Vorprotokoll Anorganisch-Chemisches Fortgeschrittenpraktikum

Vorprotokoll
Anorganisch-Chemisches Fortgeschrittenpraktikum
Matthias Ernst, Florian Schinle Protokoll-Datum: 24.5.2007
Gruppe 2, Platz 8 Assistent: I. Kuzu
Betriebsanweisung nach §20 GefStoffV für das AC-F-Praktikum im SS2007
Präparat Nr 1 - Synthese von Bis(cyclopentadienyl)nickel(II)
Bedeutung und Verwendung:
Bis(cyclopentydienyl)nickel(II), auch Nickelocen genannt, ist ein Vertreter der sog. Sandwichkomplexe, genauer
der Metallocene, bei denen ein Metallatom zwischen zwei Cyclopentadienylringen koordiniert ist. Sie werden in
der Katalyse eingesetzt.
Mögliche Synthesewege:
• Umsetzung von Nickelchlorid und Cyclopentadien in Ethylenglycoldimethylether und Dimethylsulfoxid:
NiCl 2 ⋅6 H 2 O�2KOH aq �2C 5 H 6 �Ni�C 5 H 5 � 2�8 H 2 O�2 KCl aq
[W.L. Jolly, D.J. Chazan, Inorg. Synth., 1968, 101, 1.]
• Zuerst Umsetzung von Nickelpulver mit Brom, dann Weiterreaktion mit Cyclopentadien (s. u.)
Literatur:
W. P. Fehlhammer, W. A. Herrmann, K. Öfele in Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie, Bd. 3
(Hrsg: G. Brauer), Ferdinand Enke, Stuttgart, 1981, S. 1849
Reaktionsgleichung:
Ni�Br 2d NiBr 2
NiBr 2 �2C 5 H 6 �2�C 2 H 5 � 2NH d Ni�C 5 H 5 � 2�2[�C 2 H 5 � 2NH 2 ]Br
Ansatz:
1/4 des Literaturansatzes
Eingesetzte Edukte:
Edukt M [g/mol] n [mol] m [g] ρ [g/cm³] V [ml] Sdp.[*C] Smp. Gef. R/S-Sätze
Brom 159.8 0.125 20.0 3.12 6.41 58.78 -7.25 T+,C,N R26-35-50, S7/9-26-45-61
Nickelpulver 58.7 0.125 7.34 2832 1453 Xn R40-43, S22-36
Cyclopentadien 66.1 0.3 19.8 0,80 24.8 40 -97 F, Xn, N R 11-20/22-36/37/38-51/53,
S 36/37-61
Eingesetzte Lösungsmittel:
Lösungsmittel Menge Gefahrensymbole R/S-Sätze
Ethylenglycoldimethylether 125ml F, T R11-19-20-53-60-61, S45
Diethylamin 100ml C, F R11-20/21/22-35, S3-16-26-29-36/37/39-45
Hexan 150ml F, Xn, N R11-48/20, S9-16-24/25-29-51
Wortlaut der R- und S-Sätze:
Florian Schinle, Matthias Ernst Chemie-Diplom (B)
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R 11 Leichtentzündlich
R 11 Leichtentzündlich
R 19 Kann explosionsfähige Peroxide bilden.
R 20/21/22 Gesundheitsschädlich beim Einatmen und Verschlucken
R 26 Sehr giftig beim Einatmen
R 35 Verursacht schwere Verätzungen
R 36/37/38 Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut
R 40 Verdacht auf krebserzeugende Wirkung
R 43 Sensibilisierung durch Hautkontakt möglich
R 48/20 Gesundheitsschädlich: Gefahr ernster Gesundheitsschäden bei längerer Exposition durch Einatmen
R 50 Sehr giftig für Wasserorganismen
R 51/53 Giftig für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkungen haben
S 3 Kühl aufbewahren
S 7/9 Behälter dicht geschlossen an einem gut gelüfteten Ort aufbewahren
S 16 Von Zündquellen fernhalten - Nicht rauchen
S 22 Staub nicht einatmen
S 24/25 Berührung mit den Augen und der Haut vermeiden
S 26 Bei Berührung mit den Augen sofort gründlich mit Wasser abspülen und Arzt konsultieren
S 29 Nicht in die Kanalisation gelangen lassen
S 36/37/39 Bei der Arbeit geeignete Schutzhandschuhe, Schutzkleidung und -brille tragen
S 45 Bei Unfall oder Unwohlsein sofort Arzt hinzuziehen (wenn möglich, dieses Etikett vorzeigen)
S 51 Nur in gut belüfteten Bereichen verwenden
S 61 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. Besondere Anweisungen einholen/ Sicherheitsdatenblatt zu
Rate ziehen.
Umgang, Verhalten im Gefahrfall, Erste-Hilfe-Maßnahmen und Entsorgung:
Immer Schutzkleidung und -brille tragen.
Brom:
Aufgrund der giftigen Dämpfe nur im Abzug sauber arbeiten und Thiosulfatlösung bereithalten. Dabei
Schutzhandschuhe tragen.
Bei unbeabsichtigter Freisetzung mit Thiosulfatlösung unschädlich machen.
Bei Kontakt der Augen/Haut mit Brom mind. 10 Minuten mit Wasser spülen und sofort Arzt aufsuchen. Bei
Verschlucken Mund gründlich ausspülen und Wasser trinken lassen, kein Erbrechen herbeiführen. Verunfallten in
Tieflage bringen, um die Aspiration zu vermeiden.
Zum Entsorgen in Thiosulfatlösung einbringen und als schwermetallfreie Salzlösung entsorgen.
Nickel:
Kontakt mit Haut und Inhalation vermeiden, Schutzhandschuhe tragen.
Im Brandfall mit Metallbrandlöscher oder Sand löschen. Nicht mit Wasser löschen.
Bei Kontakt mit den Augen 10 Minuten unter fließendem Wasser spülen und Arzt aufsuchen. Bei Kontakt mit
Haut betroffene Hautpartien mit Seife reinigen, ggf. Arzt aufsuchen. Bei Verschlucken reichlich Milch oder Wasser
trinken lassen, für ärztliche Behandlung sorgen.
Zur Entsorgung lösen, neutralisieren und in Behälter für schwermetallsalzhaltige Lösungen geben.
Florian Schinle, Matthias Ernst Chemie-Diplom (B)
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Cyclopentadien:
Von Zündquellen fernhalten, im Brandfall mit CO2 oder Löschpulver löschen.
In Behälter für halogen- und etherfreie Lösungungmittelabfälle entsorgen.
Ethylenglycoldimethylether:
Bei Kontakt mit den Augen 10 Minuten unter fließendem Wasser spülen und Arzt aufsuchen. Bei Kontakt mit Haut
betroffene Hautpartien mit Seife reinigen, ggf. Arzt aufsuchen. Bei Verschlucken Mund ausspülen, Flüssigkeit
wieder ausspucken. Sofort - bei erhaltenem Bewusstsein - reichlich Flüssigkeit (Wasser) trinken lassen.
Medizinalkohle geben (3 Esslöffel Medizinalkohle in 1 Glas Wasser aufgeschlämmt). Keinesfalls Speiseöle,
Rizinus, Milch oder Alkohol geben. Für ärztliche Behandlung sorgen. Bei spontanem Erbrechen unbedingt Kopf in
Tieflage bringen (erhebliche Aspirationsgefahr).
Im Brandfall mit Wasser (im Sprühstrahl - keinen Vollstrahl einsetzen.), Löschpulver oder CO2 löschen.
In Behälter für halogenfreie, etherhaltige Lösungungmittelabfälle entsorgen.
Diethylamin:
Bei Kontakt mit den Augen 10 Minuten unter fließendem Wasser spülen und Arzt aufsuchen. Bei Kontakt mit Haut
betroffene Hautpartien mit Seife reinigen, ggf. Arzt aufsuchen. Bei Verschlucken Mund ausspülen, Flüssigkeit
wieder ausspucken. Den Patienten möglichst langsam 1 Glas Wasser trinken lassen. Arzt zum Unfallort rufen.
Keinesfalls Speiseöle, Rizinus, Milch oder Alkohol geben. Erbrechen nicht anregen.
Im Brandfall mit Wasser (im Sprühstrahl - keinen Vollstrahl einsetzen.) oder Löschpulver löschen. Achtung: Es
können nitrose Gase entstehen.
In Behälter für halogen- und etherfreie Lösungungmittelabfälle entsorgen.
Hexan:
Bei Kontakt mit den Augen 10 Minuten unter fließendem Wasser spülen und Arzt aufsuchen. Bei Kontakt mit Haut
betroffene Hautpartien 10 Minuten unter fließendem Wasser spülen und wenn vorhanden Lutrol oder PEG 400
auftragen. Für ärztliche Behandlung sorgen, keinesfalls Alkohol, Benzin oder andere Lösungsmittel verwenden.
Erbrechen nicht anregen.
Im Brandfall mit Löschpulver oder CO2 löschen.
In Behälter für halogen- und etherfreie Lösungungmittelabfälle entsorgen.
Durchführung der Synthese:
Umsetzung von Nickel zu Nickelbromid:
125ml Ethylenglycoldimethylether und 7.34g Nickelpulver werden in einem 250ml-Dreihalskolben mit Tropftrichter,
Innenthermometer und Rückflusskühler vorgelegt und kräftig gerührt. Unter Eiskühlung werden 6.41ml Brom so
langsam zugetropft, dass die Temperatur in der Reaktionsmischung unter 40°C bleibt. Nach Abschluss der
Reaktion wird die Reaktionsmischung im Hochvakuum getrocknet.
Umsetzung mit Cyclopentadien:
Der Rückstand wird unter Rühren und Eiskühlung in 100ml Diethylamin suspendiert und bei Raumtemperatur
24.8ml frisch destilliertes Cyclopentadien zugetropft. Die Reaktionmischung wird weitere 12h gerührt und bei
leicht erhöhter Temperatur eingeengt. Der Rückstand wird in einer Soxhlet-Apparatur mit 150ml siedendem
Hexan extrahiert, dann das Produkt abfiltriert und im Hochvakuum bei Raumtemperatur getrocknet. Ggf. wird das
Filtrat eingeengt und auf -35°C abgekühlt, wobei weiteres Produkt ausfällt.
Die Literaturausbeute beträgt 74%.
Das Präparat ist zur Synthese mit den berechneten Chemikalien freigegeben.
Karlsruhe, den _________2007 _____________________
Unterschrift des Assistenten
Florian Schinle, Matthias Ernst Chemie-Diplom (B)
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