Protokoll Praktikum OC-I

Protokoll Praktikum OC-I
Präparat: p-Nitrobenzoesäure
Einführung:
Syntheseschema:
Aliquat 336
CH3 + 2 KMnO4
O2N
O2N
COOH
+ 2 MnO2 + 2 KOH
Reaktionsmechanismus:
C8H17
C8H17
N
C8H17
Cl
CH3
Trioctylmethylammoniumchlorid (Aliquat 336) als Phasentransferkatalysator.
Ar
-3
CH3
-7
2 MnO4 + 6 e-
Ar
+3
COOH + 6 e-
-4
2 MnO2
Redoxreaktion: Oxidation der Methylgruppe durch Kaliumpermanganat, Reduktion des Kaliumpermanganates durch die Methylgruppe.
Durch seine Größe wird das Aliquat 336 nicht solvatisiert, es liegt praktisch nackt vor. Dadurch
kann es sowohl in die wässrige Phase als auch in die organische Phase. Der eigentliche Nutzen
dieses Katalysators ist das Mitschleppen des Permanganat-Ions in die organische Phase durch
Coulomb-Wechselwirkung. Aliquat 336 ist auch eine Flüssigkeit, womit es als homogener Katalysator wirken kann.
Durchführung:
In einem Zweihalskolben mit Rückflusskühler und Rührer wurden 35 ml Wasser, 0.3 ml Aliquat 336
und 0.011 mol (0.96 g) Natriumhydrogencarbonat gegeben. Dazu kamen 0.0086 mol (1.17 g) pNitrotoluen und 0.028 mol (4.5 g) Kaliumpermanganat. Das Gemisch wurde 1 Stunde unter Rückfluss erhitzt und mit einigen Tropfen Ethanol entfärbt. Anschließend wurde die Reaktionslösung
durch Absaugen vom Braunstein getrennt, zweimal mit wenig heißem Wasser gewaschen und mit
halbkonzentrierter Schwefelsäure angesäuert. Bis zur vollständigen Kristallisation wurde im Eisbad
gekühlt, die p-Nitrobenzoesäure abgesaugt und in Wasser umkristallisiert.
Ich erhielt 0,8 g (0.0048 mol) p-Nitrobenzoesäure. Das entspricht einer Ausbeute von 55.8 % (Literaturwert 68 %). Der Sublimationspunkt liegt bei 238.4 °C (Literaturwert 240 °C).
Diskussion:
Die Ausbeutedifferenz von 12.2 % ist durch Nebenreaktionen erklärbar. Das Permanganat oxidiert
nicht nur die Methylgruppe, sondern auch eventuelle Verunreinigungen, obwohl es schon im Überschuss eingesetzt wurde. Das Entfärben mit Ethanol war eigentlich nicht nötig, da die Farbe nicht
mehr vom Kaliumpermanganat herrührte.
Literatur:
Organikum; Johann Ambrosius Barth Verlag, Leipzig; 20. Auflage; S. 386-388