Базы данных
База данных свойств веществ (поиск)
В литровую трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой емк. в 500 мл, помещают 13,4 г (0,55 rp.-ат.) магниевых стружек (примечание 1). Стружки покрывают 50 мл абсолютного эфира. Затем добавляют 1—2 кристалла йода и 3 г вторичного бутилхлорида (примечание 2). Реакцию начинают, нагревая колбу микрогорелкой; ей дают идти в результате самопроизвольного выделения тепла в течение 20 мин. Затем приливают еще 50 мл абсолютного эфира и в течение 20 мин. добавляют раствор 43 г (остаток от 0,5 моля) вторичн.-бутилхлорида в ЗОО мл абсолютного эфира. Охлаждая колбу снаружи водой, избегают чрезмерно сильного кипения. Выделяющееся в результате реакции тепло ведет к тому, что кипение продолжается еще в течение 20 мин. после добавления раствора галоидалкила. Затем реакционную смесь осторожно нагревают 1 час с помощью микрогорелки, после чего реакционную колбу окружают смесью льда и соли и раствор охлаждают до —12° в атмосфере азота (примечание 3). Азот, получаемый непосредственно из баллона, сушат, пропуская через две промывные склянки с концентрированной серной кислотой и через колонку с фосфорным ангидридом. Азот поступает в колбу через трубку диаметром 10 мм, заканчивающуюся на высоте около 60 мм над поверхностью эфирного раствора. Затем добавляют еще 100 мл эфира и вместо капельной воронки вставляют термометр.
Баллон с азотом заменяют баллоном с углекислотой. Газ после прохождения через осушающие склянки и колонку поступает в реакционную колбу через стеклянную трубку (примечание 4). Скорость пропускания газа регулируют таким образом, чтобы температура реакционной смеси при энергичном перемешивании не поднималась выше —5°. Через 1—1,5 часа (примечание 5) температура падает до —12° и уже больше не повышается с увеличением скорости пропускания углекислого газа. Падение температуры служит показателем конца реакции карбоксилирования.
Реакционную смесь гидролизуют в колбе 500 мл 25%-ной серной кислоты (примечание 6). Охлаждение раствора водой со льдом дает возможность вести быстрый гидролиз без опасности потерять часть продукта в результате энергичного кипения. Смесь переносят в делительную воронку емк. в 1 л и отделяют эфирный слой, а водный слой экстрагируют 3 раза эфиром порциями по 50 мл. Соединенные эфирные вытяжки промывают 150 мл 25%-ного раствора едкого натра до превращения всей органической кислоты в ее соль и тем самым до ее полного удаления (примечания 7 и 8).
Щелочную вытяжку нагревают до кипения в колбе для перегонки с целью удаления эфира и других летучих примесей: нагревание продолжают до тех пор, пока объем раствора не уменьшится на 10%. Затем раствор подкисляют концентрированной соляной кислотой и отделяют слой кислоты. Водный слой подвергают перегонке из литровой колбы до прекращения отгонки маслянистой кислоты (примечание 9). Дестиллат насыщают солью и отделяют кислотный слой. Водный слой вместе с головной фракцией от перегонки кислоты вновь перегоняют и дестиллат подвергают высаливанию, как указано выше.
Смешав кислотные слои, их перегоняют из колбы емк. в 75 мл, соединенной с воздушным холодильником. Продукт собирают при 173—174°. Выход метилэтилуксусной кислоты: 39—44 г (76—86% теоретич., считая на взятый в реакцию вторичный бутилхлорид; примечание 10).
Примечания
1. Магниевые стружки должны свободно перемещаться в растворе при перемешивании. Для этой цели вполне удовлетворительны стружки шириной 5,6 мм, толщиной 0,36 мм и длиной 3—16 мм.
2. Если продажный вторичный бутилхлорид достаточно хорошего качества, его можно не перегонять.
3. Предварительное вытеснение воздуха сухим азотом применяется для того, чтобы избежать разложения реактива Гриньяра воздухом, который поступает в колбу при охлаждении колбы и ее содержимого. В некоторых случаях эту операцию можно опустить, так как в отсутствии азота выход падает только на 3%.
4. Азот и углекислый газ поступают в колбу через одну и ту же трубку. Для того, чтобы трубка не забилась, она должна находиться над поверхностью раствора, а не быть погруженной в него.
5. При проверке синтеза было установлено, что до падения температуры углекислый газ приходится пропускать около 2,5 часов.
6. Если оставить продукт на слишком длительное время в реакционной колбе, то он затвердевает, что затрудняет его гидролиз. Можно сэкономить время, если кислоту добавлять немедленно после того, как будет закончено пропускание углекислоты. Довольно концентрированный раствор кислоты применяется для того, чтобы сохранить объем водного слоя возможно меньшим. С этой целью вместо более разбавленного раствора можно взять 250 мл 50%-ной серной кислоты (по весу).
7. Продукты реакции не могут быть хорошо разделены дробной перегонкой, если их предварительно не экстрагировать щелочью.
8. При нейтрализации кислоты едким натром выделяется значительное количество тепла. Извлечение можно провести в более короткое время и без потерь, если раствор охладить непосредственным добавлением льда. Извлечение проводилось два раза: один раз — с 100 мл, а второй — с 50 мл 25%-ной щелочи. Целесообразно проверять вытяжки с помощью фенолфталеина, чтобы определить момент, когда вся кислота будет извлечена.
9. Метилэтилуксусная кислота может быть также получена извлечением подкисленного раствора эфиром. Однако этот метод не рекомендуется, так как небольшие количества спирта, неизбежно содержащиеся в растворителе, загрязняют продукт, образуя этиловый эфир кислоты.
10. Пользуясь тем же общим методом, можно получить, исходя из н.-бутилхлормда, н.-валерьяновую кислоту с выходом 72—73%. Бромбензол в тех же условиях дает бензойную кислоту с выходом 80—85%, а циклогексилхлорид — циклогексанкарбоновую кислоту с выходом 85% .