Einleitung
Aus Anthrachinon, Lithium, Diethylether, Brombenzol, Natriumphosphinat, Kaliumiodid und Essigsäure wird in einer Schutzgasatmosphäre
9,10-Diphenylanthracen hergestellt.
Verwendete Chemikalien
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Gefahr |
0.8 g Lithium, Li – 6.94 g/mol CAS-Nr.: 7439-93-2 – EG-Nr.: 231-102-5 Water-react. 1, Skin Corr. 1B, WGK 1 H260 In Berührung mit Wasser entstehen entzündbare Gase, die sich spontan entzünden können. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. P223 Keinen Kontakt mit Wasser zulassen. P231 + P232 Inhalt unter inertem Gas handhaben und aufbewahren. Vor Feuchtigkeit schützen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. P370 + P378 Bei Brand: Trockensand, Trockenlöschmittel oder alkoholbeständigen Schaum zum Löschen verwenden. EUH014 Reagiert heftig mit Wasser. Sigma-Aldrich, 266000, SDB vom 04.10.2020 |
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Gefahr |
100 mL Diethylether, C4H10O – 74.12 g/mol Ether CAS-Nr.: 60-29-7 – EG-Nr.: 200-467-2 Flam. Liq. 1, Acute Tox. 4 (oral), STOT SE 3 (Zentralnervensystem), WGK 1 H224 Flüssigkeit und Dampf extrem entzündbar. H302 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H336 Kann Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P240 Behälter und zu befüllende Anlage erden. P241 Explosionsgeschützte elektrische/Lüftungs-/Beleuchtungsgeräte verwenden. P301 + P312 BEI VERSCHLUCKEN: Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P403 + P233 An einem gut belüfteten Ort aufbewahren. Behälter dicht verschlossen halten. EUH019 Kann explosionsfähige Peroxide bilden. EUH066 Wiederholter Kontakt kann zu spröder oder rissiger Haut führen. Sigma-Aldrich, 309966, SDB vom 22.07.2021 |
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Achtung |
4 mL Brombenzol, C6H5Br – 157.02 g/mol Brombenzen (IUPAC), Phenylbromid CAS-Nr.: 108-86-1 – EG-Nr.: 203-623-8 Flam. Liq. 3, Skin Irrit. 2, Aquatic Chronic 2, WGK 2 H226 Flüssigkeit und Dampf entzündbar. H315 Verursacht Hautreizungen. H411 Giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P233 Behälter dicht verschlossen halten. P240 Behälter und zu befüllende Anlage erden. P241 Explosionsgeschützte elektrische/Lüftungs-/Beleuchtungsgeräte verwenden. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P303 + P361 + P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. Merck, 801786, SDB vom 04.07.2021 |
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Achtung |
5 g Anthrachinon, C14H8O2 – 208.21 g/mol Anthracen-9,10-dion (IUPAC), 9,10-Anthrachinon, 9,10-Dihydro-9,10-anthracendion CAS-Nr.: 84-65-1 – EG-Nr.: 201-549-0 Skin Sens. 1, WGK 1 H317 Kann allergische Hautreaktionen verursachen. P261 Einatmen von Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol vermeiden. P272 Kontaminierte Arbeitskleidung nicht außerhalb des Arbeitsplatzes tragen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P302 + P352 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser waschen. P333 + P313 Bei Hautreizung oder -ausschlag: Ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen. P362 + P364 Kontaminierte Kleidung ausziehen und vor erneutem Tragen waschen. Sigma-Aldrich, 31466, SDB vom 11.12.2020 |
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15 g Natriumphosphinat-Monohydrat, NaH2PO2 · H2O – 105.99 g/mol Natriumdihydrogenphosphit, Natriumhypophosphit-Monohydrat CAS-Nr.: 10039-56-2 – EG-Nr.: 231-669-9 WGK 2 Sigma-Aldrich, S5012, SDB vom 27.03.2021 |
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Gefahr |
15 g Kaliumiodid, KI – 166.00 g/mol Iodkalium, Kaliumjodid CAS-Nr.: 7681-11-0 – EG-Nr.: 231-659-4 STOT RE 1 (Schilddrüse), WGK 1 H372 Schädigt die Organe (Schilddrüse) bei längerer oder wiederholter Exposition durch Verschlucken. P314 Bei Unwohlsein ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen. Sigma-Aldrich, 746428, SDB vom 13.10.2019 |
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Gefahr |
100 mL Essigsäure 100 %, C2H4O2 – 60.05 g/mol Ethansäure (IUPAC), Eisessig, Methancarbonsäure, Methylameisensäure CAS-Nr.: 64-19-7 – EG-Nr.: 200-580-7 Flam. Liq. 3, Skin Corr. 1A, Eye Dam. 1, WGK 1 H226 Flüssigkeit und Dampf entzündbar. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P233 Behälter dicht verschlossen halten. P240 Behälter und zu befüllende Anlage erden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P303 + P361 + P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Merck, 818755, SDB vom 04.07.2021 |
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Achtung |
Argon (gasförmig), Ar – 39.95 g/mol CAS-Nr.: 7440-37-1 – EG-Nr.: 231-147-0 Press. Gas (Comp.), WGK nwg H280 Enthält Gas unter Druck; kann bei Erwärmung explodieren. P403 An einem gut belüfteten Ort aufbewahren. Linde, 000010021700, SDB vom 09.12.2020 |
