NOP
http://www.oc-praktikum.de
4023 Síntese do éster etílico do ácido 2-cicclopentanona
carboxílico a partir do éster dietílico do ácido adípico
O
O
O
O
NaOEt
O
O
O
C10H 18O4
(202,2)
Na
(23,0)
C2H6O
(46,1)
C8 H 12 O3
(156,2)
Classificação
Tipos de reações e classes de substâncias
Reação do grupo carbonila em derivados de ácido carboxílico, condensação de Dieckmann,
reação de fechamento do anel
éster de ácido carboxílico
Técnicas de trabalho
Trabalho com exclusão de umidade, aquecimento sob refluxo, agitação com agitador KPG,
agitação com agitador magnético, adição em gotas com um funil de adição, extração,
filtração, evaporação em rotaevaporador, destilação sob pressão reduzida, aquecimento em
banho de óleo.
Para a escala de bancada de 10 mmol:
Agitação com agitador magnético em vez de agitador KPG
Instruções (escala em batelada de 10 mmol)
Materiais
Balão de três bocais de 100 mL, funil de adição com equipamento de pressão, termômetro
interno, condensador de refluxo (por medida de segurança prefira condensador de refluxo
metálico), tubo de secagem, funil de separação, aparelho de destilação modelo Kugelrohr ou
aparelho de microdestilação, aquecedor com agitador magnético, agitador magnético,
rotaevaporador, bomba de vácuo, banho de óleo.
Substâncias de Partida
Éster dietílico do ácido adípico (pe 245 °C)
Sódio
Tolueno (absoluto) (pe 111 °C)
Etanol (absoluto) (pe 78 °C)
Éter dietílico (pe 35 °C)
Ácido clorídrico (conc.)
Sulfato de sódio anidro
2,02 g (2,00 mL, 10,0 mmol)
0,25 g (11 mmol)
40 mL
0,030 g (0,038 mL, 0,65 mmol)
60 mL
5 mL
aproximadamente 1 g
1
March 2006
NOP
http://www.oc-praktikum.de
Reação
20 mL de tolueno absoluto são colocados em um balão de três bocais de 100 mL com agitador
magnético, funil de adição com equipamento de pressão, termômetro interno e condensador
de refluxo acoplado a um tubo de secagem. 0,25 g (11 mmol) de sódio grosseiramente
dividido e livre de crostas são adicionados. A mistura é aquecida sob agitação vigorosa com
agitador magnético sob refluxo e até que o sódio seja convertido em uma suspensão. Assim
que a suspensão estiver formada, a agitação é desligada e a suspensão é resfriada até
aproximadamente 80 °C. A seguir, uma mistura de 2,02 g (2,00 mL, 10 mmol) de éster
dietílico do ácido adípico e 0,030 g de etanol absoluto é adicionada gota a gota sob intensa
agitação em 10 minutos. Em seguida a mistura reacional é aquecida sob refluxo. Após
aproximadamente 10 minutos, um precipitado volumoso é formado. Após adição de 20 mL de
tolueno absoluto, a mistura é agitada por 1,5 horas adicionalmente sob refluxo.
Etapa final
A mistura reacional é resfriada, colocada dentro de 5 g de água gelada e acidificada com 5 mL
de ácido clorídrico concentrado. A fase orgânica é separada com um funil de separação e
armazenada. A fase aquosa é agitada três vezes com 20 mL de éter etílico. A seguir, as fases
orgânicas combinadas são lavadas duas vezes com 10 mL de água e secas sobre sulfato de
sódio. Após a filtração do agente secante, o solvente é evaporado em rotaevaporador. Um
líquido resulta como resíduo. Rendimento bruto: 1,34 g
O produto bruto é destilado à pressão reduzida em um aparelho de destilação modelo
Kugelrohr ou em aparelho de microdestilação.
Rendimento: 1,17 g (7,49 mmol, 75%); PE 110 °C (25 hPa), líquido incolor; n 20
D = 1,4520
Comentários
No experimento número 4024 o produto deste experimento é utilizado com reagente.
Gerenciamento dos resíduos
Disposição dos resíduos
Resíduo
fase aquosa
mistura de solvente orgânico evaporado
resíduo da destilação
sulfato de sódio
Disposição
mistura de solvente aquoso contendo
halogênios
solvente orgânico livre de halogênios
dissolver em uma pequena quantidade de
acetona e eliminar como solvente orgânico
livre de halogênios
resíduo sólido livre de mercúrio
Tempo
5-6 horas
Possível Intervalo
Após agitação
2
March 2006
NOP
http://www.oc-praktikum.de
Grau de dificuldade
Médio
Instruções (escala em batelada de 100 mmol)
Materiais
Balão de três bocais de 500 mL, funil de adição com ajuste de pressão, termômetro interno,
condensador de refluxo (por medida de segurança prefira condensador de refluxo metálico),
tubo de secagem, funil de separação, aparelho de destilação, agitação com agitador KPG,
aquecedor com agitador magnético, agitador magnético, rotaevaporador, bomba de vácuo,
banho de óleo.
Substâncias de Partida
Éster dietílico do ácido adípico (PE 245 °C)
Sódio
Tolueno (absoluto) (PE 111 °C)
Etanol (absoluto) (PE 78 °C)
Éter etílico (PE 35 °C)
Ácido clorídrico (conc.)
