Bereiding m- nitrobenzoëzuur uit methylbenzoaat

Nielsbrouwers

Zou graag morgen deze proef eens uitproberen, al heb ik een paar vraagjes. Eerst het werschema:

Methyl m-nitorbenzoaat

Breng in een 125ml erlenmeyer 8ml (70%) salpeterzuur en 8ml zwavelzuur (98%) aan (let op dat je de menging correct uitvoert afhankelijke van de dichtheden grootste bij kleinste Waarom?). Meng de zuren voorzichtig door en koel de oplossing tot 5°C. Breng in een 250ml erleneyer 20ml zwavelzuur (98%) en voeg 10ml methylbenzoaat toe onder voortdurend ronddraaien en koel onmiddellijk tot 5°C. Voeg via een toevoertrechter het nitrerend mengsel druppelsgewijs toe aan het methylbenzoaat en zorg ervoor dat de temperatuur tussen 5 en 10°C blijft (duur ~30min). Roer het mengsel gedurende 5 minuten om en blijf koelen, laat vervolgens opwarmen tot kamertemperatuur (schud regelmatig). Giet het mengsel uit over 100g ijs (exotherm!) in een 600ml beker. Roer om en filtreer het gevormde m-nitrobenzoaat af. Was de neerslag met 10ml ijskoude methanol en droog aan de lucht. Kristalliseer om uit 10 – 20 ml methanol. Bepaal het smeltpunt en het rendement van het zuivere methyl – 3 nitrobenzoaat.

Tot hier ben ik volledig mee, er gebeurt een Aromatische nitrering.

3-Nitrobenzoëzuur:

Reflux 9,0g methyl m-nitrobenzoaat samen met 4,0g NaOH opgelost in 16ml water in een 100ml rondbodemkolf gedurende 5 – 10 min. Verdun het reactiemengsel met een gelijk volume water. Na afkoelen wordt het mengsel onder hevig roeren uitgegoten op 12,5ml geconcentreerd HCL. Laat afkoelen tot kamertemperatuur en filtreer het zuur af, was met weinig water. Kristalliseer om uit 1%HCL. Bepaal het rendement en het smeltpunt.

Het eerste deel van hierboven snap ik ook, methyl m-nitrobenzoaat wordt gehydroliseerd met een basische oplossing om m-nitrobenzoëzuur te bekomen. Al snap ik niet waarom er wordt uitgegoten op HCl?

Mijn bijkomende vraag is nu ook, waar ontstaat het meta-isomeer?

En waarom wordt de hydrolysereactie in alkalisch midden uitgevoerd?

Dank bij voorbaat

Microkuub

Het meta isomeer onstaat in je eerste reactie. Dit is een zogenaamde elektrofiele aromatische additie, en hierbij zijn de al aanwezige groepen op het molecuul onderverdeeld in ortho-, meta- of para-richters. Benzoaat is dus meer een meta-richter, en de nitrogroep komt dan dus meta te zitten.

Wat betreft de hydrolyse, kijk eens naar de hydrolyse van een ester, waarom is dit wel base-gevoelig, en niet zuur-gevoelig?

Het uitgieten op HCl is om je zuur weer te protoneren, als je naar het reactie mechanisme kijkt van de hydrolyse; wat gebeurt hier en wat houdt je over? En het antwoord waarom het geprotoneerd moet worden (uitgieten op HCl) ligt in de oplosbaarheid van je eindproduct.

Succes

RobinvdS1994

Wanneer jij je nitrerend mengsel toevoegt aan het methylbenzoaat. Subsitueert het nitroniumion aan de aromatische ring op de meta positie. Dit komt doordat benzoaat een meta-richter is, wat veroorzaakt wordt doordat benzoaat voor zowel het inductieve als resonantie effect elektronzuigend is.

Nielsbrouwers

bij de hydrolyse van een ester ontstaat een zuur en een alocohol. We doen dit dus in een alkalisch midden(NaOH) om sodiumcarboxylaat te bekomen en alcohol(in dit geval CH3OH). HCl voegen we daarna toe om de positieve Natrium ionen te laten reageren met de Cl ionen om dus ons gevraagde M-nitrobenzoëzuur te bekomen. Gebeurt er in die laatste stap eigenlijk een substitutie of hoe noemt dit soort reacties?

Fuzzwood

Na⁺ en Cl^- blijven gewoon in oplossing, probeer het nog eens

RobinvdS1994

In de laatste stap voer je een protonering uit van het 3-nitrobenzoaat ion.

Nielsbrouwers

OK bedankt Robin, maar wat gebeurt er dan met dat alcohol dat gevormd is bij de hydrolysereactie met NaOH, ik neem aan dat dit methanol is?

nog een vraagje, waarom is het zo belangrijk om eerst salpeterzuur in een erlenmeyer te gieten en erna pas zwavelzuur. Dit heeft te maken met dat salpeterzuur een lagere dichtheid heeft neem ik aan, maar als je ermee mengt komen ze toch samen?

Microkuub

Nielsbrouwers schreef: ↑do 28 nov 2013, 18:00
bij de hydrolyse van een ester ontstaat een zuur en een alocohol. We doen dit dus in een alkalisch midden(NaOH) om sodiumcarboxylaat te bekomen en alcohol(in dit geval CH3OH). HCl voegen we daarna toe om de positieve Natrium ionen te laten reageren met de Cl ionen om dus ons gevraagde M-nitrobenzoëzuur te bekomen. Gebeurt er in die laatste stap eigenlijk een substitutie of hoe noemt dit soort reacties?

Hier gebeurt een nucleofiele acyl substitutie (wiki), waarbij dus je HO^- (verkregen door NaOH oplossing) als nucleofiel reageert. Zoals reeds eerder gezegd protoneer je inderdaad het gevormde benzoaat ion (verkregen uit de nucleofiele acyl substitutie) door toevoeging van HCl. Na⁺ en C^- zullen inderdaad gewoon in oplossing blijven.

Weet je al waarom het van belang is om jouw product te protoneren?

Nielsbrouwers schreef: ↑do 28 nov 2013, 23:15
OK bedankt Robin, maar wat gebeurt er dan met dat alcohol dat gevormd is bij de hydrolysereactie met NaOH, ik neem aan dat dit methanol is?

Deze groep gaat inderdaad weg als methanol.

Nielsbrouwers schreef: ↑do 28 nov 2013, 23:15
nog een vraagje, waarom is het zo belangrijk om eerst salpeterzuur in een erlenmeyer te gieten en erna pas zwavelzuur. Dit heeft te maken met dat salpeterzuur een lagere dichtheid heeft neem ik aan, maar als je ermee mengt komen ze toch samen?

Soms met het voorzichtig opschenken van twee vloeistoffen met verschillende dichtheden kan je een fase-scheiding krijgen en mengt het dus niet. En aangezien salpeterzuur en zwavelzuur vrij heftig exotherm reageren wil je dat het direct mengt, en geen fasescheiding geeft.

Door zwavelzuur op salpeterzuur te gieten zorg je ervoor dat het zwavelzuur er doorheen zakt, en dus goed kan mengen.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Bereiding m- nitrobenzoëzuur uit methylbenzoaat

Bereiding m- nitrobenzo

Re: Bereiding m- nitrobenzo

Re: Bereiding m- nitrobenzo

Re: Bereiding m- nitrobenzo

Re: Bereiding m- nitrobenzo

Re: Bereiding m- nitrobenzo

Re: Bereiding m- nitrobenzo

Re: Bereiding m- nitrobenzo