Versuchsbeschreibung

Aus 9,10-Dibromanthracen, Kupfer(I)-iodid, Bis(triphenylphosphin)-palladium(II)-chlorid, Triethylamin und Phenylacetylen wird
9,10-Bis(phenylethinyl)-anthracen hergestellt.

 

Verwendete Chemikalien

Chemikalie Symbole H- / EUH- / P-Sätze Menge

9,10-Dibromanthracen, C14H8Br2

M: 336.02 g/mol

CAS-Nr.: 523-27-3
EG-Nr.: 208-342-4
UN-Nr.: 3077

WGK: 3

GHS09 – Umwelt

Achtung

H410: Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung.

P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden.

P501: Inhalt/ Behälter in einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen.

2.26 g

Kupfer(I)-iodid, CuI

Synonyme: Kupfermonoiodid, Kupfer-Monoiodid
M: 190.45 g/mol

CAS-Nr.: 7681-65-4
EG-Nr.: 231-674-6
UN-Nr.: 3077

WGK: 2

GHS09 – Umwelt

Achtung

H410: Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung.

P260: Staub nicht einatmen.

P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden.

150 mg

Bis(triphenylphosphin)-palladium(II)-chlorid, [(C6H5)3P]2PdCl2

M: 701.91 g/mol

CAS-Nr.: 13965-03-2
EG-Nr.: 237-744-2
UN-Nr.: 1759

Sensibillisierend (allgemein): ja
WGK: 3

GHS07 – Ausrufezeichen

Achtung

H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.

H315: Verursacht Hautreizungen.

H317: Kann allergische Hautreaktionen verursachen.

H319: Verursacht schwere Augenreizung.

P280: Schutzhandschuhe tragen.

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

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

250 mg

Triethylamin, C6H15N

Synonyme: N,N-Diethylethanamin
M: 101.19 g/mol

CAS-Nr.: 121-44-8
EG-Nr.: 204-469-4
UN-Nr.: 1296

WGK: 1

GHS02 – Flamme

GHS05 – Ätzwirkung

GHS07 – Ausrufezeichen

Gefahr

H225: Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar.

H302 + H312 + H332: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken, Hautkontakt oder Einatmen.

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

H335: Kann die Atemwege reizen.

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

P233: Behälter dicht verschlossen halten.

P240: Behälter und zu befüllende Anlagen erden.

P280: Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung/ Augenschutz/ Gesichtsschutz tragen.

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

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

P304 + P340: Bei Einatmen: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen.

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

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

P403 + P235: Kühl an einem gut belüfteten Ort aufbewahren.

60 mL

Phosphor(V)-oxid, P4O10

Synonyme: Diphosphorpentoxid, di-Phosphorpentoxid, Phosphorpentoxid
M: 283.92 g/mol

CAS-Nr.: 1314-56-3
EG-Nr.: 215-236-1
UN-Nr.: 1807

WGK: 1

GHS05 – Ätzwirkung

Gefahr

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

EUH014: Reagiert heftig mit Wasser.

P280: Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung/ Augenschutz/ Gesichtsschutz tragen.

P260: Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol nicht einatmen.

P280: Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung/ Augenschutz/ Gesichtsschutz tragen.

P303 + P361 + P353: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen/duschen.

P304 + P340 + P310: BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen.

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

 

Natriumsulfat wasserfrei, Na2SO4

Synonyme: Glaubersalz
M: 142.04 g/mol

CAS-Nr.: 7757-82-6
EG-Nr.: 231-820-9

WGK: 1

 

-

 

Stickstoff (tiefgekühlt, flüssig), N2

M: 28.01 g/mol

CAS-Nr.: 7727-37-9
EG-Nr.: 231-783-9
UN-Nr.: 1977

GHS04 – Gasflasche

Achtung

H281: Enthält tiefkaltes Gas; kann Kälteverbrennungen oder -Verletzungen verursachen.

P282: Schutzhandschuhe/ Gesichtsschild/ Augenschutz mit Kälteisolierung tragen.

