Пояснения к синтезу
Реакция образования бромистого изопропила при взаимодействии изопропилового спирта с НВr проходит по механизму нуклеофильного замещения, катализируемого кислотами. Бромистый водород образуется в результате реакции: KBr + H2SO4 = HBr + KHSO4 Чтобы образующийся бромистый водород как можно меньше улетал, в реакционную смесь добавляют воду, а саму реакционную смесь перед внесением в нее бромистого калия охлаждают. Роль серной кислоты состоит также в протонировании изопропилового спирта:
Изопропилоксоний-катион, будучи вторичным оксониевым ионом, может реагировать с нуклеофилом Вr- по двум маршрутам: по механизму SN2:
или по SN1:
Наряду с бромид-анионом в качестве нуклеофила может выступать и гидросульфат-анион НSO4‑:
Изопропилсульфат, реагируя с бромид-анионом, также дает бромистый изопропил, а при высокой температуре (> 170 °С) способна к внутримолекулярному отщеплению Н2SО4 с образованием пропилена. Образующийся бромистый изопропил отгоняется из реакционной смеси. Вместе с бромпроизводным частично улетает и изопропиловый спирт, некоторое количество которого присутствует в реакционной смеси в свободном виде, так как равновесие (1) не полностью сдвинуто вправо. В связи с этим установка снабжается дефлегматором, который позволяет частично отделить более высококипящий спирт от бромистого изопропила и вернуть его в зону реакции. Взаимодействие изопропилсерной кислоты со спиртом приводит к образованию небольших количеств простого диизопропилового эфира:
который может быть отделен от бромистого изопропила при обработке продукта концентрированной серной кислотой:
Продукт кислотно-основного взаимодействия простого эфира и H2SO4 в отличие от галогенпроизводного хорошо растворим в концентрированной серной кислоте (см. примечание 2). Контрольные вопросы 1. Зачем в реакционную смесь перед началом синтеза добавляют воду, хотя она не входит в уравнение основной реакции? Почему перед внесением бромида калия реакционную смесь необходимо как можно сильнее охладить? 2. Какую роль в синтезе выполняет серная кислота? 3. Зачем установка для синтеза бромистого изопропила снабжается дефлегматором? Почему продукт реакции рекомендуется собирать под слоем воды? 4. Напишите уравнения реакций, в которые может вступать изопропилсульфат в различных условиях. Каковы механизмы этих реакций? 5. Сравните между собой данные для изопропилового спирта и бромистого изопропила: а) температуры кипения, б) растворимости в воде. Какие особенности строения этих веществ объясняют наблюдаемые различия? 6. В результате каких операций и каких реакций происходит очистка “сырого” бромистого изопропила от содержащихся в нем примесей? 7. Сравните по данным из справочника физические свойства бромистого изопропила и бромистого н-пропила. Как практически можно отличить друг от друга эти изомеры? 8. Чем отличаются между собой механизмы SN2 и SN1? Перечислите условия, которые благоприятствуют протеканию реакций замещения по тому или иному механизму. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|