1.1.1: 1-Bromoctan - IOC

1. Substitutionsreaktionen
1.1.1
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Umsetzung von 1-Octanol mit Bromwasserstoffsäure zu 1-Bromoctan (1)
OH
H3C
H2SO4 konz.
Rückfluß
+ HBr
C8H18O
(130.2)
Arbeitsmethoden:
(80.9)
Br
H3C
1
(98.1)
+ H2O
C8H17Br
(193.1)
Destillation
Chemikalien
1-Octanol
Bromwasserstoffsäure
Konz. Schwefelsäure
Cyclohexan
Sdp. 195 °C, d = 0.83 g/ml.
48proz. wässrige Lösung, d = 1.49 g/ml. Verursacht Verätzungen. Sofort mit viel
Wasser abspülen.
95–98proz., d = 1.84 g/ml. Verursacht schwere Verätzungen. Sofort mit viel
Wasser abspülen.
Sdp. 80 °C, d = 0.78 g/ml, Dampfdruck bei 20 °C: 104 hPa.
Durchführung
Vor Beginn Betriebsanweisung erstellen.
In einem 100 ml-Rundkolben mit Rückflusskühler wird die Mischung
von 0.10 mol (13.0 g, 15.7 ml) 1-Octanol, 0.50 mol (5.0 g, 2.7 ml)
konz. Schwefelsäure1 und 0.15 mol (25.3 g, 17.0 ml) 48proz. Bromwasserstoffsäure in einem Heizbad 5 h unter schwachem Rückfluss
zum Sieden erhitzt (Badtemperatur ca. 140–160 °C).
Isolierung und Reinigung
Nach dem Abkühlen gießt man die Mischung in einem Scheidetrichter auf 60 ml Eiswasser, fügt 50 ml Cyclohexan zu,2 schüttelt gut
durch und trennt die Phasen. Die wässrige Phase wird mit weiteren
20 ml Cyclohexan ausgeschüttelt (→ E1). Die organischen Phasen
werden vereinigt und mit je 15 ml konz. Schwefelsäure und Wasser
gewaschen (→ E1). Danach wird die organische Phase bis zur
neutralen Reaktion über festem Kaliumcarbonat gerührt (→ E2).3
Nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels am Rotationsverdampfer (→ R1) wird das Rohprodukt bei vermindertem Druck in einer
kleinen Destillationsapparatur mit Spinne und tarierten Vorlagekölbchen fraktionierend destilliert. Man führe ein Destillationsprotokoll
und bestimme Menge und Brechungsindizes der erhaltenen Fraktionen, die bei gleichem Brechungsindex vereinigt werden (→ E3).
Ausbeute an 1: 65–75%, Sdp. 81 °C/16 hPa, nD20 =1.4524.
Das 1-Bromoctan 1 kann in Versuch 1.4.2 weiter zu 1-Chloroctan
umgesetzt werden.
1
Wozu dient die Schwefelsäure?
Weshalb ist Cyclohexan hier geeignet, nicht z.B. Diethylether?
3 Welchen Zweck hat das Rühren über Kaliumcarbonat?
2
Versuch 1.1.1, Rev. 1.0
1
1. Substitutionsreaktionen
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Hinweise zur Entsorgung (E), Recycling (R) der Lösungsmittel
E1:
E2:
E3:
R 1:
Wässrige Phasen mit Spuren organischen Verunreinigungen → Entsorgung (H2O mit RHal/Halogenid).
Kontaminiertes Trockenmittel → Entsorgung (Anorg. Feststoffe).
Verunreinigte Fraktionen und Destillationsrückstand → Entsorgung (RHal).
Abdestilliertes Lösungsmittel → Recycling (Cyclohexan).
Auswertung des Versuchs
H-NMR-Spektrum von 1 (300 MHz, CDCl3): δ = 0.88 (3 H), 1.17–1.36 (8 H), 1.36–1.50 (2 H), 1.85 (2 H),
3.40 (2 H).
4 .0
3 .0
541.4 Hz
548.2 Hz
556.1 Hz
563.0 Hz
569.9 Hz
1014.6 Hz
1021.4 Hz
1028.3 Hz
1
2 .0
1 .0
[p p m ]
0 .0
C-NMR-Spektrum (75.5 MHz, CDCl3) von 1: δ = 14.08 (CH3), 22.63 (CH2), 28.20 (CH2), 28.75 (CH2), 29.12
(CH2), 31.77 (CH2), 32.87 (CH2), 34.01 (CH2).
13
40
30
20
10
[ppm]
0
IR-Spektrum von 1 (Film):
100
T [%]
50
2960
2855
2925
0
4000
Versuch 1.1.1, Rev. 1.0
3000
2000
1500
1000
~ [cm-1]
ν
2
1. Substitutionsreaktionen
*
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Formulieren Sie den zu 1 führenden Reaktionsmechanismus.
Weitere denkbare Reaktionsprodukte:
CH2
H3C
A
OSO3H
H3C
B
H3C(CH2)7O(CH2)7CH3
C
* Mit welchen spektroskopischen Daten und einfachen Versuchen lassen sich A–C ausschließen?
* Diskutieren Sie die denkbaren Reaktionsmechanismen.
Literatur, allgemeine Anwendbarkeit der Methode
Diese Arbeitsvorschrift kann allgemein zur Umsetzung von n-Alkoholen (ca. C4–C12) zu primären Bromalkanen
verwendet werden. Sekundäre und tertiäre Alkohole unterliegen leicht – insbesondere bei höheren Temperaturen
– Umlagerungen und Eliminierungen zu Alkenen.
Versuch 1.1.1, Rev. 1.0
3