Sulfato de sódio anidro
20,2 g (20,0 mL, 100 mmol)
2,5 g (110 mmol)
300 mL
0,30 g (0,38 mL, 6,5 mmol)
210 mL
15 mL
aproximadamente 5 g
Reação
150 mL de tolueno absoluto são colocados em um balão de três bocais de 500 mL com
agitador KPG, funil de adição com ajuste de pressão e condensador de refluxo acoplado a um
tubo de secagem. 2,5 g (110 mmol) de sódio grosseiramente dividido e livre de crostas são
adicionados. A mistura é aquecida sob agitação vigorosa com agitador sob refluxo e até que o
sódio seja convertido em uma suspensão. Assim que a suspensão estiver formada, a agitação é
desligada e a suspensão é resfriada até aproximadamente 80 °C. A seguir, uma mistura de
20,2 g (20,0 mL, 100 mmol) de éster dietílico do ácido adípico e 0,30 mL de etanol absoluto é
adicionada gota a gota em 10 minutos, sob intensa agitação. Em seguida, a mistura reacional
é aquecida sob refluxo. Após aproximadamente 10 minutes um precipitado volumoso é
formado. Após adição de 150 mL de tolueno absoluto, a mistura é agitada adicionalmente por
2,5 horas sob refluxo.
Etapa final
A mistura reacional é resfriada, colocada dentro de 40 g de água gelada e acidificada com 15
mL de ácido clorídrico concentrado. A fase orgânica é separada com um funil de separação e
armazenada. A fase aquosa é agitada três vezes com 70 mL de éter etílico. A seguir, as fases
orgânicas reunidas são lavadas duas vezes com 50 mL de água e secas sobre sulfato de sódio.
Após a filtração do agente secante, o solvente é evaporado em rotaevaporador. Um líquido
resulta como resíduo. Rendimento bruto: 14,2 g
O produto bruto é destilado a pressão reduzida, sem coluna.
3
March 2006
NOP
http://www.oc-praktikum.de
Rendimento: 11,8 g (75,5 mmol, 75%); PE 113 °C (36 hPa, banho de 130 °C), líquido
incolor; n 20
D = 1,4524
Comentários
No experimento número 4024 o produto deste experimento é utilizado com reagente.
Gerenciamento dos resíduos
Disposição dos resíduos
Resíduo
Disposição
mistura de solvente aquoso contendo
halogênios
solvente orgânico livre de halogênios
dissolver em uma pequena quantidade de
acetona e eliminar como solvente orgânico
livre de halogênios
resíduo sólido livre de mercúrio
fase aquosa
mistura de solvente orgânico evaporado
resíduo da destilação
sulfato de sódio
Tempo
6 horas
Possível Intervalo
Após agitação
Grau de dificuldade
Médio
Caracterização
Monitoramento da reação por CG
Preparação da amostra a partir da solução reacional:
Usando uma pipeta de Pasteur, 5 gotas são tomadas da solução reacional, diluídas com 10 mL de diclorometano
e agitadas com 3 gotas de água. A fase aquosa é separada da fase orgânica por secagem sobre sulfato de sódio.
0,2 µL da solução é injetada.
Preparação da amostra a partir do produto isolado:
1 gota do produto é dissolvido em 10 mL de diclorometano. 0,2 µL da solução é injetada.
Condições CG:
Coluna:
Injeção
Gás carreador:
Forno:
Detector:
DB-1, 28 m, diâmetro interno de 0,32 mm, Filme de 0,25 µm
Injeção direta na coluna
hidrogênio (40 cm/s)
90 °C (5 min), 10 °C/min até 240 °C (30 min)
FID, 270 °C
Concentração percentual foi calculada a partir das áreas dos picos.
4
March 2006
NOP
http://www.oc-praktikum.de
CG do produto bruto
Tempo de retenção
(min)
6,4
outros
Substância
Área do pico
%
produto (éster etílico do ácido carboxílico da 2ciclopentanona)
impurezas desconhecidas
98,7
< 0,7 por
pico
CG do produto puro
Tempo de retenção
(min)
6,6
Substância
Área do pico
%
produto (éster etílico do ácido carboxílico da 2ciclopentanona)
5
99,7
March 2006
NOP
http://www.oc-praktikum.de
Espectro de RMN 1H do produto bruto (300 MHz, CDCl3)
Espectro de RMN 1H do produto puro (300 MHz, CDCl3)
O
O
2
1
O
3
4
5
δ (ppm)
1,28
Multiplicidade
t
Número de H
3
Atribuição
O-CH2CH3
1,84
2,14
m
m
1
1
5-Ha
5-Hb
2,25
3,15
4,19
m
dd
q
4
1
2
3-H, 4-H
1-H
O-CH2CH3
6
March 2006
NOP
http://www.oc-praktikum.de
Espectro de RMN 13C do produto bruto (75,5 MHz, CDCl3)
Espectro de RMN 13C do produto puro (75,5 MHz, CDCl3)
O
2
O
1
O
3
4
δ (ppm)
13,8
20,6
27,1
37,7
54,4
60,9
169,1
211,9
76,5-77,5
5
Atribuição
CH3
C-4
C-5
C-3
C-1
O-CH2CH3
CO-O
C-2
solvente
7
March 2006
NOP
http://www.oc-praktikum.de
Espectro de Infravermelho do produto puro (filme)
cm-1
(cm-1)
2980, 2886
1756
1725
Atribuição
Estiramento C-H, alcano
Estiramento C=O, éster
Estiramento C=O, cetona
8
March 2006