P336 + P315: Vereiste Bereiche mit lauwarmem Wasser auftauen. Betroffenen Bereich nicht reiben. Sofort ärztlichen Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen.

P403: An einem gut belüfteten Ort aufbewahren.

 

Phenylacetylen, C8H6

Synonyme: Ethinylbenzol
M: 102.13 g/mol

CAS-Nr.: 536-74-3
EG-Nr.: 208-645-1
UN-Nr.: 1993

WGK: 2

GHS02 – Flamme

GHS08 – Gesundheitsgefahr

GHS07 – Ausrufezeichen

Gefahr

H226: Flüssigkeit und Dampf entzündbar.

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

H315: Verursacht Hautreizungen.

H319: Verursacht schwere Augenreizung.

P210: Vor Hitze schützen.

P301 + P310 + P331: BEI VERSCHLUCKEN: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. KEIN Erbrechen herbeiführen.

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

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

1.7 mL

Salzsäure c(HCl) = 2 mol/L, HCl

M: 36.46 g/mol

CAS-Nr.: 7647-01-0
EG-Nr.: 231-595-7
UN-Nr.: 1789

WGK: 1

GHS05 – Ätzwirkung

Achtung

H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein.

200 mL

Dichlormethan, CH2Cl2

Synonyme: Methylenchlorid, DCM
M: 84.93 g/mol

CAS-Nr.: 75-09-2
EG-Nr.: 200-838-9
UN-Nr.: 1593

Karzinogenität-Kat.: 2
WGK: 2

GHS08 – Gesundheitsgefahr

GHS07 – Ausrufezeichen

Achtung

H315: Verursacht Hautreizungen.

H319: Verursacht schwere Augenreizung.

H335: Kann die Atemwege reizen.

H336: Kann Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen.

H351: Kann vermutlich Krebs erzeugen.

H373: Kann die Organe (Blut, Leber, Niere) schädigen bei längerer oder wiederholter Exposition.

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

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

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

150 mL

2-Propanol, C3H8O

Synonyme: Isopropanol, Propan-2-ol
M: 60.10 g/mol

CAS-Nr.: 67-63-0
EG-Nr.: 200-661-7
UN-Nr.: 1219

WGK: 1

GHS02 – Flamme

GHS07 – Ausrufezeichen

Gefahr

H225: Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar.

H319: Verursacht schwere Augenreizung.

H336: Kann Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen.

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

P240: Behälter und zu befüllende Anlage erden.

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

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

 

Argon (gasförmig), Ar

M: 39.95 g/mol

CAS-Nr.: 7440-37-1
EG-Nr.: 231-147-0
UN-Nr.: 1006

GHS04 – Gasflasche

Achtung

H280: Enthält Gas unter Druck; kann bei Erwärmung explodieren.

P403: An einem gut belüfteten Ort aufbewahren.

 

oder

Stickstoff (gasförmig), N2

M: 28.01 g/mol

CAS-Nr.: 7727-37-9
EG-Nr.: 231-783-9
UN-Nr.: 1066

GHS04 – Gasflasche

Achtung

H280: Enthält Gas unter Druck; kann bei Erwärmung explodieren.

P403: An einem gut belüfteten Ort aufbewahren.

 

 

Produkt

Chemikalie Symbole H- / EUH- / P-Sätze Menge
Daten von: Sigma-Aldrich, 264199, SDB vom 04.12.2012

9,10-Bis(phenylethinyl)-anthracen, C30H18

Synonyme: BPEA
M: 378.46 g/mol

CAS-Nr.: 10075-85-1
EG-Nr.: 233-210-8

WGK: 3

GHS07 – Ausrufezeichen

Achtung

H315: Verursacht Hautreizungen.

H319: Verursacht schwere Augenreizung.

H335: Kann die Atemwege reizen.

P261: Einatmen von Staub/ Rauch/ Gas/ Nebel/ Dampf/ Aerosol vermeiden.

