Methyl Salicylate

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18.11.06
D-BIOL Josua Jordi
Synthese von Methyl
Salicylate
H3C
O
O
OH
Methyl Salicylate C8H8O3
Mr=152.149u
18.11.2006
Josua Jordi, HCI G 294/245
Assistent: Felix Fischer
1
18.11.06
D-BIOL Josua Jordi
1 Bruttoreaktion und Mechanismus
Methyl Salicylate oder Methyl-2-hydroxybenzoat, auch bekannt als Duftstoff unter
dem Namen Wintergreen Oil, kann durch Veresterung von Methanol und Salicylsäure
synthetisiert werden. Der Mechanismus und die Bruttoreaktion sind in der folgenden
Abbildung skizziert:
O
O
OH
OH
CH3
O
OH
H2SO4
+
MeOH
H+
HO
+
H2O
-H+
HO
OH
H3C
C
O
H
O
+
H
OH
OH
H3C
H3C
O
H
+
HO
OH
HO
OH
OH
H3C
O
OH
+
H
OH
Abbildung 1, Bruttoreaktion und Mechanismus [3]
Zusätzlich zur katalytischen Wirkung der Schwefelsäure auf die Veresterung,
protoniert sie das Wasser und verschiebt das Gleichgewicht somit auf die rechte
Seite.
2
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2 Verwendete Substanzen
In der folgenden Tabellen werden alle Substanzen, die bei der Synthese von Methyl
salicylate verwendet wurden, aufgeführt. Die CH-Giftklassen sind seit dem 1. August
2005 durch die EU Vorschriften ersetzt worden. Zusätzlich ist der Siedepunkt von
Methanol aufgeführt, da er als einziger für die Synthese relevant ist, er beträgt 65°C
Substanz
Methyl salicylate
CH-Giftklasse Gefahrensymbol
4
Xn
Salicylsäure
3
Xn
Methanol
3
F, T
Diethylether
Natriumchlorid
Magnesiumsulfat
Natriumhydrogencarbonat
Schwefelsäure
F, Xn
F
F
2
C
R-/S-Sätze
R 22-36
S 24-26
R 22-37/38-41
S 26-39
R 11-23/24/2539/23/24/25
S 7-16-36/37-45
R 12-19-22-66-67
S 9-16-29-33
S 22-24/25
R 35
S 26-30-45
Tabelle 1, verwendete Substanzen [1]
Für die Synthese lassen sich daraus folgende Schlüsse ziehen: Methyl salicylate,
Salicylsäure und Diethylether reizen Haut und Augen, Schwefelsäure ist ätzend,
Methanol und Diethylether sind leicht entzündlich und Methanol ist giftig. Die
organischen Substanzen wurden im Behälter für organische Substanzen entsorgt,
alle die im Kontakt mit Natriumchlorid waren im chlorierten Teil, die anderen im nicht
chlorierten Teil des Behälters
3
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3 Synthese und Aufarbeitung
3.1 Versuchsaufbau
Kühlwasser
Dimrothkühler
Ölbad mit Kontaktthermometer
7
6
5
3
8
9
2
9
10
1
6
7
4
8
5
4
3
2
11
1
Abbildung 2, Versuchsaufbau [3]
Die Synthese erfolgte durch Kochen der Reaktanden im Ölbad unter Rückfluss. Der
Versuchsaufbau ist in Abbildung 2 skizziert worden.
3.2 Synthese
Zu Beginn wurden 2g Salicylsäure, 20ml Methanol und 5 Tropfen Schwefelsäure in
einen Rundkolben eingefüllt. Die Salicylsäure wurde in Methanol gelöst und erst
danach die Schwefelsäure zugegeben. Es resultierte eine farblose Lösung. Die
Temperatur des Ölbades wurde auf 70-80°C eingestellt, damit das Methanol zu
kochen begann. Nach 45-60min im Ölbad wurde die Lösung langsam milchig.
4
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3.3 Aufarbeitung
Der Rundkolben wurde aus dem Ölbad entfernt und die Lösung in einen
Scheidetrichter gegeben. In diesem befanden sich bereits 40ml Diethylether und
30ml gesättigte Natriumchlorid Lösung, die entstandene Lösung wurde mehrmals
kräftig geschüttelt. Die wässrige Phase wurde verworfen, die organische zweimal mit
30ml Natriumhydrogencarbonat gewaschen. Die dabei entstandene organische
Phase wurde mit Magnesiumsulfat getrocknet und anschliessend einrotiert.
4 Identifikation
Vom Produkt wurde anschliessend an die Aufarbeitung ein Infrarotspektrum
hergestellt und mit einem Referenzspektrum verglichen. Ausserdem war der typische
Geruch von Winteroil deutlich wahrzunehmen, der Geruch vom Diethylether hatte
sich komplett verflüchtigt.
Die Übereinstimmung der Peaks aus dem Infrarotspektrum im Vergleich mit einem
Referenzspektrum ist sehr gut. Die meisten Peaks können identifiziert werden und es
kommt nur zu sehr geringen Abweichungen. Verunreinigung des Produkts mit
Methanol kann weit gehend ausgeschlossen werden, ebenso wie Verunreinigung
mit Salicylsäure, da die charakteristischen, starken Signale dieser beiden Stoffe völlig
fehlen. Bei Salicylsäure der Bereich zwischen 800-900 cm-1 fehlt total, bei Methanol
sind kaum Übereinstimmungen zu finden.
Ausserdem wurde der Brechungsindex bestimmt, er betrug 1,528 im Vergleich zu
einem theoretischem Wert von 1,535.
Auf Grunde dieser Anhaltspunkte konnte das Produkt als Methyl salicylate
identifiziert werden.
5 Literatur
[1] Merck KGaA – ChemDAT http://chemdat.merck.de/mda/ch/de/index.html
[2] SDBS http://www.aist.go.jp/RIODB/SDBS/cgi-bin/cre_index.cgi
[3] Chemsketch
5
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6 Anhang
Abbildung 3, Methyl Salicylate Referenzspektrum [2]
6
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Abbildung 4, Salicylsäure Referenzspektrum [2]
Abbildung 5, Methanol Referenzspektrum [2]
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