Введение.
Представляю вашему вниманию три простейших синтеза нитроэтана.
- Из этилсульфата натрия и нитрита металла.
- Из галогенида этила и нитрита серебра.
- Из бромистого этила (иодида) и нитрита натрия.
Этот список позволяет выбрать подходящий реактив, который можно приобрести в вашем регионе. Исходя из местных цен на реагенты, цены на конечный продукт и доступности реагентов, вы можете выбрать более приемлемый способ синтеза.
Внешний вид: маслянистая жидкость, фруктовый запах
Температура кипения: 112,0 - 116,0 °C/760 мм рт. ст.Температура плавления: -90 °C
Молекулярная масса: 75,067 г/моль
Плотность: 1,054 г/мл (20 °С)
Показатель преломления: 1,3917 при 20 °C/D; 1,39007 при 24,3 °C/D
Из этилсульфата натрия и нитрита металла.
1,5 моль нитрита натрия (103,5 г) тесно смешивают с 1 моль этилсульфата натрия (158 г) и 0,0625 моль K2CO3 (8,6 г). Смесь нагревают до 125-130 °C, при этой температуре нитроэтан отгоняется сразу же после его образования. Нагревание прекращают, когда поток дистилляции значительно ослабевает, и сырой нитроэтан промывают равным количеством воды, сушат над CaCl2 и, если необходимо, обесцвечивают небольшим количеством активированного угля. Затем нитроэтан повторно перегоняют, собирая фракцию между 114-116 °C. Выход 42-46% от теории.
Более подробное описание синтеза можно найти здесь. Существует метод синтеза нитрометана, который можно преобразовать в синтез нитроэтана. Вам необходимо заменить диметилсульфат на диэтилсульфат и пересчитать массы реагентов .
Из этилгалогенида и нитрита серебра .
Охладите 100 г нитрита серебра (0,65 моль) в 150 мл сухого эфира до 0 °C в трехгорлой колбе емкостью 500 мл (в затемненном помещении или при желтом освещении). Добавьте 0,5 моль этилгалогенида (78 г йодистого этила или 55 г бромистого этила) по каплям в течение 2 часов при постоянном перемешивании и поддержании температуры 0 °C и темных условиях. Перемешивайте в течение 24 ч при 0 °C, затем 24 ч при комнатной температуре, если используется бромистый этил, и 48 ч, если используется бромистый этил .
(Чтобы проверить, когда реакция завершится, добавьте несколько капель реакционной смеси в пробирку со спиртовым раствором нитрата серебра и обратите внимание, не выпадет ли осадок. Если да, то реакция не завершена. Также можно использовать тест Бейльштейна: в пробирку помещают небольшой моток медной проволоки, к которому добавляют небольшую порцию реакционной смеси и отмечают, происходит ли реакция, при этом на поверхности медного мотка осаждается элементарное серебро). В ходе реакции в растворе выпадет йодид (или бромид) серебра. Отфильтруйте серебряную соль и промойте ее несколькими порциями эфира. Выпарите эфир при комнатной температуре. (Это можно заменить отгонкой эфира с помощью водяной бани при атмосферном давлении. Используется колонка 2x45 см с 4 мм пирексовыми спиралями. Более эффективная колонка не используется из-за нестабильности этилнитрита, образующегося в качестве побочного продукта в ходе реакции. Поддерживайте безводные условия, поскольку этилнитрит будет гидролизоваться до этанола и его будет трудно отделить). Затем перегоните остаток в вакууме при давлении около 5 мм рт. ст. Этилнитрит будет начальной фракцией, за ним последует промежуточная фракция, а затем перегонится нитроэтан. Атмосферная дистилляция может снизить выход. Выход составляет около 83% от теоретического.
Из бромистого этила (йодида) и нитрита натрия (DMF).
32,5 г бромистого этила (0,3 моль) прилили к перемешиваемому раствору 600 мл диметилформамида (DMF) и 36 г сухого NaNO2 (0,52 моль) в мензурке, стоящей на водяной бане, поддерживая раствор при комнатной температуре, так как реакция слегка экзотермична. Всегда держите раствор вдали от прямых солнечных лучей. Перемешивание продолжалось в течение шести часов. После этого реакционную смесь перелили в стакан или колбу емкостью 2500 мл, содержащую 1500 мл ледяной воды и 100 мл петролейного эфира. Слой петролейного эфира сливали и сохраняли, а водную фазу экстрагировали еще четыре раза по 100 мл петролейного эфира, после чего органические экстракты объединяли и, в свою очередь, промывали 4x75 мл воды. Оставшуюся органическую фазу сушили над сульфатом магния, фильтровали, а петролейный эфир удаляли перегонкой под пониженным давлением на водяной бане, температуру которой медленно повышали до 65 °C. Остаток, состоящий из неочищенного нитроэтана, перегоняли под обычным давлением (предпочтительно с использованием небольшой перегонной колонны) с получением 60% продукта, кипящего при 114-116 °C.
Бромистый этил реагирует с NaNO2, образуя нитроэтан и этилнитрит.
Этот метод можно разнообразить несколькими способами. Во-первых, диметилсульфоксид (ДМСО) можно заменить диметилформамидом (ДМФ) в качестве растворителя. Этиленгликоль также подходит в качестве растворителя, но в этой среде реакция протекает довольно вяло, что позволяет проводить побочные реакции, например, такую: RH-NO2 + R-ONO => R-(NO)NO2 + R-OH. Вместо NaNO2 можно также использовать KNO2. Если NaNO2 используется в DMF, можно также добавить 30 г (0,5 моль) мочевины в качестве нитрит-скавенджера, чтобы минимизировать побочные реакции, а также одновременно повысить растворимость NaNO2 и тем самым значительно ускорить реакцию.
Если бромистый этил заменить йодистым этилом, необходимое время реакции сократится всего до 2,5 ч вместо 6 ч. В случае использования йодистого этила необходимо внести небольшие изменения в описанную выше процедуру. Объединенные эфирные экстракты промывают 2х75 мл 10% тиосульфата натрия, затем 2х75 мл воды, а не 4х75 мл воды, как указано выше. Это необходимо для удаления небольшого количества свободного йода.
Last edited:
