Einleitung
Aus Oxalylchlorid, 2,4-Dinitrophenol, Triethylamin und wasserfreiem Toluol wird Bis(2,4-dinitrophenyl)oxalat hergestellt.
Verwendete Chemikalien
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Gefahr |
1.1 mL Oxalylchlorid, C2Cl2O2 – 126.92 g/mol Ethandioyldichlorid (IUPAC), Oxalsäuredichlorid, Oxalyldichlorid CAS-Nr.: 79-37-8 – EG-Nr.: 201-200-2 Water-react. 1, Acute Tox. 3 (inhalativ), Skin Corr. 1B, Eye Dam. 1, STOT SE 3 (Atmungssystem), WGK 2 H260 In Berührung mit Wasser entstehen entzündbare Gase, die sich spontan entzünden können. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H331 Giftig bei Einatmen. H335 Kann die Atemwege reizen. P223 Keinen Kontakt mit Wasser zulassen. P231 + P232 Inhalt unter inertem Gas handhaben und aufbewahren. Vor Feuchtigkeit schützen. 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. P304 + P340 + P310 BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. EUH014 Reagiert heftig mit Wasser. EUH029 Entwickelt bei Berührung mit Wasser giftige Gase. Merck, 807066, SDB vom 04.07.2021 |
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Gefahr |
4.6 g 2,4-Dinitrophenol, C6H4N2O5 – 184.11 g/mol α-Dinitrophenol, 2,4-DNP, DNP CAS-Nr.: 51-28-5 – EG-Nr.: 200-087-7 Flam. Sol. 1, Acute Tox. 3 (oral, dermal, inhalativ), STOT RE 2, Aquatic Acute 1, WGK 3 H228 Entzündbarer Feststoff. H301 + H311 + H331 Giftig bei Verschlucken, Hautkontakt oder Einatmen. H373 Kann die Organe schädigen bei längerer oder wiederholter Exposition. H400 Sehr giftig für Wasserorganismen. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P301 + P310 BEI VERSCHLUCKEN: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P302 + P352 + P312 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser waschen. Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P304 + P340 + P311 BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. Sigma-Aldrich, D198501, SDB vom 16.12.2020 |
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Gefahr |
3.5 mL Triethylamin, C6H15N – 101.19 g/mol N,N-Diethylethanamin (IUPAC), N,N,N-Triethylamin, TEA CAS-Nr.: 121-44-8 – EG-Nr.: 204-469-4 Flam. Liq. 2, Acute Tox. 4 (oral), Acute Tox. 3 (dermal, inhalativ), Skin Corr. 1A, Eye Dam. 1, STOT SE 3 (Atmungssystem), WGK 1 H225 Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar. H302 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H311 + H331 Giftig bei Hautkontakt oder Einatmen. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H335 Kann die Atemwege reizen. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P301 + P330 + P331 BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P303 + P361 + P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. P304 + P340 + P311 BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P305 + P351 + P338 + P310 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. Sigma-Aldrich, 471283, SDB vom 09.01.2020 |
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Gefahr |
Ca. 40 mL Toluol, C7H8 – 92.14 g/mol Methylbenzen (IUPAC), Methylbenzol, Toluen CAS-Nr.: 108-88-3 – EG-Nr.: 203-625-9 Flam. Liq. 2, Skin Irrit. 2, Repr. 2, STOT SE 3 (Zentralnervensystem), STOT RE 2 (Zentralnervensystem), Asp. Tox. 1, Aquatic Chronic 3, WGK 2 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 das Kind im Mutterleib schädigen. H373 Kann die Organe schädigen (Zentralnervensystem) bei längerer oder wiederholter Exposition. H412 Schädlich für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P202 Vor Gebrauch alle Sicherheitshinweise lesen und verstehen. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P301 + P310 BEI VERSCHLUCKEN: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P331 KEIN Erbrechen herbeiführen. P303 + P361 + P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. Sigma-Aldrich, 244511, SDB vom 22.07.2021 |
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Gefahr |
