Versuchsbeschreibung

Aus Triphenylphosphin und Kaliumhydrogenmonopersulfat wird Triphenylphosphinoxid hergestellt.

 

Verwendete Chemikalien

ChemikalieSymboleH- / EUH- / P-SätzeMenge

Triphenylphosphin, C18H15P

Synonyme: Triphenylphosphan, Triphenylphosphor, Triphenylphosphid, Phosphortriphenyl
M: 262.29 g/mol

CAS-Nr.: 603-35-0
EG-Nr.: 210-036-0

Sensibillisierend (allgemein): ja
WGK: 2

GHS07 - Ausrufezeichen

Achtung

H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.

H317: Kann allergische Hautreaktionen verursachen.

H413: Kann für Wasserorganismen schädlich sein, mit langfristiger Wirkung.

P262: Nicht in die Augen, auf die Haut oder auf die Kleidung gelangen lassen.

P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden.

P280: Schutzhandschuhe tragen.

P302 + P352: BEI KONTAKT MIT DER HAUT: Mit viel Wasser und Seife waschen.

20 g

Kaliumhydrogenmonopersulfat,
2 KHSO5 · KHSO4 · K2SO4

Synonyme: Pentakaliumbis(peroxymonosulfat)bis(sulfat), Kaliumperoxomonosulfat, Caro's Säure, Caro's Salz, Caroat, Oxone®
M: 614.76 g/mol

CAS-Nr.: 70693-62-8
EG-Nr.: 274-778-7
UN-Nr.: 3260

WGK: 1

GHS05 - Ätzwirkung

GHS07 - Ausrufezeichen

Gefahr

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

H335: Kann die Atemwege reizen.

P280: Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung/ Augenschutz/ Gesichtsschutz tragen.

P301 + P330 + P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen.

P305 + P351 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.

P308 + P310: BEI Exposition oder falls betroffen: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen.

80 g

Ethanol 96 % vergällt, C2H6O

Synonyme: Alkohol, Weingeist, Ethylalkohol, Sprit
M: 46.07 g/mol

CAS-Nr.: 64-17-5
EG-Nr.: 200-578-6
UN-Nr.: 1170

WGK: 1

GHS02 - Flamme

GHS07 - Ausrufezeichen

Gefahr

H225: Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar.

H319: Verursacht schwere Augenreizung.

P210: Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen und anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen.

P240: Behälter und zu befüllende Anlage erden.

P305 + P351 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.

P403 + P233: An einem gut belüfteten Ort aufbewahren. Behälter dicht verschlossen halten.

230 mL

Toluol, C7H8

Synonyme: Methylbenzol, Toluen, Methylbenzen
M: 92.14 g/mol

CAS-Nr.: 108-88-3
EG-Nr.: 203-625-9
UN-Nr.: 1294

Reproduktionstoxizität-Kat.: 2
WGK: 2

GHS02 - Flamme

GHS08 - Gesundheitsgefahr

GHS07 - Ausrufezeichen

Gefahr

H225: Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar.

H304: Kann bei Verschlucken und Eindringen in die Atemwege tödlich sein.

H315: Verursacht Hautreizungen.

H336: Kann Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen.

H361d: Kann vermutlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen oder das Kind im Mutterleib schädigen.

H373: Kann die Organe schädigen bei längerer oder wiederholter Exposition.

P210: Von Hitze/ Funken/ offener Flamme/ heißen Oberflächen fernhalten. Nicht rauchen.

P240: Behälter und zu befüllende Anlagen erden.

P301 + P330 + P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen.

P302 + P352: BEI KONTAKT MIT DER HAUT: Mit viel Wasser und Seife waschen.

P308 + P313: BEI Exposition oder falls betroffen: Ärztlichen Rat einholen/ ärztliche Hilfe hinzuziehen.

P314: Bei Unwohlsein ärztlichen Rat einholen/ ärztliche Hilfe hinzuziehen.

P403 + P233: Behälter dicht verschlossen an einem gut belüfteten Ort aufbewahren.

20 mL

 

Produkt

ChemikalieSymboleH- / EUH- / P-SätzeMenge
Daten von: Merck, 821198, SDB vom 04.11.2010

Triphenylphosphinoxid, C18H15OP

M: 278.29 g/mol

CAS-Nr.: 791-28-6
EG-Nr.: 212-338-8

WGK: 2

GHS07 - Ausrufezeichen

Achtung

H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.

H412: Schädlich für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung.

P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden.

 

 

Verwendete Geräte, Versuchsaufbau

Becherglas, Uhrglas, Magnetheizrührer, Filtrationszubehör, Mörser und Pistill

 

Versuchsdurchführung

Triphenylphosphinoxid kann in vielen Varianten durch Oxidation von Triphenylphosphin hergestellt werden, zum Beispiel mit Brom oder Wasserstoffperoxid [1]. Hier wird Pentakaliumbis(peroxymonosulfat)bis(sulfat) als Oxidationsmittel benutzt, meist vereinfacht als Kaliumperoxomonosulfat bezeichnet (Handelsnamen: »Caroat« oder »Oxone®«) [2]. Die Ausbeute ist damit laut Literatur quantitativ und die Arbeit im Gegensatz zur Oxidation mit Brom angenehmer.

20 g Triphenylphosphin werden in 230 mL Ethanol 96 % unter Erwärmen auf 70 °C gelöst. Dazu wird unter Rühren in kleinen Portionen 400 g einer 20%igen wässrigen Lösung von Kaliumhydrogenmonopersulfat gegeben, sodass die Temperatur zwischen 70 und 75 °C bleibt. Dabei bildet sich ein weißer Niederschlag und anfangs steigt die Temperatur an.

Zum Ende der Zugabe sinkt die Temperatur wieder und die Lösung kann schneller zugegeben werden. Es wird noch 4 Stunden bei 70–75 °C weitergerührt, wobei das Gefäß zum Vermeiden von Ethanolverlusten abgedeckt wird, z. B. mit einem Uhrglas.

Statt der vorgeschriebenen Extraktion mit Benzol wurde die Temperatur erhöht und das Ethanol weitestgehend abgedampft. Dabei geht der weiße Niederschlag in eine sich bildende ethanolische Phase über. Wenn die obere Phase langsam Krusten bildet, lässt man abkühlen, füllt mit Wasser auf 600 mL auf und löst unter Rühren eventuell ausgefallenes Kaliumsulfat. Man trennt den auskristallisierten Feststoff von der Flüssigkeit, zerstößt ihn im Mörser, wäscht mit Wasser und presst zwischen Filterpapier trocken.

Um eventuell vorhandene Spuren von Ethanol zu beseitigen, wird das Rohprodukt geschmolzen und erstarren gelassen. Das Triphenylphosphinoxid wird pulverisiert und aus Toluol in drei Portionen aus denselben 20 mL Toluol (0.35 g auf 1 mL) umkristallisiert. Falls es dabei zu einer übersättigten Lösung kommt, muss ein Impfkristall zugegeben werden. Statt Toluol kann auch Ethanol verwendet werden, allerdings ist die Löslichkeit darin größer.

Ausbeute: 17.16 g (80 % d. Th.)

Die gelbliche Verfärbung des Rohprodukts blieb im Toluol weitgehend gelöst, aber an großen Kristallen war noch ein leichter Gelbstich zu erkennen. Nochmaliges Umkristallisieren könnte für ein rein weißes Produkt sorgen.

 

Reaktionsgleichung

»Caroat« ist ein Tripelsalz mit der Zusammensetzung 2 KHSO5 · KHSO4 · K2SO4. Das darin enthaltene Kaliumperoxomonosulfat (KHSO5) ist ein starkes Oxidationsmittel und gibt ein Sauerstoffatom an das Triphenylphosphin ab:

Reaktionsgleichung Triphenylphosphin reagiert mit Kaliumhydrogenmonopersulfat zu Triphenylphospinoxid und Kaliumhydrogensulfat

Ob die Reaktionsmischung wirklich vier Stunden lang erhitzt oder nur gerührt werden soll, geht aus der Vorschrift nicht hervor. Vielleicht ist der Schritt auch überflüssig, da die Mischung schon nach der Zugabe von ungefähr der stöchiometrischen Menge an Oxidationsmittel sich nicht mehr erwärmte und die Reaktion womöglich schon abgeschlossen war.

Die Bildung von zwei Phasen während des Abdampfens von Ethanol zum Ende der Reaktion erklärt sich durch den polaren Charakter von Triphenylphosphinoxid, wodurch es sich wesentlich besser in Ethanol löst als das Edukt. Ein Versuch, das Produkt aus Ethanol umzukristallisieren, war nicht erfolgreich, da die Löslichkeit so groß ist. Laut Literatur ist es jedoch möglich.

 

So sieht es aus

 

Download

Triphenylphospinoxid

 

Quelle: http://www.illumina-chemie.de mit freundlicher Genehmigung von Pok.

 

Quellenangaben

[1] K. C. Malhotra, D. S. Katoch. Complexes of acetic anhydride and Lewis acids and bases. Aust. J. Chem.  1974, 27, 1413–1421. http://dx.doi.org/10.1071/CH9741413

[2] R. J. Kennedy, A. M. Stock. The Oxidation of Organic Substances by Potassium Peroxymonosulfate. J. Org. Chem.  1960, 25, 1901–1906. http://dx.doi.org/10.1021/jo01081a019

 

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