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motivazione

Page history last edited by alfredo 15 years, 10 months ago

GRUPPO

Serafini Alessia

Valeri Tommaso

Capodimonte Andrea

Pizzi Ciro

status: distillato qualcosa il 26 marzo 2008

0. PROBLEMA (rappresentazione a parole e come schema di reazione)

Individuare una reazione adatta ad ottenere il pentil-cicloesil-etere (C11H22O), chiamato anche (pentilossi)cicloesano

o meglio kite-molecule (molecola aquilone):

1. Concetti e conoscenze collegate pertinenti (su ciò che abbiamo, su ciò che dobbiamo ottenere e sui relativi modi per farlo), anche come mappa concettuale.

Sappiamo che gli eteri misti si possono ottenere mediante sintesi di Williamson e che questa si basa sul meccanismo di reazione Sn2.

Per ricavare l'alcossido si aggiunge il sodio metallico, ridotto a piccoli frammenti, all'alcol corrispondente. Per la verità il potassio sarebbe più efficace, ma non è reperibile nei nostri laboratori.

2. Idee possibili ed eventuali varianti (molto sintetiche) su come fare praticamente

- Reazione di addizione elettrofila di pentanolo al cicloesene.

questa reazione comporta l'addizione elettrofila di H+ al doppio legame dell'alchene, con formazione del carbocatione (vedi fotocopia su SN1 + E1 + addizione elettrofila all'isobutylene di wintner). Questa reazione è agevole con alcheni sostituiti, che, come l'isobutilene o 2-metilpropene, formano carbocationi più stabili per addizione ad H+. Nel nostro caso con il cicloesene avremmo ottenuto un carbocatione secondario e l'esito della reazione di addizione sarebbe stato incerto.

-Sintesi di Williamson con l'alcossido del cicloesanolo e 1-iodopentano.

- Sintesi di Williamson con l'alcossido del pentanolo e iodiocicloesano. Abbiamo escluso questa via in quanto il substrato (lo iodocicloesano) è secondario, mentre, per ottenere l'etere, il substrato deve essere primario e NON avere ramificazioni, inoltre perché lo iodociclopentano non è disponibile tra i reagenti in laboratorio.

- Per ricavare l'alcossido (cicloesanolato di sodio) aggiungiamo il sodio metallico al cicloesanolo e si formerà: cicloesanolato di sodio + ½H2

3. Perché iniziamo con questa/e idea/e + che cosa ci serve (materiali, strumenti, dati) per realizzarla/e

Abbiamo scelto di lo schema di sintesi di Williamson tra 1-iodopentano come substrato e alcossido del cicloesanolo come nucleofilo perchè ha maggior probabilità di successo nel fornire l'etere rispetto alle altre ipotesi, per i motivi spiegati al punto 2.

Dati: -cicloesanolo CAS 108-93-0

density 0,9624 g/ml

m.m. 100,16 g/mol

b.p. 161 °C

w. sol. 42 g/L a 10 °C

-iodiopentano CAS 628-17-1

density 1,51 g/ml

m.m. 198,0453 g/mol

b.p. 155 °C

w. sol 41,2 mg/L a 25 °C

-(pentyloxy)cyclohexane

o pentyl cyclohexyl ether CAS 60784-63-6

density 0,85 +/- 0,1 g/mL (2)

m.m. 170,3 g/mol

b.p. 211 ± 8.0 °C (1)

w.sol. 0,31 g/L (1)

indice di rifrazione 1,443 +/- 0,03 (2)

vapour pressure = 0,276 mmHg a 25 °C (1)

(1) Calculated using Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software V9.04 for Solaris (Ó 1994-2008 ACD/Labs)

(2) Calculated using ACD Labs Software in ChemSketch 10 free version.

Ringraziamo il prof. Fabio Marchetti del dip. di Chimica Unicam per averci aiutato a reperire i dati mancanti

Il prodotto, con un punto di ebollizione così alto, potrebbe anche essere un solido o semisolido a temperatura ambiente.

