Acetophenon

[Boxah]

Synthese von Acetophenon

Geräte:

250 ml Zweihalskolben, Claisenaufsatz, 50 ml Tropftrichter mit Druckausgleich, Rückflusskühler, Eisbad, Trockenrohr, Thermometer, Magnetrührer, Vakuumdestille, Vakuumpumpe

Chemikalien:

Benzol
Acetylchlorid
Aluminiumchlorid
Eis

Diethylether
Salzsäure 37%
Wasser

Natronlauge 2%
Kaliumcarbonat

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Acetophenon

Hinweis:

Benzol und quantitativ entstehender Chlorwasserstoff sind giftig, deshalb sollte mit Vorsicht gearbeitet werden. Benzol ist zudem krebserregend. Schutzbrille, Handschuhe sowie passende Kleidung und ein Abzug sind wegen der Gefahr einer Vergiftung zu empfehlen.

Durchführung:

In einen 250 ml Zweihalskolben mit Tropftrichter und Rückflusskühler mit Calciumchloridrohr gibt man 50 ml Benzol, 40 g fein gepulvertes wasserfreies Aluminiumchlorid und einen Rührfisch. Durch magnetisches Rühren wird die so entstehende gelbe Suspension im Eisbad gekühlt. Ist die Temperatur von 5 °C erreicht beginnt man über den Tropftrichter langsam 25 ml Acetylchlorid so zuzutropfen, dass die Temperatur nicht über 20 °C steigt. Um die Reaktion zu vervollständigen erhitzt man noch eine Stunde unter Rückfluss.
Nun wird das erkaltete Reaktionsgemisch vorsichtig auf 200 g Eis gegeben, wobei es stark exotherm reagiert. Deshalb sollte dieser Schritt in einem ausreichend bemessenen Becherglas geschehen. Es bilden sich zwei Phasen. Dem Gemisch wird so lange Salzsäure zugegeben, bis die Trübung verschwunden ist. Die organische Phase wird im Scheidetrichter abgetrennt und die wässrige Phase noch zwei mal mit Diethylether extrahiert. Die vereinigten Extrakte werde sorgfältig mit Wasser, Natronlauge (2%) und wieder mit Wasser gewaschen und dann mit Kaliumcarbonat getrocknet. Nach dem Trocknen wird erst der Ether und das Benzol unter Normaldruck abdestilliert (bis 110 °C). Anschließend wird auf 60 °C abgekühlt, ein Vakuum von 30-40 mbar angelegt und die Fraktion über 100 °C aufgefangen.

Ausbeute: 23 g (55% d. Th.)

Entsorgung:

Acetophenon und Benzol werden zu den halogenfreien organischen Abfällen gegeben.
Aluminiumchlorid und Acetylchlorid werden nach Hydrolyse und Neutralisation stark verdünnt in den Abfluss gegeben.

Erklärung:

Bei dieser Synthese wird zur Einführung einer Acylgruppe eine Friedel-Crafts-Acylierung genutzt, die auf der elektrophilen aromatischen Substitution beruht.
Acetylchlorid selbst ist es nicht möglich das Benzol wirksam anzugreifen, da es keine ausreichende Elektrophilie aufweist. Deshalb wird Aluminiumchlorid zugegeben, welches einen Elektronenmangel hat und Elektronendichte von der Carbonylgruppe des Acetylchlorids entfernen kann. Dadurch wird die Elektrophilie des Acetylchlorids stark erhöht. Der Acetylchlorid-Aluminiumchlorid-Komplex greift nun über die Carbonylgruppe am Benzol an; es bildet sich ein Sigma-Komplex. Dieser ist nicht aromatisch und daher nicht sehr stabil, weshalb ein Proton abgestoßen wird; es entsteht Acetophenon. Das Aluminiumchlorid bildet mit dem Acetophenon wieder einen Komplex, weshalb man Aluminiumchlorid äquimolar einsetzen muss.