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oder |
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Achtung |
Stickstoff (gasförmig, verdichtet), N2 – 28.01 g/mol CAS-Nr.: 7727-37-9 – EG-Nr.: 231-783-9 Press. Gas (Comp.), WGK nwg H280 Enthält Gas unter Druck; kann bei Erwärmung explodieren. P403 An einem gut belüfteten Ort aufbewahren. Air Liquide, 089A, SDB vom 22.05.2018 |
Produkt
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9,10-Diphenylanthracen, C26H18 – 330.43 g/mol CAS-Nr.: 1499-10-1 – EG-Nr.: 216-105-1 WGK 3 Sigma-Aldrich, 45788, SDB vom 21.04.2019 |
Verwendete Geräte, Versuchsaufbau
Dreihalskolbenrührapparatur: 250-ml-Dreihalskolben, Thermometer (Schliff), Tropftrichter, Rückflusskühler, Trockenrohr, Magnetrührer, Rührfisch, Heizpilz, Schutzgaszufuhr
Vorrichtung zur Saugfiltration: 500-ml-Saugflasche, Nutsche, Filterpapier, Wasserstrahlpumpe
Hammer, 3 × 100-ml-Messzylinder, 10-ml-Messzylinder, Waage, Spatel, Kältebad
Versuchsdurchführung
Zuerst wiegt man 0.8 g (0.115 mol) Lithium ab und schlägt es mit einem Hammer zu flachen Plättchen. Die Plättchen (ca. 1 mm dick) kann man dann in kleinere Stückchen zurechtschneiden. Diese gibt man in 50 mL wasserfreien Diethylether [Abb. 1]. Die Apparatur besteht aus einem Dreihalskolben, der mit Rückflusskühler, Tropftrichter, Gaseinleitungsrohr sowie einem Rührfisch bestückt ist. Auf den Rückflusskühler wird noch ein Trockenrohr aufgesetzt. Unter den Dreihalskolben setzt man einen Heizpilz (der zunächst noch ungenutzt bleibt) und einen Magnetrührer [Abb. 2]. An das Gaseinleitungsrohr schließt man die Schutzgaszufuhr an. Sofern man das günstige Baumarktgas verwendet, sollte man unbedingt außer der obligatorischen Sicherheitsflasche noch eine Waschflasche mit alkalischer Pyrogallollösung (Entfernung von Sauerstoff) und ein Trockenrohr/einen Trockenturm mit Natronkalk (Entfernung von Wasser) vorschalten. Dieses Vorgehen ist zu empfehlen, aber hier nicht zwingend notwendig. Es geht auch ohne Trocknung und Reinigung. Die Ausbeuteverluste sind auch kaum merklich. Das Wichtigere hierbei ist, dass trockener Ether verwendet wird. In den Dreihalskolben legt man, nachdem die Apparatur mit Schutzgas gespült wurde, das Lithium in Diethylether vor. Den Tropftrichter befüllt man mit einer Lösung aus 4 mL (0.038 mol) Brombenzol, welches getrocknet und gereinigt wird, indem man mit Calciumchlorid schüttelt und über Calciumhydrid einer fraktionierten Destillation unterwirft oder indem man es durch Aluminium(III)-oxid säult und ebenfalls rektifiziert, in 50 mL wasserfreien Diethylether. Unter kräftigem Rühren wird nun das Brombenzol zum Lithium getropft. Die Kühlung muss hierbei schon eingeschaltet sein, da sich der Diethylether bei der Reaktion manchmal bis zum Sieden erwärmt. Das Gemisch verfärbt sich dabei gräulich [Abb. 3 und Abb. 4]. Nachdem das Zutropfen des Brombenzols beendet ist, erhitzt man noch eine knappe Stunde unter Rückfluss. Die Schutzgaszufuhr kann hier unterbrochen werden. Das sich bildende Etherpolster reicht hier aus. Danach hat sich fast das gesamte Lithium umgesetzt. Wenige Lithiumstückchen sind noch zu erkennen. Das Reaktionsgemisch ist jetzt fast schwarz [Abb. 5]. Die Heizhaube wird abgenommen und das Gemisch mit Eiswasser heruntergekühlt. Nun gibt man unter Schutzgas und wieder kräftigem Rühren 5 g (0.024 mol) Anthrachinon zu. Das Gemisch färbt sich nun orange [Abb. 6]. Jetzt kann die Schutzgaszufuhr beendet werden. Es wird noch für 20 Minuten unter Rückfluss erhitzt und dann wieder abgekühlt. Nach dem Abkühlen der Lösung werden unter Rühren vorsichtig 100 mL Wasser zugegeben[Abb. 7]. Nach einer halben Stunde, und wenn kein Lithium mehr sichtbar ist, wird der Rückstand abgenutscht [Abb. 8] und in den vorher verwendeten Kolben gegeben. Eine Reinigung des Kolbens ist nicht notwendig. Zu dem Rückstand gibt man noch 15 g (0.09 mol) Kaliumiodid, 15 g (0.14 mol) Natriumphosphinat und 100 mL Eisessig. Die Mengen sind auf einen erhaltenen Rückstand von 10 g berechnet (Feuchtausbeute), müssen also dementsprechend angepasst werden. Es wird erneut für 30 Minuten unter Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen scheidet sich das gewünschte Produkt kristallinisch aus [Abb. 9]. Es wird abgenutscht und aus Eisessig umkristallisiert. Man trocknet das Produkt im Vakuum, um auch den anhaftenden Geruch nach Essigsäure zu entfernen. Dabei erhält man das Produkt in feinen Nadeln. Normalerweise ist das Produkt vollkommen weiß. Es kann aber auch beige oder ins gelbliche gehend verfärbt sein, das macht aber nichts Abb. 10].
Ausbeute: 5.2 g = 65 % d. Th.
Medien
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Reaktionsgleichung
Quellenangaben
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