Partiële oxidatie: synthese van benzoëzuur.

Alleen uitgevoerde en volledig uitgewerkte experimenten mogen hier geplaatst worden. Voor de discussies over de betreffende experimenten, zie "Discussies over experimenten".
Forum rules
Voordat je een experiment plaatst, lees dan de regels voor dit forum.
Post Reply
User avatar
Pyrochemistry
Zwavel
Posts: 547
Joined: 09 Feb 2009, 17:23
Chemistry interests: Organic
Location: Randstedelijk en toch landelijk gelegen.

Partiële oxidatie: synthese van benzoëzuur.

Post by Pyrochemistry » 27 Feb 2011, 16:06

Naamloos.jpg
Deelgebied
Organisch

Moeilijkheid
4, niet erg moeilijk mits het glaswerk aanwezig is.

Tijdsbestek
een dag

reagentia:
(oplossingen die schuin gedrukt staan moeten zelf bereidt worden)
  • kaliumpermanganaat
  • Tolueen
  • Zoutzuur 30%
  • zoutzuur (3 mol/l)
Veiligheid
Kaliumpermanganaat is een sterke oxidator, slecht voor het millieu en is schadelijk voor de gezondheid. Tollueen is vluchtig en zeer licht ontvlambaar, bij langdurige bloodstelling wordt aangenomen dat het schadelijke effecten op de gezondheid heeft en is het mogelijk carcinogeen.

Afval verwerking: het gevormde preparaat kan bewaard worden in een potje, het afval dient ingeleverd te worden bij het organische halogeenarme afval en het vat voor vaste stoffen met zware metalen.

Beginsel
redox-reacties kunnen niet alleen met anorganische verbindingen plaats vinden, ook functionele groepen van organische verbindingen kunnen geoxideerd of gereduceerd worden. In dit geval wordt de methylgroep van tollueen geoxideerd tot een carbonzuur groep. De nieuwe ontstane stof is dan benzoëzuur. De oxidatie van primaire en secunndaire alkylbenzenen leverd, dankzij oxidatie op het benzylisch C-atoom nagenoeg altijd een corresponderen benzeencarbonzuur. Hoewel ook publicaties bestaan waarin wordt beschreven dat arylketonen ontstaan.[1].

Hoewel het exacte mechanisme van benzylische oxidatie onbekend is, bestaan er een aantal voorstellingen van het mechanisme[1]. De eerste stap is het oxideren van de methylgroep tot benzylalcohol. Vermoedelijk ontstaat een benzylisch radicaal[1] dat reageert met water om vervolgens benzylalcohol als belangrijkste intermediair te vormen. Verdere oxidatie verloopt erg gemakkelijk.

In dit geval wordt een sterke oxidator gekozen om de benzylische positie de oxideren, kaliumpermanganaat is een geschikte kandidaat omdat het een sterke oxidator is, een vast reactieproduct opleverd (MnO2)[1], het product kan dus niet verder vervuild worden en bovendien hoeft de oplossing niet aangezuurt te worden om de reactie te laten verlopen, zoals dat bij dichromaten het geval is. Bijkomend is kaliumpermanganaat een stuk minder kankerverwekkend dan hexavalente chroomverbindingen. Kaliumpermanganaat is een veelgebruikte oxidator, er zijn veel publicaties over het gebruik ervan in organische synthese[1,2]

Na het experiment een aantal keren uitgevoerd te hebben, werden opbrengsten behaald varrierende van 45 -80%.

Benzoëzuur en zouten er van kunnen ook goedkoop verkregen worden via het internet.

Werkwijze:


Youtube


kwantitatieve en kwalitatieve analyse van het preparaat
Na wegen bedroeg de droge massa stof circa 1,5 g dat is ongeveer 45% van de theoretische opbrengst. Er is geen analyse gedaan naar structurele bouw of zuiverheid.

Inplaats van tolueen, kunnen ook gesubstitueerde alkylbenzenen gebruikt worden. alkyl gesubstitueerde nitro-aryl's kunnen bijvoorbeeld geoxideerd worden tot de corresponderende carbonzuren, en dan gereduceerd tot de corresponderende aminobenzeencarbonzuren. -CO2H kunnen verwijderd worden door middel van droge destillatie in aanwezigheid van hydroxide. (Zie http://www.amateurchemie.nl/viewtopic.php?f=20&t=449, voor een dergelijk decarboxylatie experiment).

Discusiëren?
http://www.amateurchemie.nl/viewtopic.php?f=21&t=673

Literatuur
[1]-S. Dash, S. Batel, B.K. Mishra; Tetrahedron, 2009 707-739
[2]- Organic Chemistry Portal, potassium permanganate; http://www.organic-chemistry.org/chemic ... anate.shtm
Will it work? You only know after the experiment!

Student (M.Sc) Scheikunde

Post Reply

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 2 guests