1. Substitutionsreaktionen www.ioc-praktikum.de
Versuch 1.1.2, Rev. 1.0 1
1.1.2 Umsetzung von 2-Methyl-2-butanol mit konzentrierter Salzsäure zu 2-Chlor-2- methylbutan (2)
C H3
CH3
CH3
OH H3C
CH3
CH3 Cl
C5H12O (88.2)
C5H11Cl (106.6)
2
H2O
+
(36.5)
+
HClArbeitsmethoden:
DestillationChemikalien
2-Methyl-2-butanol Sdp. 102 °C, d = 0.81 g/ml.
Konz. Salzsäure 38proz., d = 1.19 g/ml. Verursacht schwere Verätzungen. Sofort mit viel Wasser abspülen.
Durchführung
Vor Beginn Betriebsanweisung erstellen.
0.20 mol (17.6 g, 21.7 ml) 2-Methyl-2-butanol und 0.60 mol (57.6 g, 48.4 ml) konz. Salzsäure werden getrennt voneinander im Eisbad auf 0 °C vorgekühlt und anschließend in einem Scheidetrichter vorsichtig gemischt.
1Man schüttelt 10 min kräftig (mehrmaliger Druckaus- gleich!) und lässt danach etwa 15 min zur Phasentrennung stehen.
2Isolierung und Reinigung
Die wässrige Phase wird verworfen (→ E
1), die organische Phase über festem Kaliumcarbonat bis zur neutralen Reaktion gerührt. Man dekantiert vom Kaliumcarbonat (→ E
2) in einen 50 ml Rundkolben ab und destilliert das Rohprodukt in einer kleinen Destillationsappa- ratur mit Spinne und tarierten Vorlagekölbchen fraktionierend unter Normaldruck. Man führe ein Destillationsprotokoll und bestimme Menge und Brechungsindizes der erhaltenen Fraktionen, die bei gleichem Brechungsindex vereinigt werden (→ E
3). Ausbeute an 2:
66–75%, Sdp. 83–85 °C, n
D25=1.4055.
1 Was ist zu beobachten?
2 Man prüfe, wo sich die organische Phase befindet.
Hinweise zur Entsorgung (E)
E1: Wässrige Phasen mit Spuren organischen Verunreinigungen → Neutralisation → Entsorgung (H2O mit RHal/Halogenid).
E2: Kontaminiertes Trockenmittel → Entsorgung (Anorg. Feststoffe).
E3: Verunreinigte Fraktionen und Destillationsrückstand → Entsorgung (RHal).
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Versuch 1.1.2, Rev. 1.0 2
Auswertung des Versuchs
1H-NMR-Spektrum von 2 (300 MHz, CDCl3): δ = 1.05 (3 H), 1.56 (6 H), 1.78 (2 H).
2.0 1.5 1.0 0.5 [ppm] 0.0
316.2 Hz 308.9 Hz 301.5 Hz
522.5 Hz
529.8 Hz
537.1 Hz
544.6 Hz
13C-NMR-Spektrum (75.5 MHz, CDCl3) von 2: δ = 9.51 (CH3), 31.95 (CH3), 38.78 (CH2), 71.69 (C).
80 60 40 20 [ppm] 0
LM
IR-Spektrum von 2 (Film):
100
50
0 T [%]
4000 3000 2000 1500 1000 ν~[cm-1]
2975
2935 2885
* Formulieren Sie den zu 2 führenden Reaktionsmechanismus.
Weitere denkbare Reaktionsprodukte:
A B
C H3
CH3 CH3
C
H2 CH3 CH3
* Mit welchen spektroskopischen Daten und einfachen Versuchen lassen sich A und B ausschließen?
* Diskutieren Sie die denkbaren Reaktionsmechanismen.
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Versuch 1.1.2, Rev. 1.0 3
Literatur, allgemeine Anwendbarkeit der Methode
Tertiäre Alkohole lassen sich generell mit konz. Salzsäure bei niedrigen Temperaturen (Vermeidung von Elimi- nierungen) in die Chloralkane überführen. Primäre und sekundäre Alkohole führen, insbesondere bei höheren Temperaturen, durch Umlagerung häufig zu Gemischen isomerer Chloralkane. Unter milden Bedingungen lassen sich primäre und sekundäre Alkohole mit ZnCl2/HClkonz. (Lukas-Reagens) in die Chloride überführen.[1]
[1] J.E. Copenhaver, A.M. Wharley in Organic Syntheses Coll. Vol. 1, 2nd Ed., (Hrsg. H. Gilman, A.H. Blatt), J. Wiley & Sons, New York, 1941, S. 142–143.
