Benzilsäure
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Benzilsäure
Synthese von Benzilsäure aus Benzil
Die 1838 von J. v. Liebig entdeckte und als Benzilsäure-Umlagerung benannte Reaktion von 1,2-Diketonen mit Alkalihydroxiden wird hier genutzt um aus Benzil Benzilsäure herzustellen.
Geräte:
100 mL Rundkolben, Magnetheizrührer mit Ölbad, Rückflusskühler, Möglichkeit zur Vakuumfiltration, 500 mL Becherglas
Chemikalien:
Benzil
Ethanol, absolut
Kaliumhydroxid
Salzsäure konz.
Benzilsäure
Durchführung:
In einem Rundkolben werden 6,0 g Benzil vorgelegt und unter Erwärmen in 18 mL absolutem Ethanol gelöst. Anschließend wird unter Rühren eine Lösung von 6,5 g Kaliumhydroxid in 15 mL Wasser zugetropft, wobei sich bereits während der Zugabe Kristalle abscheiden und sich die gelbe Lösung über Orange nach Violett verfärbt. Nach der vollständigen Zugabe wird die Lösung für 30 Minuten bei 100 °C Badtemperatur gehalten und anschließend abgekühlt. Die Kristalle werden filtriert, mit Ethanol (kein absolutes Ethanol notwendig) nachgewaschen und das Kaliumbenzilat trocken gesaugt. Anschließend wird es in 50 mL Wasser gelöst und unter Rühren bis zur deutlich sauren Reaktion mit konz. Salzsäure versetzt (4 mL) wobei ein farbloser Feststoff ausfällt. Dieser wird abgesaugt und mit Wasser nachgewaschen, um anhaftende Säure zu entfernen. Anschließend wird aus ca. 370 mL Wasser umkristallisiert und im Exsikkator getrocknet.
Ausbeute: 4,494 g (69,0 % d.Th.)
Entsorgung:
Die wässrigen und ethanolischen Lösungen können nach Neutralisation in den Abwasserkanal gegeben werden. Das Produkt wird aufgehoben oder dem organischen Feststoffabfall zugeführt.
Erklärung:
Die Benzilsäure wird durch Umlagerung von Benzil in einer wässrig-ethanolischen KOH Lösung gewonnen und im Sauren ausgefällt.
Dabei entsteht zunächst ein Additionsprodukt (I) welches die Polarität der C=O-Doppelbindung zusätzlich verstärkt und damit den nucleophilen Angriff des Hydroxidions erleichtert (II). Danach wandert der Arylrest anionisch zum benachbarten C-Atom (III) und bildet schließlich das Kaliumbenzilat.
Bilder:
Vorgelegtes Benzil
In Ethanol gelöstes Benzil
Farbänderung nach vollständiger KOH-Zugabe
Sich abscheidende Kristalle des Kaliumbezilats
Ausgefallene Kristalle nach 30 Minuten Reaktionszeit
Abgesaugtes Kaliumbenzilat
Abgesaugte Benzilsäure nach der Fällung
Abgesaugte Benzilsäure nach dem Umkristallisieren
Getrocknetes Produkt
Nahaufnahme der Kristalle
Quellen:
Bayer, Walter - Lehrbuch der Organischen Chemie, 24. Auflage, 2004, p. 594f.
Die 1838 von J. v. Liebig entdeckte und als Benzilsäure-Umlagerung benannte Reaktion von 1,2-Diketonen mit Alkalihydroxiden wird hier genutzt um aus Benzil Benzilsäure herzustellen.
Geräte:
100 mL Rundkolben, Magnetheizrührer mit Ölbad, Rückflusskühler, Möglichkeit zur Vakuumfiltration, 500 mL Becherglas
Chemikalien:
Benzil
Ethanol, absolut
Kaliumhydroxid
Salzsäure konz.
