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.
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