Springen naar inhoud

De synthese van nitroethaan


  • Log in om te kunnen reageren

#1

TomWaits

    TomWaits


  • >25 berichten
  • 71 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 december 2006 - 01:22

Ik heb al verschillende keren nitroethaan proberen te maken, maar het mislukt elke keer weer.

De eerste keer liet ik broomethaan via een SN2 met zilvernitriet in watervrij ether reageren . Verschillende problemen doken hierbij op. Ten eerste is zilvernitriet zeer lichtgevoelig en moeilijk watervrij te krijgen. Ik had het gele poeder op een bord gelegd om het in een donkere kamer te laten drogen, maar dat lukte niet en hier en daar kreeg ik al zwartvorming. (door reductie van zilver o.i.v. licht) De eigenlijke reactie lukte al helemaal niet omdat zilvernitriet onoplosbaar is in diethyl ether. Ik liet het 80 uur bij kamertemperatuur reageren en had enkel sporen van nitroethaan.

De tweede keer liet ik broomethaan met natriumnitriet reageren. De broomethaan loste ik hierbij op in ethanol en de natriumnitriet in demiwater. Vervolgens voegde ik de waterige natriumnitriet oplossing aan de alcoholische broomethaan oplossing toe. Er ontstond een hoeveelheid neerslag: NaBr. Dat was dus het goede nieuws, aangezien dit het bewijs is dat de broom (van broomethaan) vervangen werd door de nitrogroep. Het minder goede nieuws was dat ik na afloop van de reactie (die 12 uur duurde bij kamertemperatuur) zag dat er zich twee lagen hadden gevormd. Hoewel ethanol oplosbaar is in water! De bovenste laag bestond uit ethanol waarin nog ¾ van de oorspronkelijke broomethaan inzat. Dat verklaard dus de vorming van een aparte ethanollaag aangezien broomethaan onoplosbaar is in water. Ook zat er in de ethanollaag nog tamelijk veel niet-gereageerd natriumnitriet. De onderste waterlaag bevatte veel NaBr en rook ook naar marsepein…nitroethaan gok ik.

Hoewel nitroethaan een hoger kookpunt heeft dan water, namelijk 120C, kwam het toch steeds weer opnieuw samen met het water over bij 100C!!!
Hoe kan dit?

Toen kwam ik op het idee om NaOH toe te voegen om zo het natriumzout van nitroethaan te verkrijgen. Na het indampen roken mijn kristallen idd naar marsepein. Door toevoeging van een zuur (HCl) werd nitroethaan weer vrijgegeven. Ik kreeg toen een geconcentreerde waterige oplossing van nitroethaan. (het aanwezige water was vnl afkomstig van zoutzuur) Toch lukte het mij nog niet om nitroethaan over te laten komen en tijdens de destillatie sloeg telkens een hoop NaCl neer, waardoor ik overdreven veel bubbelvorming in mijn destillatiekolf kreeg. De NaCl is natuurlijk afkomstig van de neutralisatie van NaOH met zoutzuur.

Samengevat:
Hoe komt het dat mijn opbrengst zo laag ligt m.a.w. dat er zich zo weinig broomethaan heeft omgevormd? Zou ik er misschien goed aan doen om de reactie te versnellen door het te verwarmen of treden er dan nevenreacties op?
Zou het verstandig zijn om de volgende keer geen enkel solvent meer te gebruiken en dus mijn natriumnitriet kristallen gewoon toe te voegen aan zuivere broomethaan?
Hoe komt het dat ik nitroethaan niet uit mijn waterige oplossing kan destilleren?

Veranderd door Plutonium, 03 december 2006 - 01:33

Hitting it... by chance?

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jooken

    Jooken


  • >250 berichten
  • 677 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 03 december 2006 - 10:12

Op de volgende site staan een aantal synthesen van nitroethaan:

nitroethane

#3

TomWaits

    TomWaits


  • >25 berichten
  • 71 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 december 2006 - 14:05

Ik heb dat artikel helemaal doorgelezen, maar de info die ze geven is onbetrouwbaar!!!

Het volgende moet je maar eens lezen:

"Method 3: from ethyl bromide (iodide) and sodium nitrite (dmf)
32.5 grams of ethyl bromide (0.3 moles) was poured into a stirred solution of 600ml dimethylformamide and 36 grams dry NaNO2 (0.52 mole)..."


600ml dimethylformamide en 32,5 gram broomethaan, mmmhh..

En dat 0,52 mol NaNO2 overeenkomt met 36 gram NaNO2 klopt ook al niet!
# Moderatoropmerking
rwwh: Gebruik sub- en superscript aub! Bekijk de helpfunctie hoe sub- en superscript te gebruiken.

Veranderd door rwwh, 03 december 2006 - 16:49

Hitting it... by chance?

#4

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11101 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 03 december 2006 - 14:08

Waar wil je dit nitroethaan voor gaan gebruiken? In een theoretisch onderzoek heb ik ontdekt dat deze stof naast brandstof in RC-auto's deze ook gebruikt kan worden in de synthese tot XTC.

#5

TomWaits

    TomWaits


  • >25 berichten
  • 71 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 december 2006 - 15:17

Jammer dat je wellicht enkel de titel aandachtig gelezen hebt en niet gereageert hebt op de inhoud van mijn topic. Welke stoffen kan je allemaal gebruiken voor de productie van explosieven of drugs? Als ik bij die vraag zou stilstaan dan kan ik beter stoppen met scheikunde. En dat ben ik niet van plan.

Ik had gewoon 50ml broomethaan staan (zelf gemaakt) en daar wou ik iets mee doen natuurlijk. Omdat ik nog nooit een nitroalkaan had gemaakt en dat wel een zeer algemene functionele groep is in de organische synthese kwam ik op het idee om broomethaan te gebruiken om nitroethaan te maken. Als een synthese mislukt, dan kan ik s'nachts niet slapen en blijf ik maar proberen tot het me wel lukt. Zoiets noemen ze gewoon scheikunde interesse!
Hitting it... by chance?

#6

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11101 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 03 december 2006 - 15:33

Ik heb dat artikel helemaal doorgelezen, maar de info die ze geven is onbetrouwbaar!!!

Het volgende moet je maar eens lezen:

"Method 3: from ethyl bromide (iodide) and sodium nitrite (dmf)
32.5 grams of ethyl bromide (0.3 moles) was poured into a stirred solution of 600ml dimethylformamide and 36 grams dry NaNO2 (0.52 mole)..."


600ml dimethylformamide en 32,5 gram broomethaan, mmmhh..

En dat 0,52 mol NaNO2 overeenkomt met 36 gram NaNO2 klopt ook al niet!

Goed als jij wil dat ik op de rest van de posts ook reageer:

Molmassa natriumnitriet is ongeveer 68 g/mol. 36g / 68 g/mol is wel degelijk 0,52 mol.

En het kan wel zijn dat jij dat een relatief grote hoeveelheid oplosmiddel vindt. De broomethaan lost hier goed in op, maar wat dacht je van het natriumnitriet dat je ook in de oplossing wil hebben?

Hoewel nitroethaan een hoger kookpunt heeft dan water, namelijk 120C, kwam het toch steeds weer opnieuw samen met het water over bij 100C!!!
Hoe kan dit?


Wat dacht je van de vorming van een azeotroop?

#7

TomWaits

    TomWaits


  • >25 berichten
  • 71 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 december 2006 - 16:02

Eindelijk weer wat slimmer geworden. Het gebeurt niet zo vaak dat iemand mij onder tafel praat met scheikunde, nu wel dus.

Nu kwam ik idd uit op 35,8 gram NaNO2 per 0.52 mol NaNO2, wellicht had ik een verkeerd getal ingetikt op mijn rekentoestel. :oops:

Weet jij ook een methode om nitroethaan wel uit de waterige oplossing te halen?

Een antwoord op deze vragen is ook nog altijd welkom:

Hoe komt het dat mijn opbrengst zo laag ligt m.a.w. dat er zich zo weinig broomethaan heeft omgevormd? Zou ik er misschien goed aan doen om de reactie te versnellen door het te verwarmen of treden er dan nevenreacties op?

Zou het verstandig zijn om de volgende keer geen enkel solvent meer te gebruiken en dus mijn natriumnitriet kristallen gewoon toe te voegen aan zuivere broomethaan?
# Moderatoropmerking
rwwh: Gebruik sub- en superscript aub! Bekijk de helpfunctie hoe sub- en superscript te gebruiken.

Veranderd door rwwh, 03 december 2006 - 16:49

Hitting it... by chance?

#8

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11101 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 03 december 2006 - 17:31

Kun je hier iets mee?

After that, the reaction mixture was poured into a 2500 ml beaker or flask, containing 1500 ml ice-water and 100 ml of petroleum ether. The petroleum ether layer was poured off and saved, and the aqueous phase was extracted four more times with 100 ml of petroleum ether each, where after the organic extracts were pooled, and in turn was washed with 4x75ml of water. The remaining organic phase was dried over magnesium sulfate, filtered, and the petroleum ether was removed by distillation under reduced pressure on a water bath, which temperature was allowed to slowly rise to about 65C. The residue, consisting of crude nitroethane was distilled under ordinary pressure (preferably with a small distillation column) to give 60% of product, boiling at 114-116C.

Petroleum ether is een anorganisch solvent. Je kan ook terpentine gebruiken.

