Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Курсовая работа: Синтез 4-бром-4’-гидроксибифенила

Название: Синтез 4-бром-4’-гидроксибифенила
Раздел: Рефераты по химии
Тип: курсовая работа Добавлен 22:13:54 30 января 2011 Похожие работы
Просмотров: 131 Комментариев: 2 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

Синтез 4-бром-4’-гидроксибифенила


Содержание

Введение

1. Литературный обзор

2. Экспериментальная часть

3. Обсуждение результатов

Выводы

Список литературы


Введение

Настоящая работа посвящена синтезу 4-бром-4’-гидроксибифенила. Это соединение является важным реагентом для синтеза ферроценсодержащих жидких кристаллов. Введение в молекулу ферроцена бифенильного заместителя способствует поляризации молекулы и межмолекулярной ассоциации.

Синтетические подходы к замещенным производным ферроценилбифенила. На базе которого могут быть созданы жидкие кристаллы. Разработаны недостаточно. Препятствием. Стоящим на пути к необходимым производным ферроценилбифенила является синтез 4,4’-дизамещенных бифенилов. Наиболее рентабелен синтез этих соединений, исходя из дешевого бифенила, реакциями электрофильного замещения.

4-Бром-4’-гидроксибифенил может быть использован как арилирующий агент в реакции кросс-сочетания с производным трис(4-ферроценилбороксинами) в присутствии солей палладия.

Аналогичное применение в синтезе жидких кристаллов могут найти сложные эфиры 4-бром-4’-гидроксибифенила.


1 . Литературный обзор

Получение 4,4’ замещенных производных бифенила.

Существует три основных метода получения 4,4’-дизамещенных бифенилов. Первый основан на бензидиновой перегруппировке, но он почти не используется, в связи с высокой канцерогенностью бензидина. Два других метода - это реакции электрофильного замещения в бифениле и создание бифенильной системы реакциями кросс-сочетания, которые используют в настоящее время. Ниже рассмотрены методы получения 4,4’-дизамещенных бифенила с помощью реакций электрофильного замещения.

Исходным веществом для получения 4,4’ замещенных производных бифенила часто служит 4-нитробифенил.

В работе[1] авторы получали 4-нитробифенил из бифенила:

кипячением бифенила с концентрированной азотной кислотой в растворе ледяной уксусной кислоты был получен 4-нитробифенил [1] (т.пл. 1120 -1130 )

В работе [2] авторы получали 4-бром-4’-нитробифенил при перемешивании смеси при нагревании 4-нитробифенила в растворе ледяной уксусной кислоты с бромом в отсутствие катализатора, причем продолжительное нагревание уменьшало выход (выход 80%).

Получили достаточно чистый продукт для использования в последующих стадиях.т. пл. 173-1760

4-бром-4’-нитробифенил авторы работы[3] использовали для получения 4-циано-4’-гидроксибифенила:

4-нитробифенил получали по описанной в работе [1] методике. 4-Бром-4’-нитробифенил получали нагреванием смеси 4-нитробифенила, ледяной уксусной кислоты и брома, охлаждали и фильтровали осадок 4-бром-4’-нитробифенила, затем, его перекристаллизовывали из ледяной уксусной кислоты. 4-амино-4’-бромбифенил получали восстановлением 4-бром-4’-нитробифенила порошкообразным железом с соляной кислотой в этиловом спирте. Затем полученный амин диазотировали нитритом натрия с соляной кислотой при 00 и получали хлорид диазония, который затем превращали в тетрафторборат. Тетрафторборат4-бромбифенил-4’-диазония нагревали с трифторуксусной кислотой и получали 4-бром-4’-гидроксибифенил, который кипятили в диметилформамиде с цианидом меди (1).

В работе [4 ] из п-нитробифенила (т. пл. 112-1130 ) при восстановлении избытком выделяющегося водорода был получен п-аминобифенил. т. пл. 490 .

Паранитробифенил был получен кипячением бифенила с концентрированной азотной кислотой в растворе ледяной уксусной кислоты[5].

Ряд галогенозамещенных был получен авторами в работе [6]. 4-амино – 4’-галогенбифенилы получали исходя из нитропроизводного галогенбифенила:

X= Cl

Br

При получении 4-амино-4’-хлорбифенила , 4- нитро-4’-хлорбифенил восстанавливали чистым железом с соляной кислотой в 90% этаноле и, затем, перекристаллизовывали в петролейном эфире (т. кип. 80-1000 ). т. пл. 1280 [6].

В работе [7] авторы, также, получали 4-амино-4’-хлорбифенил восстановлением 4-нитро-4’-хлорбифенила порошкообразным железом в присутствии соляной кислоты.