Petrolether (Siedebereich 50–70 °C) Petroleumbenzin CAS-Nr.: 101316-46-5 – EG-Nr.: 203-777-6 Flam. Liq. 2, Skin Irrit. 2, Repr. 2, STOT SE 3 (Zentralnervensystem), STOT RE 2 (Nervensystem), Asp. Tox. 1, Aquatic Chronic 2, WGK 3 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. H361f Kann vermutlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. H373 Kann die Organe (Nervensystem) schädigen bei längerer oder wiederholter Exposition. H411 Giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P201 Vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P301 + P310 BEI VERSCHLUCKEN: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P303 + P361 + P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. P331 KEIN Erbrechen herbeiführen. Sigma-Aldrich, 32247, SDB vom 26.04.2021 |
Produkt
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Achtung |
Triethylamin-Hydrochlorid, C6ClH16N – 137.65 g/mol N,N-Diethylethanamin-Hydrochlorid (IUPAC), N,N,N-Triethylamin-Hydrochlorid, Triethylammoniumchlorid, TEA-HCl CAS-Nr.: 554-68-7 – EG-Nr.: 209-067-2 Skin Irrit. 2, Eye Irrit. 2, STOT SE 3 (Atmungssystem), WGK 1 H315 Verursacht Hautreizungen. H319 Verursacht schwere Augenreizung. H335 Kann die Atemwege reizen. P261 Einatmen von Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol vermeiden. P264 Nach Gebrauch Haut gründlich waschen. P271 Nur im Freien oder in gut belüfteten Räumen verwenden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P302 + P352 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser waschen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Sigma-Aldrich, 90350, SDB vom 11.09.2021 |
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Achtung |
Bis(2,4-dinitrophenyl)oxalat, C14H6N4O12 – 422.22 g/mol 2,4-Dinitrophenyloxalat, DNPO, Oxalsäure-bis(2,4-dinitrophenyl)ester CAS-Nr.: 16536-30-4 Skin Irrit. 2, Eye Irrit. 2, STOT SE 3 (Atmungssystem), WGK 3 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 KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Sigma-Aldrich, 325376, SDB vom 24.09.2019 |
Verwendete Geräte, Versuchsaufbau
100-ml-Dreihalskolben, Stopfen, Thermometer (Schliff), Rückflusskühler, Trockenrohr, Kühlbad, Magnetrührer, Pipette, Vorrichtung zur Saugfiltration, Glasgeräte für Vakuumdestillation
Versuchsdurchführung
Um die Ausbeute zu maximieren, empfiehlt es sich das 2,4-Dinitrophenol mittels Exsikkator und Phosphor(V)-oxid im Vakuum zu trocknen. Das käufliche 2,4-Dinitrophenol enthält 10–30 % Wasser.
Man bestückt den Dreihalskolben mit einem Rührfisch, Thermometer und Rückflusskühler mit Trockenrohr. Der zweite Seitenhals wird mit einem Stopfen verschlossen. Dann werden im Kolben 4.6 g (0.025 mol) 2,4-Dinitrophenol vorgelegt und unter Rühren in genügend wasserfreiem Toluol gelöst. Man benötigt ungefähr 40 mL. Anschließend gibt man vorsichtig 3.5 mL (0.025 mol) Triethylamin hinzu und kühlt die Lösung auf unter 5 °C ab. Jetzt kann das Oxalylchlorid zugefügt werden. Dies sollte in Portionen zu 0.1–0.2 mL geschehen, da die Temperatur besonders nach den ersten Portionen sehr rasch ansteigt. Insgesamt werden 1.1 mL (0.0125 mol) Oxalylchlorid benötigt. Nachdem ungefähr die Hälfte des Oxalylchlorids zugesetzt wurde, beginnt das Produkt schon, auszufallen. Nach der Oxalylchlorid-Zugabe lässt man den Ansatz für mehrere Stunden, am besten über Nacht, stehen. Danach wird das Lösungsmittel unter Vakuum abdestilliert. Zurück bleibt ein gelblicher Rückstand. Dieser wird so lange mit Petrolether digeriert, bis er weiß ist. Das dauert ca. 20 Min. Der jetzt weiße Rückstand wird abgenutscht, mit reichlich Wasser, um Triethylamin-Hydrochlorid zu lösen, und danach mit Petrolether gewaschen. Das Produkt wurde ebenfalls aus Petrolether umkristallisiert. Man kann auch Toluol verwenden. Das Bis(2,4-dinitrophenyl)oxalat wird an der Luft getrocknet.
Reaktionsgleichung
Durch die Edukte entsteht bei der Veresterung nicht Wasser, sondern Chlorwasserstoff, der im günstigen Fall entweicht, sodass sich nach dem Satz von Le Chatelier das Gleichgewicht nun in die gewünschte Richtung verschiebt. Um sicherzugehen, dass der Chlorwasserstoff auch wirklich aus dem Gleichgewicht entfernt wird, setzt man einen Säurefänger in Form eines tertiären aliphatischen Amins, nämlich Triethylamin, ein. Dieses fängt den entstehenden Chlorwasserstoff, unter Bildung von Triethylamin-Hydrochlorid, ab.
Quellenangaben
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