1
PIOTR BUJOK,ANDRZEJ SKIBIŃSKI4-tert-BUTYLOCYKLOHEKSANON
C + CH3 CH3
CH3
OH C
CH3 CH3
CH3
O H2O + KCl + OXONE R
OXONE = R 2KHSO5 KHSO4 K2SO4
Odczynniki: 4-tert-butylocykloheksanol, chlorek potasu, OXONE® (2KHSO5·KHSO4·K2SO4), wodorosiarczan(VI) tetrabutyloamoniowy, chlorek metylenu, siarczan(IV) sodu, węglan sodu, bezw. siarczan(VI) magnezu, benzen, octan etylu.1
Szkło laboratoryjne i elementy aparatury: kolba stożkowa poj. 100 cm3 ze szlifem 19/26 termometr z długą nogą, krystalizator o poj. 500 cm3, rozdzielacz poj. 250 cm3, kolba stożkowa poj. 100 cm3 ze szlifem i korkiem szlifowym, kolba okrągłodenna poj. 100 cm3 ze szlifem 29/32 cylindry miarowe, pipety, zlewki, probówki małe, wyparka rotacyjna, mieszadło magnetyczne wraz z dipolem, statyw, łączniki, łapy, pierścień metalowy.
Techniki: mieszanie, chłodzenie, ekstrakcja, oddestylowanie rozpuszczalnika, chromatografia cienkowarstwowa (TLC).
Zagrożenia: OXONE® – silny utleniacz; 4-tert-butylocykloheksanol – działa drażniąco na oczy i skórę; chlorek metylenu – prawdopodobnie rakotwórczy; benzen – toksyczny, kancerogenny, łatwo palny; octan etylu – łatwo palny, unikać kontaktu z oczami i skórą; wodorosiarczan(VI) tetrabutyloamoniowy – działa drażniąco na oczy, skórę i drogi oddechowe;
4tertbutylocykloheksanon – działa drażniąco na oczy, skórę i drogi oddechowe;
Środki ostrożności: praca pod sprawnym wyciągiem, w okularach i rękawicach ochronnych, podczas pracy z benzenem i roztworami benzenowymi w pobliżu nie może być żadnych źródeł ognia, należy unikać kontaktu reagentów, mieszaniny reakcyjnej, produktu i cieczy odpadowych z oczami, skórą i układem oddechowym. Bezwzględnie należy się zapoznać z zasadami bezpiecznej pracy z wyparką rotacyjną i aparaturą pracującą pod zmniejszonym ciśnieniem.
1 Przed rozpoczęciem pracy należy zapoznać się z kartami bezpieczeństwa wszystkich używanych w syntezie odczynników!
2
Przepis wykonania: Kolbę stożkową zaopatrzoną w dipol magnetyczny i termometr umieszcza się w łaźni chłodzącej ustawionej na mieszadle magnetycznym. Do kolby wprowadza się 30 cm3 chlorku metylenu, 1,56 g (10,0 mmol) 4-tert-butylocykloheksanolu, 0,38 g (5,0 mmol) chlorku potasu i 0,16g (0,5 mmol) wodorosiarczanu tetrabutyloamoniowego oraz 4 cm3 wody destylowanej. Po włączeniu mieszadła dodaje się 6,67 g (10,8 mmol) OXONE® (2KHSO5·KHSO4·K2SO4) i utrzymuje mieszaninę reakcyjną w temperaturze 10 °C przez 3 godziny, cały czas intensywnie mieszając. Postęp reakcji śledzi się metodą TLC (UWAGA). Po zakończeniu reakcji zawartość kolby przenosi się do rozdzielacza, dodaje około 20 cm3 zimnej wody celem rozpuszczenia wszystkich soli nieorganicznych i rozdziela warstwy. Warstwę wodną ekstrahuje się chlorkiem metylenu (3 razy porcjami po 15 cm3). Wszystkie warstwy organiczne łączy się i przemywa kolejno: 5% wodnym roztworem siarczanu(IV) sodu (15 cm3), 5% wodnym roztworem węglanu sodu (10 cm3) i wodą do odczynu obojętnego, po czym suszy bezwodnym siarczanem(VI) magnezu. Po oddzieleniu środka suszącego oddestylowuje się rozpuszczalnik na wyparce rotacyjnej. Jako pozostałość otrzymuje się 4-tert-butylocykloheksanon (1,54 g, wydajność 99,9%) o temperaturze topnienia 48 °C.UWAGA:
Po 3 godzinach pobiera się pipetą do probówki 0,2 cm3 warstwy organicznej i dodaje 0,5 cm3 chlorku metylenu. Równocześnie przygotowuje się roztwór 10 mg substratu w 0,7 cm3 chlorku metylenu. Na płytkę pokrytą żelem krzemionkowym (Kieselgel 60F254) nanosi się za pomocą cienkiej kapilary od 0,5 do 1,0 µl (około 2 kropelki) najpierw dwukrotnie roztwór zawierający produkt reakcji a następnie, w środku, roztwór substratu. Płytkę rozwija się w układzie benzen : octan etylu (4 : 1). Po rozwinięciu i wysuszeniu, chromatogram wywołuje się chromianką.
W wyniku wywołania na płytce pojawiają się: dla substratu dwie położone blisko siebie plamki a dla produktu jedna o innym Rf niż pozostałe. Jeżeli zostaje choćby niewielka plamka na wysokości plamek pochodzących od substratu, czas reakcji należy przedłużyć.
Odpady: Uzyskane warstwy wodne po połączeniu rozcieńcza się wodą, neutralizuje 5% wodnym roztworem siarczanu(IV) sodu i wylewa do kanalizacji. Oddestylowany rozpuszczalnik umieszcza się w pojemniku na ciekłe odpady organiczne zawierające fluorowce.
