Illumina

Synthese von Essigsäurephenylester

Ester von Phenolen oder tertiären Alkoholen lassen sich aufgrund mangelnder Carbonylaktivität nicht durch direkte Alkoholyse der Carbonsäure herstellen. Man greift deshalb auf acidere Edukte (stärker positivierter Carbonylkohlenstoff durch -I-Effekt), wie Carbonsäureanhydride oder Carbonsäurechloride zurück.

Geräte:

Rückflusskühler, 250 ml Rundkolben, Trockenrohr, Magnetrührer, Magnetrührstab, Wasserbad, Becherglas

Chemikalien:

Essigsäureanhydrid
Phenol
Schwefelsäure
Natriumcarbonat
Natriumsulfat

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Essigsäurephenylester

Durchführung:

15,7 mL Essigsäureanhydrid werden in einer Rückflussapparatur zusammen mit 13,5 g Phenol versetzt. Als Katalysator gibt man 5 Tropfen konz. Schwefelsäure hinzu. Man stellt das Wasserbad an und lässt das Reaktionsgemisch in siedendem Wasser 2 Stunden lang reagieren. Das Phenol löst sich bei Erwärmung sofort vollständig in dem Essigsäureanhydrid.
Anfangs ist die Lösung etwas rosa gefärbt, was sich im weiteren Reaktionsverlauf abschwächt, sodass schließlich die homogene Lösung farblos erscheint. Ist die Reaktion beendet, gießt man das Rohprodukt in Eiswasser und lässt solange stehen bis sich zwei Phasen gebildet haben.
Die organische Phase wird abgetrennt und im Scheidetrichter mit Natriumcarbonatlösung gewaschen. Das entstehende Kohlenstoffdioxid lässt man ab, indem man den Scheidetrichter umdreht und den Hahn öffnet. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis kein Gas mehr aus dem Hahn entweicht. Danach trennt man die organische Phase im Scheidetrichter ab, wäscht sie anschließend noch zweimal mit destillierten Wasser und trocknet sie dann über Natriumsulfat.
Zur weiteren Aufarbeitung bietet sich eine Vakuumdestillation an, welche mir aber leider nicht möglich ist.
Ausbeute: 14,1 g (72,2% d.Th.) (Literaturausbeute: 75% (Organikum))

Entsorgung:

Der Essigsäurephenylester kommt zu den halogenfreien Lösungsmittelabfällen.

Erklärung:

Im ersten Schritt wird der Carbonylsauerstoff protoniert (Protonen von der Schwefelsäure). Durch die Protonierung wird eine verstärkte positive Ladung am Carbonylkohlenstoffatom erreicht. Im zweiten Schritt klappen zwei Bindungselektronen nach oben, sodass der Hydroxyl-Sauerstoff des Phenols nucleophil angreifen kann. Die neue Esterbindung C-O ist geknüpft. Das entstandene Oxoniumion in Schritt 3 wird durch Deprotonierung beseitigt (Katalysatorrückbildung). Des weiteren wird Essigsäure aus dem Hydroxylwasserstoff und dem Acetation abgespalten und so in Schritt 4 der Ester freigesetzt.


Bilder:


Die Reaktionsapparatur


Das Reaktionsgemisch nach einer Stunde beim Rückflusskochen


Das Rohprodukt im Kolben


Der abgefüllte Essigsäurephenylester

Schön gemacht Toby !
Nur glaube ich, dass du nicht gut genug getrocknet hast, das Produkt ist ja noch sehr trübe ...

Schön

Beim 2. Bild erkennt man allerdings mehr Wasserbad als Ester

Trübe heißt nicht gleich nass.. Wenn ich zuhause bin erkundige ich mich nach dem Aussehen des Esters.

Edit: @ CsOH: Ja, das hast du Recht. Irgendwie spinnt hier grad die Uploadfunktion, ich habe noch andere Bilder machen lassen. Die Bilder sind nämlich nicht auf meinem Mist gewachsen, sondern von einem Fotografen, der hier heute zufällig für die Firma meines Vaters Fotos gemacht hat. Den hab ich mir gleich mal gekrallt und einen Sonderauftrag verpasst Insofern bekommst du dein Foto vom Kolben im Wasserbad noch

mfg

Sehr schön & Gut gelungen ! (Du solltest jedoch vlt. noch den Sdp. bestimmen)

t0bychemie hat geschrieben:[...] sondern von einem Fotografen [...]

