Synthese von Fluorenon

Die meisten bekannten Oxidationen von Fluoren erfolgen durch z.B. KMnO₄ mit Al₂O₃ in Dichlormethan (wobei allerdings nur im Milligrammmaßstab geabeitet werden kann, da auf 500 mg Fluoren etwa 120 ml DCM kommen) oder mit KOOtBu und Rutheniumkatalysatoren. Eine weitere Methode ist die Oxidation mit Natriumhypochloritlösung und Chlorbenzol als organische Phase durch 48-stündiges Kochen.
Neue Methoden der 'Green Chemistry' ermöglichen eine Oxidation durch (Luft-)Sauerstoff mit basischen Katalysatoren wie KOH, KOtBu, NaOEt,...

Geräte:

Rundkolben, Gaseinleitungsrohr mit Fritte, Pipette, großes Becherglas, Thermometer, evtl. Kompressor

Chemikalien:

Fluoren

Dimethylsulfoxid

Natronlauge 50% (C)


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Fluorenon

Durchführung:

25 g Fluoren werden in 100 ml Dimethylsulfoxid (DMSO) gelöst. Entweder verwendet man einen Rundkolben und ein Gaseinleitungsrohr mit einer Fritte oder benutzt eine große Gaswaschflasche mit Fritte als Reaktionsgefäß, da durch deren Höhe ein längerer Kontakt zwischen Reaktand und Sauerstoff möglich ist. Durch die Fritte wird dann Sauerstoff (aus einer Gasflasche) oder Luft (mit einem Kompressor) mit einer Geschwindigkeit von 150 ml/min (bei Luft mindestens das Fünffache!) durch die Lösung geleitet. Anschließend werden 0,05 ml einer 50%igen Natronlauge zugetropft und der Kolben von außen gekühlt um die Temperatur zwischen 25°C und 30°C zu halten. Dann wird eine Stunde gerührt und es werden erneut 0,05 ml Natronlauge zugegeben. Dieser Schritt wird vier weitere Male wiederholt, d.h. 6x 0,05 ml Natronlauge (stundenweise) zugeben und 5 h rühren.
Nach der Reaktionszeit wird die Lösung in 1,5 l Wasser gegossen und der entstehende Brei unter Rühren für 4 h auf 60°C erwärmt. Nachdem die Lösung erkaltet ist, werden die ausgefallenen Kristalle abgesaugt und getrocknet. Das so entstandene Fluorenon hat eine Reinheit von etwa 97% (laut Lit.).

Ausbeute: 26,6 g (99,8% d.Th.)

Entsorgung:

DMSO-haltiges Wasser kann stark verdünnt in den Ausguss gegeben werden. Das Fluorenon wird aufgehoben.

Erklärung:

Es handelt sich um eine basenkatalysierte Oxidation durch (Luft-)Sauerstoff, deren Intermediat (9-[(methylsulfinyl)methyl]-9H-fluoren-9-ol) ein Addukt aus Fluorenol und DMSO darstellt.



Bilder:


Anlage


Durchströmtes Fluoren


Nach der Reaktionszeit


Suspension in Wasser


Produkt

Ein Reaktionscyclus nach einmaliger Zugabe von 0,05 ml NaOH(aq).: