1.12.06 D-BIOL Josua Jordi Synthese von Kristallviolett Cl - CH3 CH3 + N N H3C CH3 N H3C CH3 Kristallviolett C25H30ClN3 Mr=407.989u 1.12.2006 Josua Jordi, HCI G 294/245 Assistent: Felix Fischer 1 1.12.06 D-BIOL Josua Jordi 1 Bruttoreaktion und Mechanismus Dieses Experiment wurde nach der Vorschrift «A Colorful Grignard Reaction» (J. Chem. Educ. March 1996 73.3]) ausgeführt. Die Synthese von Kristallviolett läuft über zwei Schritte. Zuerst wird aus 4-Brom-N,Ndimethylanilin das entsprechende Grignard-Reagenz hergestellt: H3C H3C CH3 N N CH3 Mg Mg Br Br Abbildung 1, Gleichgewicht zwischen Grignard Reagenz und 4-Brom-N,N-dimethylanilin Anschliessend wird Kristallviolett durch Zugabe von Diethylcarbonat und saure Aufarbeitung mit wässriger Salzsäure erhalten: H3C CH3 N H3C O N CH3 -BrMgOEt + H3C O O CH3 H3C O Mg O Br Mg Br O CH3 CH3 CH3 H3C Br H3C Mg N N CH3 N CH3 + -BrMgOEt O O H3C N CH3 H3C O CH3 O Mg Br H3C N Br CH3 H3C CH3 CH3 Mg N N H3C + HCl + H O CH3 N N O H3C Mg CH3 Br CH3 H3C N CH3 2 1.12.06 D-BIOL Josua Jordi OH H3C CH3 N + N H3C OH2 H3C N CH3 CH3 N H3C CH3 -H 2O N H3C N CH3 CH3 H3C CH3 CH3 + N N H3C CH3 N H3C CH3 Abbildung 2, Reaktionsmechanismus [3] 2 Verwendete Substanzen In der folgenden Tabellen werden alle Substanzen, die bei der Synthese von Kristalviolett verwendet wurden, aufgeführt. Tabelle 1, Reagenzienliste mit relevanten Daten [1] 3 1.12.06 D-BIOL Josua Jordi 3 Synthese und Aufarbeitung 3.1 Versuchsaufbau Unten ist die Versuchsapparatur dargestellt. Die Apparatur wurde am Vortag der Synthese im Backofen erhitzt um die Restfeuchtigkeit in ihr zu entfernen. Anschliessend wurde sie zusammengebaut und unter laufendem Stickstoff die Restluft in ihr verdrängt. Die Apparatur war luftfrei und luftdicht verschlossen. Luftballon gefüllt mit Stickstoff Kühlwasser Dimrothkühler Ölbad 7 6 5 7 4 8 3 8 9 2 9 10 1 6 5 4 3 2 11 1 Abbildung 4, Versuchsaufbau für die Synthese [3] 4 1.12.06 D-BIOL Josua Jordi 3.2 Synthese Magnesium (0.32g) wurde 12-14h vor der Synthese in den Rundkolben gegeben und dort ständig gerührt. Mit einer Spritze wurde nach dieser Zeitperiode THF (20ml) in den Rundkolben gegeben. 2ml einer Lösung aus 4-Bromo-N,N-dimethylaniline (2,06g) und THF (10ml) wurden anschliessend in den Rundkolben gegeben. Die Lösung hatte einen leichten blau Ton. Nun wurde ein Iodkügelchen der Lösung beigegeben. Die Reaktion wurde mit Hilfe eines Föhns gestartet, es bildeten sich Blässchen um das Magnesium. Der Rundkolben wurde ins Ölbad eingetaucht, welches auf 100°C vorgeheizt war. Die Lösung verfärbte sich vom grün ins braune und vom braunen ins klare. Nach 1,5h im Ölbad war die Lösung trübe. Die Lösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und mit einer Lösung aus Diethylcarbonat (0,496g) und THF (5ml) versetzt. Die Lösung wurde gelblich. Dann wurde sie noch einmal 5min erhitzt und wieder auf Raumtemperatur versetzt. Nun wurden der Lösung 10% HCl-Lösung (15ml) hinzu gegeben. Sie verfärbte sich blau. 4 Identifikation Die Verfärbung der Lösung ins blaue als Endprodukt gilt als Kristallviolett Nachweiss. 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