Ziel des Versuches war die Herstellung von 3-Methylpentan-3-ol ausgehend von Ethymethylketon und Ethylmagnesiumbromid als Grignard-Reagenz. Der erste Schritt in der Grignard-Reaktion ist die Addition vom Ethylanion zu der Doppelbindung der Carbonyl-Gruppe des Ethylmethylketons, was dann den Addukt gibt, der nach hydrolytischer Bearbeitung das tertiäre Alkohol als Endprodukt gibt.
Versuchsprotokoll
Von Sadik Mejid
Synthese von 3-Methylpentan-3-ol.
Ziel des Versuches war die Herstellung von 3-Methylpentan-3-ol ausgehend von Ethymethylketon und Ethylmagnesiumbromid als Grignard-Reagenz.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Schema 1.
Mechanismus
Der erste Schritt in der Grignard-Reaktion ist die Addition vom Ethylanion zu der Doppelbindung der Carbonyl-Gruppe des Ethylmethylketons, was dann den Addukt gibt, der nach hydrolytischer Bearbeitung das tertiäre Alkohol als Endprodukt gibt
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Schema 2.
Ergebnisse und Diskussion
in einen Dreihalskolben wurden Magnesiumspäne vorgelegt und mit trockenem Diethylether überschichtet. Bromethan in ebenfalls trockenem Diethylether wurden in den Tropftrichter gefüllt und zugetropft. anschließend wurde die Reaktionsmischung 30 min. bei Raumtemperatur gerührt. Der Ether siedete so heftig, dass er zu sieden begann und die Magnesiumspäne durch die Lösung geschleudert wurden. Man sollte den Diethylether nicht zu heftig sieden lassen und das Eiswasser zur Steuerung der Reaktionsheftigkeit benutzen. Es sollte auf jeden Fall mit Hilfe Kühlers für einen Rückfluss des Ethers gesorgt werden und sollte verhindert werden, dass Etherdämpfe aus der Apparatur entweichen, da alles strengstens unter Flüssigkeitsausschluss passieren muss. Danach wurde Ethylmethylketon zu dieser Mischung zugetropft.
Nach zwei Stunden Erhitzen unter Rückfluss wurde deutlich beobachtet, dass die Magnesiumspäne komplett mit dem Bromethan reagiert hatten. Die Reaktion ließ nach und kam schließlich zum Stillstand. Es entstand eine dunkle, trübe Lösung, die Ethylmagnesiumbromid enthielt. Die Reaktionsmischung wurde zum Hydrolysieren in zerstoßenes Eis gegeben. Da bei der Darstellung von tertiären Alkoholen unter solchen Bedingungen mit Dehydratisierung gerechnet werden muss, wurde Salzsäure durch Ammoniumchloridlösung ersetzt. Die Reaktionsmischung wurde mit soviel Ammoniumchloridlösung versetzt, dass sich der entstandene Niederschlag löste dann wurde die etherische Phase abgetrennt und die wäßrige Phase zwei Mal mit Diethylether extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden mit Natriumhydrogencarbonatlösung und ein wenig Wasser gewaschen und danach mit Natriumsulfat getrocknet. Das Lösemittel wurde am Rotationsverdampfer entfernt. Der flüssige Rücksand wurde fraktioniert destilliert. Das Produkt 3- Methylpentan-3-ol wurde als farblose Flüssigkeit mit einer Ausbeute von 90 % (0.18 mol) erhalten. Brechungsindex = 1.4184 und stimmt mit dem Literaturwert [1] von 1.4184 gut überein.
Die Ausbeute bei diesem Versuch ist ziemlich hoch. Die bei dieser Reaktion stattfindenden Nebenreaktionen, wie z.B. Dimerisierung der gebildeten Alkylradikale zu Butan oder Disproportionierung zweier Radikale zu Ethan und Ethen, führen zu ausschließlich gasförmigen Nebenprodukten, die aus dem Reaktionsgemisch entweichen. Somit wird verhindert, dass ein Gemisch aus Grignard-Reagenz, Diethylether und Alkanen sowie Alkenen entsteht. Bei der Verwendung längerkettiger Alkylhalogenide sollte man deshalb bedenken, dass flüssige Nebenprodukte entstehen, die das Produkt verunreinigen. Falls man das Ethylmagnesiumbromid nachweisen möchte, gibt man einfach etwas davon in ein Reagenzglas und tröpfelt ein wenig dest. Wasser darauf. Es kommt zu einer heftigen exothermen Reaktion, bei der das Ethylmagneisumbromid zu Ethan und Magnesiumbromhydroxid reagiert.