4-амино-4’-бромбифенил авторы получали восстановлением соответствующего нитросоединения по методике [8]. К спиртовому раствору 4-бром-4’-нитробифенила добавляли раствор хлорида олова (II) в концентрированной соляной кислоте. Смесь нагревали в течение 4х часов на водяной бане при температуре 1000 . К плоченной соли аминобифенила добавляли KOHи перемешивали в течение 5 часов. Т. пл.1460 [6]

4-амино-4’-йодбифенил получали по следующей схеме


4-амино-4’-нитробифенил получали добавлением гидрата сульфида натрия и серы к кипящему спиртовому раствору 4,4’-динитробифенила. Полученный 4-амино-4’-нитробифенил отделяют, перекристаллизовывают из ацетона, а затем диазотируют в ледяной уксусной кислоте нитритомнатрия при 100 . Раствор соли диазония разлагают с йодидом калия при нагревании на водяной бане. Затем полученный 4-йод-4’-нитробифенил восстанавливали при кипячении в растворе этанола с концентрированной соляной кислотой добавлением маленькими порциями порошкообразного цинка. Полученный продукт экстрагировали эфиром, затем перекристаллизовывали петролейным эфиром. Получили 4-амино-4’-йодбифенил т. пл. 1650 [6].

При получении 4-амино-4’-фторбифенила использовали терафтороборат бифенилдиазония:

К бифенилдиазоний-хлориду добавляли раствор тетрафторбората натрия, затем нитровали и восстанавливали порошкообразным цинком с соляной кислотой и перекристаллизовывали из петролейного эфира. т. пл. 1200 [6]

В работе [9] авторы получали 4-амино-4’-нитробифенил из 4,4’-динитробифенила, но ввиду плохой растворимости 4,4’-динитробифенила в спирте его восстанавливали в растворе пиридина. К кипящему раствору 4,4’-динитробифенила в пиридине при встряхивании по каплям добавляли раствор полисульфида натрия. Осадок продукта обработали водой упарили, а потом экстрагировали кипящей соляной кислотой и перекристализовали гидрохлорид амина. Для переведения гидрохлорида в свободный амин продукт обработали минимальным количеством пиридина, и добавили большое количество воды, затем осадок перекристаллизовали из метанола Получили чистый 4-амино-4’-нитробифенил, т. пл. 2040 .

Также синтез 4,4’ замещенных производных бифенила проводят исходя из бензидина.

Синтез 4-метокси-4’-аминобифенила проводили по следующей схеме[10 ]

Сначала бензидин растворяют в соляной кислоте, к раствору при охлаждении добавляют нитрит натрия. Соль диазония разлагают интенсивно кипящей водой. Полученный 4-гидрокси-4’-аминобифенил экстрагируют 1%м раствором щелочи(расход щелочи 5-6 литров на 50г бензидина). После очистки получается чистый продукт, т.пл. 272,5-224. 4-гидрокси-4’-ацетиламинобифенил получают ацилированием 4-гидрокси-4’-аминобифенила ледяной уксусной кислотой. Алкилируют путем добавления KOH, а, затем, йодистого метила, с последующим гидролизом смесью уксусной и соляной кислот с водой.

4-амино-4’-хлорбифенила проводят по следующей схеме[11 ]


На первой стадии сначала получают раствор бензидина в концентрированной соляной кислоте, который затем охлаждают и диазотируют. Раствор соли диазония по каплям прибавляют к свежеприготовленной однохлористой меди. Продукт экстрагируют соляной кислотой (7-8%) при кипячении. Для выделения из соли свободного 4-амино-4’-хлорбифенила продукт обрабатывают раствором 10%-го аммиака.

Приемлемым способом получения замещенных биарилов является катализируемая благородными металлами реакция кросс-сочетания. Катализируемая палладием реакция кросс-сочетания между борорганическими соединениями и органическими галогенидами, трифторацетатами или иодониевыми солями является прекрасным методом для создания связи С-С. Наибольшее распространение в качестве борорганических соединений, используемых в данного рода реакциях, получили борные кислоты. Реакции кросс-сочетания обладают рядом преимуществ, такими как нечувствительность к присутствию воды, толерантность по отношению к широкому кругу функциональных групп и регио- и стерео-специфичность. Кроме того, неорганические продукты нетоксичны и легко отделяются.

В работе [12] изучалось кросс-сочетание пара-толилборной кислоты и 4-нитродифенилиодоний бромида при катализе солями двухвалентного палладия.


Данную реакцию кросс-сочетания проводят с использованием оснований, в качестве которых применяют [12] Na2 СОз, NaOH, NaOEt, t-BuOK. Чем более стерически усложнены субстраты, тем больший выход дают более сильные основания.

Реакция кросс-сочетания может быть проведена при комнатной температуре, но она протекает очень медленно, поэтому обычно реакционную смесь нагревают до 60°-110°С, особенно если используют стерически затруднённые субстраты.

2. Экспериментальная часть

Получение 4-бром-4’-нитробифенила.

К 19,9 г(0,1 моль) 4-нитробифенила прибавили 60мл хлороформа, 6,5мл (20,2 г; 0,13моль) брома и 0,73г порошкообразного железа, Полученную смесь осторожно нагрели до начала бурной реакции , затем, кипятили в течение 2ч. Добавили еще 0,25г железа и кипятили еще 1ч. Реакционную смесь охладили до комнатной температуры, прибавили к ней водный раствор сульфита натрия (10г Na2 SO3 в 50мл воды) и перемешивали полученную смесь для удаления избытка брома. Осадок продукта, окрашенного примесями в серо-коричневый цвет, отфильтровали, промыли водой и высушили на воздухе. Дополнительную порцию продукта получили после упаривания хлороформного раствора и перекристаллизации остатка из уксусной кислоты с добавлением активированного угля. Обе порции объединили и поместили в патрон аппарата Сокслета. Продукт экстрагировали петролейным эфиром(70/100о ). Экстракцию продолжали до тех пор, пока петролейный эфир не начал окрашиваться в оранжевый цвет. Получили 4-бром-4’-нитробифенил в виде желтоватых кристаллов, т.пл -174-176о . Масса продукта составила 15,34г (выход 61%). Лит.данные [2]: т.пл. 173-176о

Получение 4-бром-4’-аминобифенила.

К 15,02г (0,054моль) 4-бром-4’-нитробифенила в 120мл спирта прибавили раствор 54г (0,24моль) дигидрата хлорида олова(II) в 60мл концентрированной соляной кислоты. Смесь нагревали 2ч на кипящей водяной бане при перемешивании. Затем раствор охладили, разбавили трехкратным объемом воды. Образовавшийся осадок соли амина отфильтровали, к нему прибавили раствор 50г KOH в 70мл воды. Смесь перемешивали в течение двух часов, затем добавили 100мл воды и отфильтровали осадок амина. Осадок промыли водой до нейтральной реакции и высушили на воздухе. Масса 4-бром-4’-аминобифенила составила 12,24г (выход 91%), т.пл. – 145-1470 . Лит.данные [3]: т.пл. 143-145о

Тетрафтороборат 4-бромбифенил – 4’ диазония.

К 12,24г 4-бром-4’-аминобифенила прибавили 384мл воды и 48мл концентрированной соляной кислоты. Смесь охладили льдом до 20 , а затем прибавили к ней в течение 15 минут по каплям при перемешивании на магнитной мешалке раствор 3,93г ( 0,057 моля) нитрита натрия в 52мл воды. При добавлении нитрита натрия реакционная смесь желтеет. После добавления всего раствора нитрита натрия перемешивание при температуре 1-1,5о продолжили еще в течение 30 мин. К полученному диазо-раствору прибавили раствор 5,99г тетрафторобората аммония в 48мл воды. При добавлении тетрафторбората аммония смесь разогревается до 30 и становится белой. Осадок тетрафторбората 4-бромбифенил–4’-диазония отфильтровали на воронке Бюхнера и высушили на воздухе в течение двух дней. Масса продукта составила 15,52г (выход 91%), т.пл. – выше 128о разлагается.

4. Получение 4-бром-4’-гидроксибифенила

К 3,2г (0,022моль) прокаленного карбоната калия при охлаждении льдом (0о С) осторожно добавили 9,2 мл трифторуксусной кислоты и затем – в один прием - 15,52г (0,045моль) тетрафторбората 4-бромбифенил–4’-диазония. Полученный раствор кипятили при перемешивании в тетение 1,5 ч с защитой от влаги, до отрицательной реакции на соль диазония с β-нафтолом (реакционную смесь защищали от влаги хлоркальциевой трубкой, наполненной хлористым кальцием). К полученному раствору добавили 260 мл воды и перемешивали при комнатной температуре в течение 1 ч. Охладили до-5о и отфильтровали образовавшийся осадок продукта, осадок промыли водой до нейтральной реакции. Перекристаллизовали из спирта. Получили 5,57г (выход 57%) 4-бром-4’-гидроксибифенила. т. пл. 163-1650 . Лит.данные [3]: т.пл. 164-166о .

3. Обсуждение результатов

Целью данной работы был синтез 4-бром-4’-гидроксибифенила. Мы рассмотрели три возможные способы его получения: 1) реакция кросс-сочетания; 2) ацилирование 4-бромбифенила с последующей реакцией Байера-Вилигера; 3) из соли 4-бромфенилдиазония. Поскольку в литературе описан только последний способ, то он и был выбран нами для получения целевого продукта.

В работе [3] была использована следующая схема получения 4-бром-4’-гидроксибифенила

Эта схема и была выбрана нами для получения целевого продукта. На первой стадии во время проведения синтеза реакция шла не так интенсивно, как ожидалось, поэтому мы добавили дополнительное количество катализатора (0,25г железа). Очистке 4-бром-4’-нитробифенила экстракцией в аппарате Сокслета проводили до тех пор, пока экстракт не стал окрашиваться в светло-коричневый цвет, это потребовало прекратить экстракцию. Еще порцию вещества получали перекристаллизацией из ледяной уксусной кислоты остатка из капсулы аппарата Сокслета.

В отличие от работы [3], восстановление 4-бром-4’-нитробифенила мы проводили не железом, а хлоридом олова(II) в кислой среде, как описано в работе [8]. После восстановления мы получили гидрохлорид 4’-бром-4-бифениламина. Методика выделения свободного 4-бром-4’-аминобифенила была разработана ранее в лаборатории КМОС. Она требовала длительного перемешивания гидрохлорида со щелочью (5ч). Мы использовали эту методику, но уменьшили время перемешивания до 2ч. Это практически не изменило выход 4-бром-4’-аминобифенила и не сказалось на чистоте продукта: т. пл. 145-1460 (лит. данные [3]: т.пл. 144-1450 ).

Получение целевого фенола мы осуществили по следующей схеме:

Получающийся вначале трифторацетат фенола легко гидролизуется при действии воды с образованием конечного продукта. В нашем эксперименте мы получили загрязненное вещество, что потребовало дополнительной кристаллизации из этанола. Поэтому выход чистого 4-бром-4’-гидроксибифенила после перекристаллизации составил только 57% (лит. данные [3]: выход 80%).

Выводы

1. Синтезирован 4-бром-4’-гидроксибифенил с общим выходом по трем стадиям 29%.

2. Вещество охарактеризовано по температуре плавления, которая соответствует литературным данным.

3. На стадии выделения свободного 4-бром-4’-аминобифенила из его гидрохлорида достаточно перемешивания со щелочью в течение 2ч, а не 5ч, как было предложено ранее.

Список литературы

[1] T. Carnellce, J. Schleselman. "Amidodiphenylsulphonic acid and aro-dies from diphenyl". // J. Chem. Soc., 1886, vol.49, 380

[2]J. Wood, E. Turner. "Orientation Effects in the Diphenil series. Part III". // .J. Chem. Soc., 1926, 2041

[3]C.S. Hsu, J. M. modgiguez-Parada, and V. Vercec. "Liquid Crystalline Polymers Containing Heterocycloalkane Mesogens". J. Polym. S., vol.25, 2425-2432

[4] R. Belcher, A. J. Nutten, and W. I. Stephen. "Substituted Benzidinez and Related reagent Compounds Part I. ". // J. Chem. Soc. 1952, 1334.

[5]E. Tauber, diese Ber.1894, 2629

[6]R. Belcher, A. J. Nutten, and W. I. Stephen. "Substituted Benzidinez and Related reagent Compounds Part II. Reagent for the Precipitation of Sulphate ". // J. Chem. Soc. 1953, 1334.

[7]А.Я. Желтов, В.Я. Родионов, Б.И. Степанов. "Исследование в ряду ароматических дисульфидов III." Журн. Орган. Химии 1970, т. 6, 2562

[8]P. Gelmo. "Ueber Galogenderivate des p-Amido-biphenyls und der p’Amido- p biphenyloxaminsaure". Ber. 1906, 4175

[9] Л.М. Литвиненко и А.П. Греков. "Пространственно строение и реакционная способность. I. Ацилирование аминопроизводных бифенила". Укр. Хим. Ж. 1954, т. 20, 194.

[10] Методы получения химических реагентов и препаратов. 1965, 130.

[11] Л.М. Литвиненко, В.М. Зикранец. "4-амино-4’-хлорбифенил". Методы получения химических реагентов и препаратов. 1965, 132.

[12]Suzuki A. // J. Organometal. Chem. 1999. V. 576. P. 147.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений07:55:46 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
09:18:28 29 ноября 2015

Работы, похожие на Курсовая работа: Синтез 4-бром-4’-гидроксибифенила

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(150269)
Комментарии (1830)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru