Protokoll OC I – Praktikum Präparat: Einführung: ∆

Protokoll OC I – Praktikum
Präparat:
Benzylchlorid:
CH2Cl
Einführung:
Syntheseschema:
AIBN
CH3 + SO2Cl2
∆
CH2Cl + SO2 + HCl
Reaktionsmechanismus:
SR – Reaktion,
Initiator (Azobisisobutyronitril):
CH3
NC
C
CH3
N
CH3
N
C
CN
CH3
R´ . :
CH3
NC
C
CH3
Die Darstellung von Benzylchlorid aus Toluol und Sulfurylchlorid folgt einer radikalischen
Substitution S R . Man benutzt SO 2 Cl 2 , da es selektiver (und damit weniger reaktiv) als
Cl 2 ist. Sulfurylchlorid ist nicht mehr in der Lage, Toluol dreifach zu substituieren,
elementares Chlor schafft dies aber. Der Kettenträger der Kettenreaktion ist also nicht das
•
elementare Chlor sondern das weniger reaktive S O 2 Cl . Um das SO 2 Cl - Radikal zu
erzeugen, wird ein Initiator (Azobisisobutyronitril, AIBN) gebraucht. Durch Wärmeeinwirkung zerfällt AIBN in molekularen Stickstoff und zwei Nitrilpropyl-Radikale. Der
Mechanismus der ablaufenden Reaktion ist wie folgt beschreibbar:
∆
Initiator → 2R´⋅
Kettenstart
•
R´⋅ + SO 2 Cl 2 → R´Cl + S O 2 Cl
•
•
Ph − CH 3 + S O 2 Cl → Ph − C H 2 + HCl + SO 2
Kettenfortpflanzung
•
•
Ph − C H 2 + SO 2 Cl 2 → Ph − CH 2 Cl + S O 2 Cl
Durchführung:
Toluol und Sulfurylchlorid wurden zusammen mit einer katalytischen Menge
Azobisisobutyronitril 9 Stunden in einem Zweihalskolben am Rückflusskühler mit
Kalziumchloridrohr unter Rühren gekocht. Nach jeweils einer Stunde wurde abgekühlt und
wieder eine katalytische Menge AIBN zugegeben. Das Rohprodukt wurde mit Wasser in
einem Scheidetrichter gewaschen. Danach wurde mit Natriumsulfat getrocknet und die
gebildeten Natriumsulfat-Brocken mit n-Pentan ausgewaschen. Zur Trennung wurde unter
Vakuum mit einer 5-cm-Vigreux-Kolonne fraktioniert. Der Siedepunkt von Benzylchlorid
bei 10 Torr beträgt 61 °C.
Ansatzgrösse:
Toluol: 10.2 ml (0.096 mol)
Sulfurylchlorid: 6.4 ml (0.079 mol)
Azobisisobutyronitril: 0.03 g (1.58 . 10-3 mol)
Ausbeute:
Benzylchlorid:
Erwartet: 9.98 g (0.079 mol) ≡ 82,29 %
Tatsächlich: 2.4 0 g (0.02 mol) ≡ 24.74 %
Analytik:
n D20 :
Literaturwert:
gemessener Wert:
1.5390
1.5361
Diskussion:
Die von mir erreichte Ausbeute von ca. 25 % ist darauf zurückzuführen, dass ich den Kolben
mit dem Endprodukt umgekippt habe. Ich nahm soviel wie möglich mit einer Pipette auf und
fraktionierte diesen Rest durch die Vigreux-Kolonne.
Trotz dieser Verschmutzung des Endproduktes ist die erhaltene Reinheit recht hoch, wie der
Brechungsindex zeigt.
Literatur:
Organikum, Johann Ambrosius Barth Verlag, 20. Auflage, S. 193