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

 

 

Verwendete Geräte, Versuchsaufbau

Dreihalskolbenrührapparatur: 250-ml-Dreihalskolben, Rückflusskühler, Magnetrührer, Rührfisch, Wasserbad, Septum, Spritze, Kanüle, Trockenrohr, Gaseinleitungsrohr

Vorrichtung zur Saugfiltration: 500-ml-Saugflasche, Nutsche, Filterpapier, Wasserstrahlpumpe

3 × 100-ml-Messzylinder, Waage, Spatel, Kältebad, 500-ml-Scheidetrichter

 

Versuchsdurchführung

Der mit Rückflusskühler, Gaseinleitungsrohr und Septum bestückte Dreihalskolben wird mit sorgfältig gereinigtem Argon gespült. Dann werden unter Argon 2.26 g (0.0067 mol) 9,10-Dibromanthracen, 150 mg (0.0008 mol) Kupfer(I)-iodid, 250 mg (0.00035 mol) des Palladiumkatalysators in 60 mL (0.43 mol) Triethylamin vorgelegt. Das 9,10-Dibromanthracen und Kupfer(I)-iodid müssen gründlich im Exsikkator über Phosphorpentoxid getrocknet werden. Beim Kupfer(I)-iodid muss der Exsikkator zusätzlich mit Alufolie umwickelt werden, da Kupfer(I)-iodid durch Licht zersetzt wird. Das Triethylamin wird über Natriumsulfat getrocknet und anschließend entgast. Das Entgasen geschieht, indem man unter Einleiten von Schutzgas unter Rückfluss zum Sieden erhitzt oder indem man mit flüssigem Stickstoff einfriert und anschließend unter Vakuum auftauen lässt.

Apparatur

Jetzt spritzt man unter Argon 1.7 mL (0.015 mol) ebenfalls vorher entgastes Phenylacetylen ein. Das Gemisch färbt sich sofort rotbraun.

Rotbraunfärbung der Lösung.

Es wird unter Argon für 1 h bei Raumtemperatur gerührt und das Rühren (immer noch unter Argon) für weitere 9 Stunden bei 80 °C fortgesetzt. Dabei hellt sich die Farbe des Reaktionsgemisches nach und nach auf.

Dunkle Lösung.  Aufgehellte Lösung.

Nach beendeter Reaktion gießt man das Reaktionsgemisch in 200 mL eiskalte Salzsäure c(HCl) = 2 mol/L. Danach wird dreimal mit je 50 mL Dichlormethan ausgeschüttelt.

Ausschütteln mit Dichlormethan.

Die vereinigten organischen Phasen werden mit Magnesiumsulfat getrocknet.

Mit Magnesiumsulfat trocknen.

Zum Schluss wird das Dichlormethan unter Vakuum abgedampft und das Rohprodukt aus 2-Propanol umgelöst.

Umgelöstes 9,10-Bis(phenylethinyl)-anthracen.

 

Reaktionsgleichung

Reaktionsgleichung: 9,10-Bis(phenylethinyl)-anthracen - Oxidative Addition.

 

Reaktionsgleichung: 9,10-Bis(phenylethinyl)-anthracen - Bildung des metallorganischen Reagenz.

 

Reaktionsgleichung: 9,10-Bis(phenylethinyl)-anthracen - Transmetallierung.

 

Reaktionsgleichung: 9,10-Bis(phenylethinyl)-anthracen - Regeneration des Kupferkatalysators.

 

Reaktionsgleichung: 9,10-Bis(phenylethinyl)-anthracen - cis/trans-Isomerisierung und reduktive Eliminierung.

 

Reaktionsgleichung: 9,10-Bis(phenylethinyl)-anthracen - Wiederholung des gesamten Vorgangs.

 

Quellenangaben

[1] Christopher Lebeau. Chemolumineszenz der Oxalsäureester unter besonderer Berücksichtigung substituierter kondensierter benzoider Aromaten und ihre Wirkung als Luminophore. Jahresarbeit im Fach Chemie, Gymnasium: Düren, 2006. https://chem-page.de/downloads/file/9-chemolumineszenz-der-oxalsaeureester-unter-besonderer-beruecksichtigung-substituierter-kondensierter-benzoider-aromaten-und-ihre-wirkung-als-luminophore.html

 

Download

9,10-Bis(phenylethinyl)-anthracen

 

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