Synthesevorschrift als PDF-File zum Ausdrucken - kriemhild

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1024 Eliminierung von Wasser aus 4-Hydroxy-4-methyl-2pentanon
C
H 3
C
H 3
OH
C 6 H 12 O
O
CH 3
I 2
- H 2 O
C
H 3
CH 3
1
O
CH 3
(116.2) (253.8)
(98.2)
Klassifizierung
Reaktionstypen und Stoffklassen
Eliminierung
Alkohol, Alken, Keton, Säurekatalysator
I 2
+
C 6 H 10 O
C
H 2
Arbeitsmethoden
Destillieren, Rühren mit Magnetrührer, Abfiltrieren, Heizen mit Ölbad
Versuchsvorschrift (Ansatzgröße 50 mmol)
Geräte
10 mL Rundkolben, Destillationsapparatur, heizbarer Magnetrührer, Magnetrührstab, 100 mL
Scheidetrichter, kleine Glasfritte, gerader Vorstoß (zum Absaugen eines Filtrats in einen
Kolben), Ölbad
CH 3
Chemikalien
4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanon (Sdp.166 °C) 5.81 g (6.18 mL, 50.0 mmol)
Iod (Schmp. 114°C) 60 mg (0.24 mmol)
Natriumsulfat zum Trocknen
Durchführung der Reaktion
In einem 10 mL Rundkolben mit Magnetrührstab werden 60 mg (0.24 mmol) Iod in 5.81 g
(6.18 mL, 50.0 mmol) 4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanon gelöst. Die Lösung wird in einer
Destillationsapparatur zunächst bis auf 120 °C erhitzt, dann im Laufe der Reaktion allmählich
auf 150-160 °C, bis kein Destillat mehr übergeht (etwa 45 Minuten).
Destillat: 4.60 g; Destillationsrückstand: 1.28 g.
Aufarbeitung
Man überführt das Destillat in einen kleinen Scheidetrichter und trennt die Phasen. Die obere
organische Phase wird mit möglichst wenig Natriumsulfat getrocknet und anschließend vom
O
CH 3
Januar 2004

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Trockenmittel über eine kleine Glasfritte und einen geraden Vorstoß direkt in einen 10 mL
Rundkolben abgesaugt. Dieser wird für die nachfolgende Destillation eingesetzt.
Rohausbeute: 3.20 g
Das Rohprodukt wird bei Normaldruck fraktionierend destilliert. Fraktionen mit gleichem
Brechungsindex werden vereinigt.
Ausbeute: 2.30 g (23.4 mmol, 47%); Sdp. 125-130 °C, farblose Flüssigkeit; der Brechungs-
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index ist für alle Fraktion sehr ähnlich: nD = 1.4420 - 1.4450. Das Produkt besteht zu mehr
als 90% aus dem konjugierten Keton (Mesityloxid) (siehe Analytik).
Als Destillationsrückstand bleibt ein schwarzer Teer.
Abfallbehandlung
Entsorgung
Abfall Entsorgung
wässrige Phase Lösungsmittel-Wasser-Gemische, halogenhaltig
Natriumsulfat Feststoffabfall, quecksilberfrei
Destillationsrückstand mit wenig Aceton aufnehmen, dann:
Lösungsmittel, halogenhaltig
Zeitbedarf
3-4 Stunden
Unterbrechungsmöglichkeit
Vor der zweiten Destillation
Schwierigkeitsgrad
Leicht
Versuchsvorschrift (Ansatzgröße 250 mmol)
Geräte
50 mL Rundkolben, Destillationsapparatur, heizbarer Magnetrührer, Magnetrührstab, 100 mL
Scheidetrichter, Glasfritte, gerader Vorstoß (zum Absaugen eines Filtrats in einen Kolben),
Ölbad
Chemikalien
4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanon (Sdp.166 °C) 29.1 g (30.9 mL, 250 mmol)
Iod (Schmp. 114°C) 0.30 g (1.2 mmol)
Natriumsulfat zum Trocknen
Durchführung der Reaktion
In einem 50 mL Rundkolben mit Magnetrührstab werden 0.30 g (1.2 mmol) Iod in 29.1 g
(30.9 mL, 250 mmol) 4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanon gelöst. Die Lösung wird in einer
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Destillationsapparatur zunächst bis auf 120 °C erhitzt, dann im Laufe der Reaktion allmählich
auf 150-160 °C, bis kein Destillat mehr übergeht (etwa 90 Minuten).