#9

Marjanne

    Marjanne


  • >1k berichten
  • 4771 berichten
  • VIP

Geplaatst op 04 december 2006 - 12:30

Het kooktraject van terpentine is ruwweg 150-200 C. Je moet de destillatie dan wel anders uitvoeren. :oops:

#10

edje_CF

    edje_CF


  • >100 berichten
  • 173 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 04 december 2006 - 14:50

Nitroethaan kan gebruikt worden al solvent voor sulfonerings reacties. De water nitroethaan azeotroop zou je misschien kunnen scheiden door extractie met ether (redelijk otc).

#11

woelen

    woelen


  • >1k berichten
  • 3145 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 04 december 2006 - 23:47

Nog een opmerking die ik wil plaatsen. Nitro-alkanen geven met NaOH zgn. nitronaten, welke in aanwezigheid van water condenseren tot bruine onbruikbare drab. Dat weet ik uit persoonlijke ervaring.

Nitro-alkanen bestaan in twee vormen:

R-CH2-NO2 <---> R-C(H)=N(O)OH (bij jou is R = CH3)

Deze laatste vorm wordt de zgn. aci-vorm genoemd. Deze reageert met hydroxide tot het natrium zout: R-C(H)=N(O)ONa. Dit spul is in water echter instabiel. Heb je de oplossing niet rood zien worden toen je NaOH toevoegde?

#12

TomWaits

    TomWaits


  • >25 berichten
  • 71 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 december 2006 - 23:48

Nee, niet rood maar de kristallen waren wel iets gelig. Wellicht zou het wel rood geweest zijn als er iets meer nitronaat ionen in het water aanwezig zouden zijn.

Het scheiden ga ik voortaan proberen met kolomchromatografie als het niet met destillatie lukt.

Bedankt voor al het opzoekwerk. als ik mijn fout i.v.m. de lage opbrengsten heb gevonden, dan zal ik de oorzaak proberen te posten. Wordt vervolgd...
Hitting it... by chance?

#13

DrQuico

    DrQuico


  • >1k berichten
  • 2952 berichten
  • VIP

Geplaatst op 09 december 2006 - 00:31

Ik had gewoon 50ml broomethaan staan (zelf gemaakt) en daar wou ik iets mee doen natuurlijk. Omdat ik nog nooit een nitroalkaan had gemaakt en dat wel een zeer algemene functionele groep is in de organische synthese kwam ik op het idee om broomethaan te gebruiken om nitroethaan te maken. Als een synthese mislukt, dan kan ik s'nachts niet slapen en blijf ik maar proberen tot het me wel lukt. Zoiets noemen ze gewoon scheikunde interesse!

Heb je er aan gedacht dat je met magnesium ook een Grignard-reagens van broomethaan kan maken? Je kunt deze vervolgens laten reageren met aceton waardoor je 1,1-dimethylpropanol krijgt. Je hebt hiervoor ether als oplosmiddel nodig, maar ook dat kun je uit broomethaan maken met een Williamson ether synthese.

Wanneer je genteresseerd bent kun je wel meer info van me krijgen.

Let wel op. Broomethaan is een goed alkyleren reagens. Hiernaast is er een bewezen kankerverwekkend effect op dieren (de relevantie hiervan op mensen is niet bekend). Je moet dus zeer goed zorg dragen voor je persoonlijke bescherming. Zie ook de MSDS en lees deze goed door.

#14

TomWaits

    TomWaits


  • >25 berichten
  • 71 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 18 februari 2007 - 14:49

Ok, ik weet al wat ik verkeerd heb gedaan.

Een Victor-Meyer reactie is een reactie tussen broom- of joodalkanen en vast zilvernitriet in ether, maar deze reactie wordt normaal gezien verwarmd. Dat had ik dus niet gedaan omdat de nitroethaan syntheses die op internet staan deze reactie ook koud doen!

De reden waarom deze reacties best bij een zo laag mogelijke temperatuur plaatsvinden heeft te maken met de vorming van carbocationen. Deze carbocationen vormen zich gemakkelijker bij een hoge temperatuur.

Eens zo'n carbocation gevormd wordt, zal het worden aangevallen door het electronegatievere zuurstof van de NO2- groep en dan krijg je het nitriet ester R-ONO. Dit is dus een SN1 mechanisme

Als daarentegen de stikstof zich hecht aan de koolstof, krijg je een nitroverbinding R-NO2 maar dat kan enkel wanneer er geen carbocationen gevormd worden en het mechanisme dus via een SN2 verloopt.

Om de vorming van carbocationen te verhinderen gebruikt men tevens een aprotisch solvent. Dit is dus niet verplicht om een dergelijk solvent te gebruiken maar het geeft wel hogere opbrengsten.

Veranderd door Plutonium, 18 februari 2007 - 14:52

Hitting it... by chance?





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures