Реакція діазотування і азосполучення, добути метилоранж, використовуючи 3 г сульфанілової кислоти.

4.11.1 В стакані ємністю 125 мл розчиняють при легкому нагріванні 3 г кристалічної сульфанілової кислоти в 100 мл 2 М розчину натрію гідроксиду. Оскільки сульфанілова кислота погано розчиняється у воді, її переводять в розчинну натрієву сіль п-сульфанілової кислоти. Після розчинення всієї кислоти рідина повинна мати лужну реакцію. Одержаний розчин охолоджують водою, додають 1,5 г натрію нітриту в 25 мл води і перемішують до повного його розчинення. Потім розчин охолоджують льодом і приливають його при помішуванні в стакан місткістю 500 мл, який містить 200 мл 2 М розчину хлорної кислоти. Одержаний продукт не відділяють, а використовують у вигляді драглистого осаду. В стакані місткістю 125 мл розчиняють 25 мл свіжоперегнаного диметиланіліну в 20 мл 1 М розчину хлорної кислоти. Необхідно слідкувати, щоб весь диметиланілін розчинився, про що свідчить відсутність маслянистого шару над розчином. Одержаний розчин доливають до драглистого осаду діазотованої кислоти, яка міститься в стакані місткістю 500 мл і добре перемішують. Через 20-30 хв. утвориться густа паста червоної в кислоті модифікації барвника, для перетворення якого в натрієву сіль до пасти додають 2 М розчин натрію гідроксиду (близько 40 мл) до сильнолужної реакції, добре перемішують і нагрівають до кипіння.

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Загальна формула, будова, ізомерія, номенклатура ароматичних вуглеводнів і їх похідних.

2. Способи одержання бензену та його гомологів і похідних.

3. Хімічні властивості бензену і його похідних.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ ПОЗААУДИТОРНОЇ РОБОТИ

1. Ароматичні вуглеводні. Ароматичні сполуки. Поняття про ароматичний характер. Будова бензену.

Ароматичні вуглеводні ряду бензену. Ізомерія. Номенклатура. Фізичні властивості бензену та його гомологів.

Хімічні властивості: реакції електрофільного заміщення та їх механізми; окислення бензену та його гомологів. Представники. Правило заміщення в ряді бензену. Замісники першого і другого роду:

Ізомерія і номенклатура. Сульфуючі агенти. Механізм сульфування. Зворотність процесу. Фізичні і хімічні властивості. Похідні сульфокислот. Застосування сульфокислот.

2. Нітросполуки. Ізомерія, номенклатура. Реакція нітрування. Нітруюча суміш. Механізм реакції нітрування. Фізичні і хімічні властивості. Відновлення ароматичних нітросполук в нейтральному, лужному і кислому середовищах.

3. Ароматичні аміни. Класифікація, ізомерія і номенклатура. Способи отримання: отримання первинних амінів по реакції Зініна.

Фізичні і хімічні властивості. Утворення солей, алкілювання, ацилювання, дія азотистої кислоти, галогенування, нітрування, сульфування.

4. Діазо- та азосполуки. Реакція діазотування і її механізм. Будова, кислотноосновні властивості і таутомерія діазосполук. Одержання азосполук.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Здійснити синтези:

а) з метану à 2,4,6-тринітротолуен,

б) з етилену à бромбензен,

в) з ацетилену à нітробензен,

г) з метану à бензенсульфокислоту.

2. Навести приклади реакцій амінування та умови їх проведення.

Здійснити синтези:

а) з СН₂ = СН₂ à анілін

б) з СН₂= СН₂ à сульфанілову кислоту

в) з С₆Н₆ à 2,4,6–триброманілін

3. З бензену добудьте: о-нітробензендіазонію хлорид, м-нітробензендіазонію гідроксид, метилоранж.

ЛІТЕРАТУРА:

1.Ю.О.Ластухін, С.А.Воронов «Органічна хімія», глава28-33

2.Храмкина М.Н. "Практикум по органическому синтезу" Глава 14, ст.237, 241.

