Ацетали и кетали – получение и применение в органическом синтезе
Информация - Химия
Другие материалы по предмету Химия
?е и длинноцепные ацетали используются для получения разнообразных пленок и нитей. Ацетали находят применение также в текстильной промышленности для отделки тканей и улучшения их свойств, изготовления электроизолирующих нетканых материалов. Применяются как красители целлюлозных материалов и различных пластмасс.
Образование ацеталей, легко отделяемых от смесей других веществ, используется для удаления из реакционных продуктов спиртов и кетонов.
Ацетали являются хорошими растворителями и используются в качестве таковых при обработке полимеров акрилонитрила, в политурах и при проведении многих синтезов, в особенности ацетиленового. Ряд ацеталей применяется в цветной фотографии, также используются в полиграфической и бумажной промышленности.
Некоторые полиацетиленовые ацетали являются хорошим топливом для ракет. Добавки ацеталей к горючим смесям стабилизируют их горение, повышают октановое число бензинов, улучшают антидетонационные свойства, оказывают благоприятное действие на качество дизельного топлива. Ацетали, включающие нитрогруппы, являются интенсификаторами твердых ракетных топлив.
Полимеры и сополимеры ацеталей, а также их композиции с тефлоновым волокном и стекловолокном обладают хорошими конструктивными свойствами, что позволяюет использовать их для замены металлов при производстве деталей в точной механике, корпусов для электромашин, цепных передач, транспортных лент, труб, шестерней, подшипников, втулок и др абразивных обдирочных материалов.
Полиацетали применяются как герметизирующие составы, находят применение при изготовлении триплекса и как добавки к полиэтилену для предотвращения растрескивания.
Таким образом, ацетали могут быть использованы в различных областях медицины, сельского хозяйства и промышленности.
Перегонка триэтилового эфира ортомуравьиной кислоты
Триэтиловый эфир ортомуравьиной кислоты неустойчив при долгом хранении, поэтому перед использованием в синтезе его необходимо перегнать и получить чистый эфир.
Синтез диэтилкеталя циклогексанона.
Реакция представляет типичную для ацеталей и кеталей реакцию ацетализации альдегидов и кетонов триэтиловым эфиром ортомуравьиной кислоты в присутствии кислоты, как катализатора. В качестве катализатора используется моногидрат п-толуолсульфокислоты. В результате реакции образуется диэтилкеталь циклогексанона и этиловый эфир ортомуравьиной кислоты, в реакционной смеси также присутствуют остатки EtOH и CH(OEt)3.
ацеталь кеталь синтез кетон
+ CH(OEt)3
Синтез 1-этоксициклогексена-1.
Реакция представляет собой 1,2-отщепление этанола от кеталя с образованием эфира енола в присутствии кислоты, как катализатора. В качестве катализатора используется моногидрат п-толуолсульфокислоты.
Экспериментальная часть
Перегонка триэтилового эфира ортомуравьиной кислоты
мл лабораторного ортомуравьиного эфира перегонял в колбе с дефлегматором. Главную фракцию собирал при 140-150ОС. Получил 40 г (36 мл) триэтилового эфира ортомуравьиной кислоты с tкип=145-150ОС, nD23=1,3897.
Синтез циклогексанона диэтилкеталя.
Смесь 8,83 г (0,09 моль) циклогексанона, 40 г (0,27 моль) триэтилового эфира ортомуравьиной кислоты и 40 г безводного этанола (0,87 моль) добавил к 11 мг моногидрата п-толуолсульфокислоты в 10 мл этанола и кипятил в колбе с обратным холодильником в течение 10 мин.
Затем реакционную смесь охладил в ледяной бане. Приготовил раствор NaOEt: 0,5 г металлического натрия растворил в 5 мл EtOH. Охлажденную реакционную смесь нейтрализовал примерно половиной полученного раствора NaOEt.
Затем в вакууме из колбы с дефлегматором отогнал EtOH и образовавшийся этиловый эфир ортомуравьиной кислоты, а остаток перегнал в вакууме водоструйного насоса из той же установки при 18 мм. рт. ст:
ФракцияМассаtкипnD27I23,7331-32ОС1,3644II10,8336-40OC1,3963III24,3480-85OC1,4055
В связи с несовпадением литературных характеристик с полученными повторил вакуумную перегонку третьей фракции при 22 мм: была получена бесцветная жидкость с tкип=78-80ОС, nD26=1,4251.
Синтез 1-этоксициклогексена-1
Смесь 3,44 г диэтилкеталя циклогексанона (полученной в предыдущей стадии бесцветной жидкости) и 0,01 г моногидрата п-толуолсульфокислоты кипятил в перегонной установке. В процессе реакции отогналось примерно 0,6 мл EtOH при температуре 70-75ОС.
По окончании реакции подключил установку к вакууму водоструйного насоса (22 мм. рт. ст.) и отогнал бесцветную жидкость с tкип=90-92ОС, nD27=1,4380, масса полученной жидкости 2,5 г. Продукт реакции 1-этоксициклогексен-1 вместе с побочными продуктами был охарактеризован ЯМР 1H. ЯМР приложен к курсовой работе.
Заключение
В результате синтеза была получена смесь исходных реагентов и продуктов каждой из стадий, что подтверждается результатами ЯМР-спектроскопии. Самого же вещества, исходя из спектра, очень мало, в основном, в полученном продукте много примесей, таких как этиловый эфир ортомуравьиной кислоты, циклогексанон, диэтилкеталь циклогексанона. Судя по всему, можно говорить, что реакция изначально не пошла и требуемого продукта не образовалось.
Выход и характеристики вещества, естественно, посчитать не удалось.
Список литературы
1.Л.А. Яновская, С.С. Юфит, В.Ф. Кучеров, Химия ацеталей, Москва, изд Наука, 1975 год.
2.Титце Л. Айхер Т. Препаративная органическая химия, Москва, 1999 год.
3.Журнал Успехи химии, том 34, 1965 год.
4.Журнал &