Herstellung der Nitriersäure: In einem 500 mL Erlenmeyerkolben werden 53.0 mL
(0.766 mol) eisgekühlte
konz. Salpetersäure
vorgelegt und langsam unter Umschütteln und Eiskühlung
portionsweise mit 61.0 mL (1.11 mol)
konz. Schwefelsäure
versetzt. Die Nitriersäure
wird in einem Eis-Kochsalz-Kältebad auf -5 °C gekühlt. Die Reaktionsapparatur
besteht aus einem 500 mL Dreihalskolben mit Magnetrührstab, Innenthermometer
und Tropftrichter mit Druckausgleich. An dem freien Schliff wird ein Schlauch zur Ableitung der
möglicherweise entstehenden nitrosen Gase angeschlossen. Der Schlauch wird mit
einer leeren Sicherheitswaschflasche verbunden und diese mit einer
Waschflasche, die 500 mL wässrige 2 N
NaOH-Lösung enthält. Im Reaktionskolben
werden 46.1g (53.0 mL, 500 mmol) über
Natrium
frisch destilliertes
Toluol
mit einer Eis-Kochsalz-Kältemischung auf -10 °C gekühlt. Die gekühlte
Nitriersäure wird portionsweise (damit sie sich nicht im Tropftrichter erwärmt)
in den Tropftrichter der Reaktionsapparatur überführt und unter Eiskühlung und
Rühren der Reaktionsmischung so zugetropft, dass die Innentemperatur 5 °C nicht
überschreitet (etwa 2 Stunden). In einem Eis- Wasser-Bad lässt man das
Reaktionsgemisch unter Rühren sehr langsam auf Raumtemperatur kommen. Die
Erwärmung sollte so langsam erfolgen, dass sich dabei möglichst keine
sichtbaren nitrosen Gase entwickeln. Anschließend rührt man noch 3 Stunden bei
Raumtemperatur weiter.
Aufarbeitung
Die Reaktionsmischung wird in ein 600 mL Becherglas mit 250 g Eis gegossen.
Die Mischung wird in einen Schütteltrichter gefüllt, einmal mit 170 mL und dann
noch zweimal mit je 40 mL
Cyclohexan
ausgeschüttelt
Die vereinten organischen Phasen werden nacheinander mit 50 mL
Wasser,
40 mL gesättigter
Natriumhydrogencarbonat-Lösung
und wieder mit 40 mL Wasser gewaschen. Die organische Phase wird abgetrennt,
mit
Natriumsulfat,
getrocknet und das Trockenmittel abfiltriert. Der Filterrückstand
wird mit 30 mL
Cyclohexan
nachgespült. Das Solvens wird am Rotationsverdampfer
abdestilliert, es bleibt als Rohprodukt ein öliger Rückstand.
Rohausbeute: 62.5 g;
Das Rohprodukt wird bei etwa 20 hPa destilliert, die Vorlage muss dabei
gekühlt werden. Das gewünschte Produkt geht im Siedebereich von 100 130 °C (20
hPa) über. Man erhält ein gelbes flüssiges Destillat und einen festen
Destillationsrückstand.
Das Destillat wird bei -20 °C zur Kristallisation gebracht. Das
auskristallisierte Produkt wird über einen kalten Büchnertrichter abgesaugt und
aus wenig Methanol umkristallisiert. Die Umkristallisation muss bei Bedarf
mehrmals wiederholt werden.
Der feste weiße Destillationsrückstand wird aus wenig
Ethanol
umkristallisiert. Das kristalline Produkt wird über einen Büchnertrichter
abgesaugt und im evakuierten Exsikkator über Kieselgel getrocknet.