwasserstoffsäure, die dann in einer nucleophilen Substitution den Alkohol bromiert.

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Ich habe es so aufgeschrieben weil es genau so in der Laborvorschrift auf unserer Arbeit stand. Wink

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Dann ist die Laborvorschrift leider falsch... Rolling Eyes
Und erkläre mir bitte, wofür du dann die Schwefelsäure äquimolar verwendest.

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Das ganze kann gar nicht so ablaufen wie in deiner Reaktionsgleichung. OH- ist eine sehr schlechte Abgangsgruppe, daher kann Butanol nicht einfach so durch Bromid nucleophil substituiert werden. Die Schwefelsäure protoniert das Butanol an der Hydroxylgruppe und unter Wasserabspaltung entstehen Butylkationen, die mit Bromidionen zu Brombutan reagieren. Somit liegt ihr auch streng genommen beide falsch; die Schwefelsäure setzt kein HBr sondern einfach H+ frei - wobei das natürlich in wässriger Lösung letztlich recht wenig Unterschied macht.

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Auch wenn das hier gerade nicht der Fall ist: Katalysator sind definitionsgemäß nicht in "geringen Anteil" im Reaktionsgemisch enthalten. Es gibt durchaus auch Reaktionen (best. Friedel-Crafts-Acylierungen) wo der Kat äquimolar eingesetzt wird.

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Wobei der vermeintliche "Katalysator" bei Friedel-Crafts gar nicht unbedingt als solcher zu sehen ist, zumindest bei Aluminiumchlorid - der entstehende Aluminiumchlorokomplex zerfällt nicht mehr zu Aluminiumchlorid, weshalb letzteres definitionsgemäß auch nicht katalytisch wirkt und was der Grund für die Notwendigkeit äquimolarer Mengen ist.

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Stimmt, dem Einwand muss ich leider zustimmen Smile

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Danke für die vielen Verbesserungen. Ich werde das morgen auf der Arbeit mal bei unserer Vertretung ansprechen. Sollte ja nicht sein das man sowas an der TU gelehrt bekommt :'D

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Für echte katalytische Reaktionen reichen deshalb üblicherweise Spuren. Wie extrem sowas werden kann zeigt ein in Nature Chemistry 12/2010 diskutiertes Thema, die C-C-Kreuzkupplungen ohne Übergangsmetallkatalyse (zu denen ich vllt. demnächst auch was Experimentelles posten werde). In Bezug auf solche Reaktionen wurde schon öfter publiziert, beispielsweise Suzuki-Kupplungen ohne Palladiumkatalysator. Der Boronsäure und dem Arylhalogenid wurde nur Natriumcarbonat p.a. als Base zugegeben, kein weiterer Katalysator und die Reaktion fand statt. Letztlich stellte sich heraus, dass doch Palladium beteiligt war, und zwar 50 ppb die als Verunreinigung im Natriumcarbonat enthalten waren!

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Ja, klar. Sorry!

War etwas durcheinander, weil ich vor kurzem mit Bromwasserstoffsäure -wie ich dachte- direkt bromierte, was jedoch dann auch nicht sein konnte, da das Wasser eine zu schlechte Abgangsgruppe ist um in einer SN2-Reaktion zu reagieren. Daher muss auch immer noch Schwefelsäure hinzugesetzt werden um den Alkohol zu aktivieren. *Klick mach* Smile

Aber wieso macht man sich dann überhaupt manchmal die Arbeit mit HBr zu bromieren, wenn es nur auf die Bromid-Ionen drauf ankommt. Confused

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Hatten wir nicht auch noch Schwefelsäure dazugegeben. ? Laughing .
Bromwasserstoffsäure ist ein gängiges Handelsprodukt und es geht eigentlich ohne Brom von statten.

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Zitat:
Daher muss auch immer noch Schwefelsäure hinzugesetzt werden um den Alkohol zu aktivieren. *Klick mach*


Wink

Ja, schon, aber wir haben die Bromwasserstoffsäure aus Bromid gemacht, was wir uns dann eigentlich hätten sparen können.

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HBr ist eine stärkere Säure als H2SO4. Man kann sich den Aufwand zwar eigentlich sparen, sie zu isolieren, aber man kann sie durchaus auch alleine verwenden, ohne Schwefelsäure.

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