Strumenti: -agitatore magnetico

-beker

Materiali: -10 mL di cicloesanolo

-sodio metallico (quanto basta)

4.1 Pianifichiamo passo - passo la nostra idea n.1

prendere un becher e mettere una piccola quantità di sodio metallico suddiviso in piccoli pezzi poi aggiungere 10 ml di cicloesanolo
per poter far reagire lasciamo la provetta in un beker agitatore per circa 1 gg
così abbiamo ottenuto l 'alcossido, dal quale separiamo meccanicamente i pezzi di sodio residui.
successivamente aggiungiamo lo iodiopentano...basta aggiungere? in modo da ottenere il pentil-cicloesil-etere

5. una volta conosciuta la temperatura di ebollizione si separerà il prodotto per distillazione frazionata.

Dovete inventare un metodo per valutare la presenza di ioduro di sodio, che testimoni l'avvenuta sostituzione.

+ Punti critici: 1. la formazione dell'alcossido sembra scarsa, dovete facilitarla. 2. Nella reazione di sostituzione dovete ugualmente velocizzarla e trovare qualcosa per sottrarre il gruppo uscente dall'equilibrio, così da spostarlo verso destra. Su wikipedia ci sono suggerimenti su come realizzarlo.

mercoledì 26 avete lavorato senza occuparvi di questi aspetti... Forse prima di distillare sarebbe stato il caso di stimare l'eventuale presenza di prodotto.

Risposta: forse il prodotto sperato si è formato durante il pre-riscaldamento ottenuto durante la distillazione.

5.1 Fase sperimentale (in cui tutto fila liscio): diario di bordo dell'esperimento con data, iniziali reporter, singole osservazioni dettagliate, dati in ingresso.

mancano dati

5.3 Elaborazione dati in uscita, interpretazione dei risultati

5.4 Controlli e conferme sperimentali

6. Conclusioni, revisione generale del processo.

Solo una possibile ipotesi x individuare la presenza di ioduro

Una comune metodica analitica qualitativa utilizzata per ricercare gli alogenuri consiste nella precipitazione frazionata con nitrato di argento. La soluzione alcalina contenente gli alogenuri succitati viene acidificata con acido nitrico per evitare che precipitino i carbonati e poi si aggiunge goccia a goccia nitrato di argento. Si osserva così che si formano via via tre diversi precipitati di tre colori diversi che sono rispettivamente, in ordine di precipitazione, ioduro, bromuro e cloruro di argento. Qui si sfrutta il fatto che aggiungendo nitrato di argento, e quindi aumentando la concentrazione di argento in soluzione, si raggiunge gradatamente la Kps dei tre sali che precipitano in maniera ordinata, partendo da quello che richiede una minore concentrazione di argento per raggiungere il prodotto di solubilità.

A questo punto si può verificare che gli alogenuri in questione siano cloruro, bromuro e ioduro di argento con la ridissoluzione selettiva dei precipitati in ammoniaca, che sfrutta la diversa maniera dei tre sali a sciogliersi nella base, con la quale essi si complessano. Infatti il cloruro di argento si complessa in ammoniaca diluita, il bromuro di argento in ammoniaca concentrata, e lo ioduro di argento non si scioglie per niente in ammoniaca. Quindi la soluzione precedente viene centrifugata, il precipitato viene separato dalla soluzione surnatante e trattato con ammoniaca diluita. In questo modo siamo sicuri che si complessi il cloruro, infatti aggiungendo acido nitrico si nota un intorbidimento della soluzione. Si ripete quindi il trattamento del precipitato con ammoniaca concentrata e si procede come sopra; aggiungendo ammoniaca sia concentrata che diluita si nota la persistenza del precipiatato che conferma la presenza di ioduri.

Anche la comune determinazione quantitativa di cloruri, bromuri e ioduri sfrutta la reazione di precipitazione con nitrato di argento

In poche parole bastava addizionare al residuo della distillazione un po' di HNO3 e di AgNO3 e osservare l'eventuale formazione del precipitato giallo di AgI.

L'aggiunta di AgNO3 alla miscela di reazione (in questo caso in maggior quantità e senza acido nitrico) avrebbe potuto facilitare la formazione dell'etere, in caso di esito negativo del test e della necessità di ripetere l'esperienza.

PRESENTAZIONE POWER POINT