3.А.В. Аверина, А.Я. Снегирева ""Лабораторный практикум по органической химии". Глава 13.

Лабораторна робота №5

Тема. Феноли, хінони, ароматичні спирти.

Мета: вивчити властивості фенолів і хінонів.

2.1. У результаті проведення практичних (семінарських, лабораторних) занять студенти повинні:

Знати

- теоретичні основи будови, ізомерії і номенклатури досліджуваних органічних сполук;

- техніку безпеки при проведенні хімічних експериментів;

- методику проведення хімічних експериментів;

- основні фізико – хімічні властивості речовин, способи їх одержання, застосування

Вміти

- працювати з хімічним посудом, органічними речовинами;

- складати установки одержання речовин;

- встановлювати будову органічних сполук, виходячи з результатів аналізу;

- складати електронні та структурні формули речовин, складати рівняння реакцій, що характеризують властивості вивчених речовин, обчислювати масу, об’єм або кількість речовини за відомими даними, вихід продукту реакції, характеризувати окремі представники досліджуваних сполук, писати ізомери, рівняння реакцій одержання, хімічних властивостей органічних сполук

- виконувати обчислення за рівняннями хімічних реакцій;

- застосовувати основні поняття, закони та моделі органічних речовин та їх реакційної здатності в хімічній технології;

- виконувати вимоги безпечної роботи з хімічними об’єктами.

2.2.Самостійна робота на занятті:

- виконання тестових або індивідуальних завдань (перевірка домашньої самопідготовки).

- виконання лабораторної роботи;

- аналіз та обговорення основних питань, корекція вихідного рівня знань;

- обговорення та математична обробка експериментальних результатів;

- обговорення висновків та оформлення протоколу (залік лабораторної роботи).

3. РЕАКТИВИ І ОБЛАДНЕННЯ:

3.1.фенол, їдкий натрій (2Н розчин), натрію фенолят, хлоридна кислота, (2Н розчин), хлорид заліза (0,1н розчин), бромна вода, фенол кристалічний, Н₂SO₄ (r = 1,84 г/см³ ), НNO₃ (r = 1,4 г/см³ ), 1% розчин пірокатехіну, резорцину, гідрохінону, пірогалолу, FeCl₃, пірогалол, їдкий натр (конц.розчин), бензенова кислота, п’ятихлористий фосфор.

 

ЗМІСТ РОБОТИ

4.1. Розчинення фенолу у воді.

4.1.1. Поміщають у пробірку 2 краплі рідкого фенолу, добавити 2 краплі води і взбовтують. Дати суміші відстоятися. Пізніше суміш у пробірці розпаровується: верхній шар - розчин фенолу у воді, нижній - розчин води у фенолі. Обережно нагріти пробірку над пальником.

4.2. Одержання натрію феноляту.

4.2.1. В пробірку поміщають 4 краплі емульсії фенолу у воді і добавляють 2 краплі розчину їдкого натрію. Швидко взбовтують.

 

4.3. Розклад феноляту натрію соляною кислотою.

4.3.1. В пробірку поміщаєм 4 краплі фенолу у воді і добавляють 2 краплі розчину їдкого натрію, добавляють каплю розчину соляної кислоти.

4.4. Реакція фенолу з хлоридом заліза (ІІІ).

4.1.1. В пробірку помістити 2 краплі розчину фенолу, добавити 3 краплі води і 1 краплю розчину хлориду заліза.

4.5. Одержання 3-бромфенолу.

4.5.1. В пробірку вводять 2 краплі бромної води і добавляють краплю водного розчину фенолу.

4.6. Сульфування фенолу.

4.6.1. В пробірку поміщають декілька кристалів фенолу і добавляють 3 краплі сірчаної кислоти. Суміш перемішують до розчинення кристалів. Каплю одержаного розчину вносять в іншу пробірку і добавляють 4-5 крапель води. Першу пробірку нагрівають на водяній бані 2-3 хв., потім охолоджують і виливають в пробірку з 10 краплями холодної води.

4.7. Нітрування фенолу.