Benzilsäure
Durchführung:
In einem Rundkolben werden 6,0 g Benzil vorgelegt und unter Erwärmen in 18 mL absolutem Ethanol gelöst. Anschließend wird unter Rühren eine Lösung von 6,5 g Kaliumhydroxid in 15 mL Wasser zugetropft, wobei sich bereits während der Zugabe Kristalle abscheiden und sich die gelbe Lösung über Orange nach Violett verfärbt. Nach der vollständigen Zugabe wird die Lösung für 30 Minuten bei 100 °C Badtemperatur gehalten und anschließend abgekühlt. Die Kristalle werden filtriert, mit Ethanol (kein absolutes Ethanol notwendig) nachgewaschen und das Kaliumbenzilat trocken gesaugt. Anschließend wird es in 50 mL Wasser gelöst und unter Rühren bis zur deutlich sauren Reaktion mit konz. Salzsäure versetzt (4 mL) wobei ein farbloser Feststoff ausfällt. Dieser wird abgesaugt und mit Wasser nachgewaschen, um anhaftende Säure zu entfernen. Anschließend wird aus ca. 370 mL Wasser umkristallisiert und im Exsikkator getrocknet.
Ausbeute: 4,494 g (69,0 % d.Th.)
Entsorgung:
Die wässrigen und ethanolischen Lösungen können nach Neutralisation in den Abwasserkanal gegeben werden. Das Produkt wird aufgehoben oder dem organischen Feststoffabfall zugeführt.
Erklärung:
Die Benzilsäure wird durch Umlagerung von Benzil in einer wässrig-ethanolischen KOH Lösung gewonnen und im Sauren ausgefällt.
Dabei entsteht zunächst ein Additionsprodukt (I) welches die Polarität der C=O-Doppelbindung zusätzlich verstärkt und damit den nucleophilen Angriff des Hydroxidions erleichtert (II). Danach wandert der Arylrest anionisch zum benachbarten C-Atom (III) und bildet schließlich das Kaliumbenzilat.
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Vorgelegtes Benzil
In Ethanol gelöstes Benzil
Farbänderung nach vollständiger KOH-Zugabe
Sich abscheidende Kristalle des Kaliumbezilats
Ausgefallene Kristalle nach 30 Minuten Reaktionszeit
Abgesaugtes Kaliumbenzilat
Abgesaugte Benzilsäure nach der Fällung
Abgesaugte Benzilsäure nach dem Umkristallisieren
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Bayer, Walter - Lehrbuch der Organischen Chemie, 24. Auflage, 2004, p. 594f.
I❤OC
There is no sadder sight in the world than to see a beautiful theory killed by a brutal fact. [T. Huxley]
The pursuit of knowledge is hopeless and eternal. Hooray! [Prof. H. J. Farnsworth]
Trust the rhythm and the rhyme of your own heartbeat. [C. Douglas]
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Bemerkungen:
- Umkristallisieren ist nicht zwangsläufig notwendig. UK aus Wasser mindert die Ausbeute, da Benzilsäure auch in kaltem Wasser zu einem geringen Teil löslich ist, auf die Aufarbeitung der Mutterlauge wurde verzichtet. Alternativ kann auch aus Benzen umkristallisiert werden, wovon jedoch aus unnötigen Risiken abzuraten ist.
- die Verwendung von absolutem Ethanol ist ebenfalls nicht unbedingt notwendig, jedoch schien es mir sinnvoll, da MEK im Alkalischen bekannterweisen zur Polymerisation neigt. Mit Toluol vergälltes Ethanol eignet sich jedoch ebenfalls.
- Umkristallisieren ist nicht zwangsläufig notwendig. UK aus Wasser mindert die Ausbeute, da Benzilsäure auch in kaltem Wasser zu einem geringen Teil löslich ist, auf die Aufarbeitung der Mutterlauge wurde verzichtet. Alternativ kann auch aus Benzen umkristallisiert werden, wovon jedoch aus unnötigen Risiken abzuraten ist.