Bilder:


Apparatur


Suspension von Aluminiumchlorid in Benzol


Reaktionsgemisch nach Zugabe des Acetylchlorids


Vakuumdestillation


Nach der Destillation


Festes Acetophenon

[Final Destillation]

Beim schnellen Drübergucken siehts schonmal nicht schlecht aus.

P.S.: Kühlst du mit Leitungswasser?


MfG TC

[Caesiumhydroxid]

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Liegt das Aluminiumchlorid wirklich als Molekül vor (afaik ist das nur bei Al₂Cl₆ der Fall...?)?

[t0bychemie]

Dein Versuch gefällt mir gut, Boxah Weiter so.

Etwas zu meckern habe ich allerdings doch: Bei der Erklärung des Mechanismus schreibst du, dass das Carbeniumion das Benzol elektrophil angreift. Beim Mechanismus selbst zeigst du uns allerdings den Komplex von Aluminiumchlorid und Acetylchlorid. Dies steht im Widerspruch zueinander: Es wurden beide Spezies gefunden; sowohl der Komplex als auch ein Carbo-Kation (genauer Acylium-Ion). Du solltest in deiner Erklärung noch deutlicher machen, dass es sich um einen Komplex handelt und nicht um ein freies Acylium-Ion.

[Boxah]

@ Final Ich habe Leitungswasser zum kühlen der Destille genommen, welches aber um die Jahreszeit 4-5 C warm ist.

[t0bychemie]

@ CsOH: Es gibt keine Substanz die zu 100 % ionisch vorliegt, Aluminiumchlorid hat einen relativ hohen kovalenten Bindungsanteil, sodass man durchaus das AlCl₃ als Molekül hinschreiben kann.

[Uranylacetat]

Sehr schöne Darstellung und Dokumentation @Boxah! Weiter so...

[Boxah]

Schön das es euch gefällt und für den Tipp mit der Erklährung, darum werde ich mich noch kümmern.

MfG und gute Nacht Jacob

[Final Destillation]

Danke für die Antwort Boxah, ich meinte eigentlich eher wegen den Kosten, als wegen der Temperatur, oder fängst du das iwie auf? Privat wäre es ja echt schade drum.


MfG TC

[NI2]

Soweit nicht schlecht... der Rest wird ja noch angepasst

Aber mein größer Kritikpunkt: Benutz endlich den Clean Structure-Button! Und: Wenn du mit Keilstrichformeln arbeitest die extra dafür dafür da sind eine räumliche Struktur zu signalisieren, darfst du nicht einfach planar in die Formel schreiben.
Hab ich absolut kein Verständnis für. *grml*

[Boxah]

Hä? Ich verstehe nicht was du meinst. Soll ich das Wasser was ich zum Kühlen meines Liebigekühlers nehme auffangen? Das sind evtl. in einer Stunde 10-15l bei langsamen Durchfluss.

PS: @ Hannes als ich den gedrückt habe, hat der mit alles auf den Kopf gestellt und verdreht und nichts war mehr zu erkennen

[NI2]

Du musst ihn ja auch immer an den richtigen Stellen drücken und nicht einfach am Ende und erwarten, dass es gut ausschaut. Das erste Acetylchlorid-Molekül ist zum Beispiel jenseits von Gut und Böse.

[frankie]

Um tobys Post noch zu ergänzen: Die Struktur einer Spezies hängt insbesondere auch von der chemischen (LöMi) und physikalischen Umgebung (Temperatur, Druck,..) ab. Das Dimer des Aluminiumchlorid trifft man beispielsweise in der Schmelze und in der Gasphase am häufigsten.


mfg

[Newclears]

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[t0bychemie]

Richtig frankie, das Acylium-Ion ist, o wunder, in polaren Lösungsmittel anzutreffen. Demnach wird bei diesem Versuch der Komplex prominent sein.

mfg