Im Labor findet das Ketylradikal des Benzophenon als Indikator bei der Absolutierung von Lösungsmitteln mit Natrium Anwendung. Die Abwesenheit von Wasser und Sauerstoff wird durch die tiefblaue Farbe des Ketylradikals angezeigt. In der Praxis wird das zu absolutierende Lösungsmittel unter Schutzgas z. B. Toluol dazu mit elementarem Natrium und einer kleinen Menge Benzophenon so lange (Stunden bis Tage) unter Rückfluss gekocht, bis die Blaufärbung deutlich wird.
Metallorganische Verbindungen enthalten eine oder mehrere kovalente Bindungen zwischen einem Metall und Kohlenstoff. Verbindungen der Halbmetalle Bor, Silicium, Germanium, Arsen, Antimon, Selen und Tellur werden häufig dazu gezählt. Metallorganische Verbindungen sind oft leicht flüchtig und zersetzen sich in Anwesenheit von Sauerstoff und/oder Wasser. Beispiele sind Methyllithium und Lithiumdimethylcupperat. [2]
Dass es sich in der Tat um das Produkt 3-Methylpentan-3-ol handelt, belegen die IR- spektroskopischen Daten [ 3]. Das Band bei ca. 2966 cm-1 2935 wird dem -CH -Valenz zugeordnet. Das Band bei 3374 cm-1 wird -O-H-Valenzschwingungen zugeordnet. Das Band bei 1157 wird einer -C-O-Valenzschwingung zugeordnet. Das Band bei 1461 cm-1 wird -CH3 und CH2-Deformation zugeordnet.
Experimenteller Teil
in einen Dreihalskolben mit Magnetrührstab, Rückflusskühler, Tropftrichter und Trockenrohr gefüllt mit Calciumchlorid (CaCl) wurden 6 g (0.25 mol) Magnesiumspäne vorgelegt und mit 25 mL trockenes Diethylether (Et2O) überschichtet. 19 mL (0.25 mol) Bromethan in 66 mL trockenes Diethylether wurden in den Tropftrichter gefüllt und zugetropft anschließend wurde die Reaktionsmischung 30 min. bei Raumtemperatur gerührt. Danach wurden 18 mL (0.2 mol) Ethylmethylketon in den Tropftrichter gefüllt und in 20 min. zugetropft und zwei Stunden unter Rückfluss erhitzt. Es entstand eine dunkle, trübe Lösung. Die Reaktionsmischung wurde in 25 g zerstoßenes Eis gegeben und mit soviel Ammoniumchloridlösung (NH4Cl) versetzt, dass sich der entstandene Niederschlag löste dann wurde die etherische Phase abgetrennt und die wässrige Phase zwei Mal mit Diethylether extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden mit 50 mL Natriumhydrogencarbonatlösung (NaHCO3) und ein wenig Wasser gewaschen und danach mit Natriumsulfat getrocknet. Das Lösemittel wurde am Rotationsverdampfer entfernt. Der flüssige Rücksand wurde fraktioniert destilliert. Das Produkt 3-Methylpentan-3-ol wurde als farblose Flüsigkeit mit einer Ausbeute von 90 % (0.18 mol) erhalten. Brechungsindex = 1.4184. IR ν [cm-1] = 2966 und 2935 (-CH -Valenz), 3374 (-O-H-Valenz Schwingungen), 1157 (-C-O- Valenz Schwingung), 1461 (-CH3 und CH2-Deformation).
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- Quote paper
- M. Sc. Sadik Mejid (Author), 2012, Senthese von 3-Methylpentan-3-ol, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/475264