- die Verwendung von absolutem Ethanol ist ebenfalls nicht unbedingt notwendig, jedoch schien es mir sinnvoll, da MEK im Alkalischen bekannterweisen zur Polymerisation neigt. Mit Toluol vergälltes Ethanol eignet sich jedoch ebenfalls.
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- Lithiumoxalat
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Re: Benzilsäure
Schöne Versuchsbeschreibung!
Die Farbänderung während der Reaktion von Gelb über Violett wieder zu Gelb ist sehr auffällig. Weiß man, wodurch das hervorgerufen wird?
Die Farbänderung während der Reaktion von Gelb über Violett wieder zu Gelb ist sehr auffällig. Weiß man, wodurch das hervorgerufen wird?
Ähem ... Justus v. Liebig lebte von 1803 bis 1873 - du meinst sicher 1828 (mit 25 hat der was entdeckt, was heute noch mit seinem Namen verbunden wird! War schon eine tolle Zeit, oder?)NI2 hat geschrieben:Die 1928 von J. v. Liebig entdeckte und als Benzilsäure-Umlagerung benannte Reaktion von 1,2-Diketonen mit Alkalihydroxiden wird hier genutzt um aus Benzil Benzilsäure herzustellen.
"Alles sollte so einfach wie möglich gemacht werden. Aber nicht einfacher." (A. Einstein 1871 - 1955)
"Wer nur Chemie versteht, versteht auch die nicht recht!" (G.C. Lichtenberg, 1742 - 1799)
"Die gefährlichste Weltanschauung ist die Weltanschauung der Leute, die die Welt nie gesehen haben." (Alexander v. Humboldt, 1769 - 1859)
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Upps. Danke!
Da ich von der Farbveränderung (braun) auch in anderen Anleitungen gelesen habe und dort nie EtOH abs. verwendet wurde habe ich es extra mit absolutem gemacht, da ich sehen wollte, ob die Farbveränderung mit dem MEK zusammenhängt, aber dem ist scheinbar nicht so und die wunderschöne Violettfärbung hat mich überrascht und verwundert und ist mir bisher nicht wirklich erklärbar.
Da ich von der Farbveränderung (braun) auch in anderen Anleitungen gelesen habe und dort nie EtOH abs. verwendet wurde habe ich es extra mit absolutem gemacht, da ich sehen wollte, ob die Farbveränderung mit dem MEK zusammenhängt, aber dem ist scheinbar nicht so und die wunderschöne Violettfärbung hat mich überrascht und verwundert und ist mir bisher nicht wirklich erklärbar.
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Buch sagt ebenfalls 1838, keine Ahnung was los war
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- Uranylacetat
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- Beiträge: 1221
- Registriert: Sonntag 8. August 2010, 23:17
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Sehr schöne Synthese! Mir fällt auf, dass viele aromatische Säuren mit feinen langen "nadeligen" Kristallen auskristallisieren...
"Der einfachste Versuch, den man selbst gemacht hat, ist besser als der schönste, den man nur sieht." (Michael Faraday 1791-1867)
Alles ist Chemie, sofern man es nur "probiret". (Johann Wolfgang von Goethe 1749-1832)
„Dosis sola facit venenum.“ (Theophrastus Bombastus von Hohenheim, genannt Paracelsus 1493-1541)
"Wenn man es nur versucht, so geht´s; das heißt mitunter, doch nicht stets." (Wilhelm Busch 1832 -1908)
Alles ist Chemie, sofern man es nur "probiret". (Johann Wolfgang von Goethe 1749-1832)
„Dosis sola facit venenum.“ (Theophrastus Bombastus von Hohenheim, genannt Paracelsus 1493-1541)
"Wenn man es nur versucht, so geht´s; das heißt mitunter, doch nicht stets." (Wilhelm Busch 1832 -1908)
Das gilt nicht nur für aromatische. Zwar gibt es keine Regel, aber es fällt des öfteren auf.
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[EDIT: ein paar Schreib- und Grammatikfehler korrigiert und verschoben]
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