Nitrowanie: m- i p-nitro-N,N-dimetyloanilina

PRZEDRUK, oryginał dostępny pod adresem www
Fragment skryptu: Preparatyka związków organicznych. Przepisy do ćwiczeń

Uniwersytet Jagielloński (www)
Wydział Farmaceutyczny Collegium Medicum (www)
Katedra Chemii Organicznej (www)
Kierownik: Prof. UJ, dr hab. Marek Cegła

Adres:
ul. Medyczna 9
30-688 Kraków
Kontakt: tel. 012 620 55 00

Odczynniki:
N,N-Dimetyloanilina 4 cm3
Kwas azotowy(V) stęż. 2 cm3
Kwas siarkowy(VI) stęż. 15 cm3
Amoniak stęż. 45 cm3

Aparatura: mieszadło magnetyczne.

Reakcję należy prowadzić pod wyciągiem!

Pod digestorium montuje się zestaw złożony z kolby dwuszyjnej o poj. 100 cm3 chłodzonej mieszaniną wody z lodem, zaopatrzonej we wkraplacz, termometr z długą nóżką oraz mieszadło. Do kolby zawierającej 13 cm3 stęż. H2SO4 wkrapla się za pomocą wkraplacza 4 cm3 N,N-dimetyloaniliny, mieszając i utrzymując temperaturę poniżej 25°C. Powstały roztwór siarczanu N,N-dimetyloaniliny chłodzi się w mieszaninie oziębiającej (lód + NaCl), nadal mieszając, do temperatury 5°C i w tej temperaturze powoli wkrapla (po jednej kropli) za pomocą wkraplacza mieszaninę nitrującą sporządzoną w następujący sposób: W małej zlewce chłodzonej zimną wodą zawierającej 2 cm3 stęż. kwasu azotowego(V) dodaje się ostrożnie, mieszając pręcikiem, 2 cm3 stęż. kwasu siarkowego(VI). Powstanie mieszaniny nitrującej jest reakcją egzotermiczną, więc zawartość zlewki należy schłodzić, tym bardziej że reakcję nitrowania należy dalej prowadzić w temp. 5-10°C.
Po zakończeniu wkraplania całość miesza się jeszcze przez 1 godz., utrzymując temp. 5-10°C, a następnie przelewa do zlewki i dodaje ok. 25 g drobno potłuczonego lodu. Następnie chłodząc zawartość (umieszczając zlewkę w misce wypełnionej mieszanina lodu z wodą), równocześnie mieszając, wkrapla się (za pomocą wkraplacza) bardzo ostrożnie stęż. amoniak tak by temp. mieszaniny nie przekroczyła 25°C, do chwili, gdy powstający żółty osad zacznie zmieniać barwę na żółtopomarańczową (następuje to po dodaniu ok. 22,5 cm3 amoniaku). Powstały osad p-nitro-N,N-dimetyloaniliny odsącza się na lejku Büchnera, przemywa ok. 4 cm3 wody, a następnie krystalizuje z etanolu (Uwaga: nie używać wody do wytrącenia większej ilości związku w przypadku użycia zbyt dużej ilości etanolu). Do przesączu, przelanego do zlewki (chłodzonej wodą z lodem w celu utrzymania temp. 25°C), mieszając, dodaje się następną porcję stęż. amoniaku (ok. 22,5 cm3) do zaniku niebieskiego zabarwienia papierka Kongo. W czasie alkalizowania z roztworu wydziela się osad m-nitro- N,N-dimetyloaniliny. Mieszaninę należy pozostawić do następnego dnia w lodówce w celu rekrystalizacji. Surowy produkt sączy się przez lejek Büchnera, przemywa ok. 10 cm3 wody i oczyszcza przez krystalizację z etanolu.
Temperatura topnienia p-nitro-N,N-dimetyloaniliny wynosi 163°C, m-nitro-N,Ndimetyloaniliny 59°C.

Uwaga1. Kwas azotowy(V) powoduje poważne oparzenia.
Uwaga2. N,N-Dimetyloanilina działa toksycznie przez drogi oddechowe, w kontakcie ze skórą i po połknięciu.
Uwaga3. Kwas siarkowy(VI) powoduje poważne oparzenia.
Uwaga4. Etanol jest substancją wysoce palną.
Uwaga5. Po krystalizacji zlać do butelki z napisem Zlewki etanolowe.
Uwaga6. Amoniak działa toksycznie przez drogi oddechowe. Powoduje oparzenia.