4.7.1. В пробірку поміщають декілька кристалів фенолу, 2-3 краплі води і мішають до утворення однорідного розчину. В круглу пробірку поміщають 3 краплі НNО₃ (конц.) і 3 краплі води. Розбавлену НNО₃ по краплях переливають до рідкого фенолу, весь час взбовтуючи і охолоджуючи реакційну пробірку. Потім реакційну суміш виливають в пробірку з декількома каплями води. Отвір пробірки закривають корком з газовідвідною трубкою і відганяють о-нітрофенол в чисту, суху пробірку-приймач.

4.8. Кольорові реакції багатоатомних фенолів з хлоридом заліза.

4.8.1. В одну прробірку вносять 3 краплі розчину пірокатехіну, в другу - 3 краплі розчину резорцину, в третю - гідрохінону, в четверту - пірогалол. В кожну з пробірок добавляють по одній краплі розчину хлориду заліза.

4. 9 Окислення пірогалолу киснем повітря.

4.9.1. В пробірку поміщають в кінці мікролопатки пірогалол, добавляють 3-4 краплі концентрованого розчину лугу, потім закривають пробірку корком з газовідвідною трубкою, другий кінець якої занурений до дна в пробірку з 6-8 краплями підфарбованої води. Взбовтують пробірку з пірогалолом і лугом.

4.10. Нітрування саліцилової кислоти.

4.10.1. До невеликої кількості (0,05 -1 г) саліцилової кислоти добавляють 1 мл НNО₃ (конц.). Суміш взбовтують і нагрівають.

А: Через 5-6 хв взбовтують суміш, відливають декілька капель її в другу пробірку і розводять в 6-10 раз водою. Утворений розчин ділять на 2 частини. До однієї частини добавляють розбавлений розчин лугу до переходу із світло-жовтого кольору в оранжевий. До другої частини доливають розчин лугу, щоб не пройшла зміна кольору, добавляємо 2-3 краплі розчину хлориду заліза (ІІІ).

Б: До залишеної після досліду А суміші нітросаліцілової і азотної кислот, добавляють ще 1 мл НNО₃ (конц.) і кип’ятять суміш на полум’ї пальника на протязі декількох хвилин. Осад нітросаліциливої кислоти швидко зникає. Одержаний прозорий розчин виливають в п’ятикратний об’єм холодної води. І знову нагрівають і залишають повільно охолоджувати.

 

 

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Загальна формула, будова, ізомерія, номенклатура фенолів, хінонів, ароматичних спиртів.

2. Способи одержання.

3. Хімічні властивості фенолів, хінонів, ароматичних спиртів.

 

ЗАВДАННЯ ДЛЯ ПОЗААУДИТОРНОЇ РОБОТИ

Феноли, ароматичні спирти та хінони. Класифікація, номнклатура і ізомерія фенолів.

Одноатомні феноли. Виділення фенолів з кам’яновугільної смоли. Отримання одноатомних фенолів із сульфокислот, галогенопохідні, ароматичних амінів і окислення алкілбензенів. Утворення фенолятів, алкілювання і ацилювання фенолів, дія галогенів, азотної і сірчаної кислот, каталітичне гідрування.

Ароматичні спирти. Реакційна здатність гідроксильної групи у фенолів і спиртів. Бензиловий спирт. b-фенілетиловий спирт.

Хінони. Будова хінонів, отримання. Фізичні і хімічні властивості. властивості.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Здійснити синтези:

а) з метану à 2,4,6-тринітрофенол,

б) з етилену à о-бромфенол,

в) з ацетилену à м- нітрофенол,

г) з метану à пікринову кислоту.

2.З бензену добути фенол різними методами.

3. З бензену добути саліцилову кислоту.

 

 

ЛІТЕРАТУРА:

1.Ю.О.Ластухін, С.А.Воронов «Органічна хімія», глава 34-35

2.А.В. Аверина, А.Я. Снегирева ""Лабораторный практикум по органической химии". Глава 5 д.56-65,67.

 

 

Лабораторна робота № 6.