Solltest du ab jetzt immer mitnehmen. Bei Bild 3. hätte der lieber mit Manu-Focus arbeiten sollen...

mfg

(Du solltest jedoch vlt. noch den Sdp. bestimmen)

Ja, gute Idee. Wenn ich das nächste mal da bin, schau ich mal wie sich das umsetzen lässt.

t0bychemie hat geschrieben: Ja, gute Idee. Wenn ich das nächste mal da bin, schau ich mal wie sich das umsetzen lässt.

Wie wäre es, wenn du einfach ein Thermometer in ein RG mit dem Ester stecken würdest und mit einem Ölbad bis zum Sieden erwärmen würdest? Den ester könntest du z. B. mit einem großen Uhrglas weider kondensieren. Liese sich das denn realisieren?

Man kann eine Sdp-Bestimmung ganz gut mit einem Reagenzglas mit seitlichem Ansatz, einem passenden Kunststoffstopfen und einem Thermommeter realisieren ... bei einem Sdp. von über 150°C ist ein Ölbad natürlich empfehlenswert.

mfg

Bei Temperaturen von über 150°C wird es eng bei mir, wenn es heißt, den Siedepunkt zu bestimmen. Ich habe zwar ein Quecksilberthermometer, allerdings wird es da schnell recht ungenau. Ich werde sehen, was sich machen lässt

ps: Ich hoffe, dass die Bilder jetzt gefallen

Ich habe noch eine Frage:

Ist es nicht etwas schlecht, wenn man mit einem geraden Rührfisch in einem runden Kolben rühr? Bei mir kratzt der Rührfisch immer an den Wänden des Kolbens, weswegen ich runde Rührfische verwende.

Jup, ist suboptimal. Der Rührfisch ist aber nur bei niedrigster Stufe seine Runde geschwommen. Der hätte da auch gar nicht sein müssen. Das Gemisch hat ohnehin nicht gekocht, Siedeverzüge also ausgeschlossen. Deine Methode mit den runden Stäbchen ist am besten.

mfg

Der Mechanismus ist jetzt auch da.
mfg

Stimmt aber noch nicht. Links oben muss der Pfeil vom Carbonylsauerstoff zum Proton gehen, nicht andersrum. Ein Proton hat gewisse Probleme, Elektronen für eine Bindung bereitzustellen. Weiterhin, wieso vollziehen unten in der Mitte die Elektronen der O-H-Bindung eine Kreisbewegung zum O und dann wieder zum H hin? Lass das AcOR doch gerade AcOH und nicht OAc^- und H⁺ abspalten, Essigsäure ist sowieso wenig dissoziiert, erst recht in Abwesenheit von Wasser (und lass dann auch gerade die Essigsäure auf der Produktseite weg). Somit muss vom Acetylsauerstoff ein Pfeil zum Hydroxylwasserstoff gehen und der Pfeil vom Hydroxylsauerstoff zum Hydroxylwasserstoff muss weg, dann stimmt's.

Du meinst also, dass ich mir Schritt 4 sparen könnte, den Wasserstoff des Oxoniumions als Proton abspalte und die Essigsäure wie gesagt als Produkt von (in Schritt 3) Acetation und dem Proton des protonierten Carbonylsauerstoff ebenfalls abspalte? Ich werde es morgen korrigieren..

Edit: Ich werde der Anleitung eventuell noch eine Anleitung mit Acetylchlorid hinzufügen, also bitte noch nicht verschieben..

mfg

...hab eben mal ein paar kleine Tipp-/Rechtschreibfehler beseitigt. Aber erfrischend wenige... (3 oder so)
Ich hoffe die Synthese mit dem Acetylchlorid lässt nicht zu lange auf sich warten... so verschiebe-freundliche Artikel haben wir nicht oft in letzter Zeit...