Destillat: 23.5 g; Destillationsrückstand: 5.31 g.
Aufarbeitung
Man überführt das Destillat in einen kleinen Scheidetrichter und trennt die Phasen. Die obere
organische Phase wird mit möglichst wenig Natriumsulfat getrocknet und anschließend vom
Trockenmittel über eine Glasfritte und einen geraden Vorstoß direkt in einen 50 mL Rundkolben
abgesaugt. Dieser wird für die nachfolgende Destillation eingesetzt.
Rohausbeute: 13.7 g
Das Rohprodukt wird bei Normaldruck fraktionierend destilliert. Fraktionen mit gleichem
Brechungsindex werden vereinigt.
Ausbeute: 12.7 g (130 mmol, 52%); Sdp. 125-130 °C, farblose Flüssigkeit; der Brechungs-
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index ist für alle Fraktion sehr ähnlich: nD = 1.4420 - 1.4450. Das Produkt besteht zu mehr
als 90% aus dem konjugierten Keton (Mesityloxid) (siehe Analytik).
Als Destillationsrückstand bleibt ein schwarzer Teer.
Abfallbehandlung
Entsorgung
Abfall Entsorgung
wässrige Phase Lösungsmittel-Wasser-Gemische, halogenhaltig
Natriumsulfat Feststoffabfall, quecksilberfrei
Destillationsrückstand mit wenig Aceton aufnehmen, dann:
Lösungsmittel, halogenhaltig
Zeitbedarf
4-5 Stunden
Unterbrechungsmöglichkeit
Vor der zweiten Destillation
Schwierigkeitsgrad
Leicht
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Analytik
DC
DC-Bedingungen:
Trägermaterial: Macherey und Nagel Polygram SilG/UV Fertigfolien, 0.2 mm
Laufmittel: Diethylether/Cyclohexan = 3 : 7
Rf (Edukt) 0.33
Rf (Produkt Mesityloxid) 0.55
Rf (Destillationsrückstand) 0.55 (Produkt) und 0.92
GC
Bei der Untersuchung des Produktgemischs mit GC ist es bei den angewandten Bedingungen
zu Umlagerungsreaktionen gekommen.
IR-Spektrum vom Reinprodukt (Film)
Wellenzahl (cm -1 ) Zuordnung
2977, 2937, 2914 C-H-Valenz, Alkan
1690 C=O-Valenz konjugiert zu C=C
1625 C=C-Valenz konjugiert zu C=O
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1 H NMR-Spektrum vom Rohprodukt (400 MHz, CDCl3)
1 H NMR-Spektrum vom Reinprodukt (400 MHz, CDCl3)
δ (ppm) Multiplizität Anzahl H Zuordnung A Zuordnung B
1.75 s 3 6-H
1.88 s 3 1-H
2.00 s 3 5-H
2.13 s 3 6-H
2.16 s 3 5-H
3.12 s 2 3-H
4.83 s 1 1-H 3-H
4.96 s 1 1-H
6.09 s 1 3-H
5
1
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6
6
2
2
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3
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5
5
A
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13 C NMR-Spektrum vom Rohprodukt (100 MHz, CDCl3)
13 C NMR-Spektrum vom Reinprodukt (100 MHz, CDCl3)
δ (ppm) Zuordnung
20.47 C-6
27.55 C-1
31.58 C-5
124.11 C-3
154.85 C-2
198.47 C-4
76.5.77.5 Lsgm.
1
6
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