Базы данных
База данных свойств веществ (поиск)
1. Получение 8-нитрохинолина
5-Литровую двугорлую колбу из пирекса снабжают механической мешалкой со ртутным затвором. Верх мешалки сделан из металла и приводится в движение шкивом, который удобно укрепить на велосипедной ступице. Приводной вал мешалки пропускают через резиновую пробку, закрывающую большее горло колбы, так, чтобы конец его был на 7—10 см ниже пробки. К концу вала с помощью отрезка толстой резиновой трубки прикрепляют насадку мешалки, изготовленную из стеклянных трубок. Это предотвращает разъедание металла реакционной массой и загрязнение последней. Насадка должна быть устроена таким образом, чтобы содержимое колбы бурно перемешивалось уже при скорости в 200—300 об/мин. Колба нагревается регулируемой электрической плиткой, которая позволяет точно контролировать температуру. Во втором горле колбы укрепляют обратный холодильник и термометр.
В колбу помещают 907 г (6,57 мол.) технического о-нитроанилина, 936 г (4,07 мол.) мышьякового ангидрида и 2 кг (21,7 мол.) сухого глицерина. В энергично перемешиваемую смесь через обратный холодильник добавляют 1814 г (18,14 мол.) концентрированной (примечание 1) серной кислоты с такой скоростью, чтобы температура реакционной массы не превышала 110°. Спустя 1 час перемешивания температура в колбе поднимается до 120°. После этого реакциюнную массу нагревают до 135° со скоростью 5°/час при непрерывном перемешивании. Подъём температуры до 140° следует вести очень осторожно, стараясь не допустить бурного протекания реакции.
Через 6 час. из обратного холодильника начинает стекать значительное количество жидкости. Её количество постепенно уменьшается в ходе послених 2 час. кипячения. Температура реакционной массы также падает даже при постоянной подводимой мощности. Наконец, спустя 7—8 час. нагревания кипящая жидкость становится бесцветной, что указывает на завершение реакции.
Содержимому колбы дают охладиться, после чего его выливают на 14—18 кг мелко колотого льда, помещённые в 75-литровый фарфоровый сосуд, покрытый кислотоупорной эмалью. Полученную массу энергично перемешивают с помощью эмалированной механической мешалки, опирающейся на край сосуда, в форме перевёрнутой буквы Y.
Через тонкую сифонную трубку в смесь вливают раствор 1588 г едкого натра в 11 л воды, на что идёт около 2 час. Температуру раствора удерживают при 0° или ниже прибавлением колотого льда.
После нейтрализации раствора (по лакмусовой бумажке) и добавления небольшого избытка щёлочи 8-нитрохинолин выпадает в виде жёлто-коричневого порошка. Его собирают на 35-см воронке Бюхнера. Сырой нитрохинолин почти не содержит солей натрия и не требует или требует лишь незначительной промывки водой, поскольку раствор после нейтрализации оказывается достаточно разбавлен (примечание 2). Предназначенный для восстановления в 8-аминохинолин продукт не нуждается в очистке или сушке.
2. Восстановление 8-нитрохинолина в 8-аминохинолин
Для обработки умеренно больших загрузок используется планетарный миксер для теста с 11-литровой чашей.
Порошок железа (5440 г, 97 мол.) тщательно смачивают водой, употребляя возможно меньшее количество её. К железу добавляют 1130 г продажной соляной кислоты (примечание 3), причём масса разогревается. В полученную горячую смесь малыми порциями вносят влажный 8-нитрохинолин, стараясь поддерживать одну и ту же температуру. Воду подливают по мере её испарения.
По добавлении всего нитросоединения смесь, представляющую собой густую пасту, нагревают и перемешивают в течение ещё 2 час. После этого её, не прерывая перемешивания, нейтрализуют чешуированным едким натром. Количество едкого натра должно быть достаточным для полного разрушения солянокислого 8-аминохинолина и значительного загущения реакционной массы образующимися нерастворимыми соединениями железа.
Полученную массу экстрагируют несколькими порциями бензола общим объёмом 10—15 л, производя перемешивание тем же миксером. Бензольные экстракты для удаления нерастворимых примесей профильтровывают через воронку Бюхнера диаметром 35 см. Фильтрат упаривают в 5-литровой колбе Кляйзена до тех пор, пока температура кипящего раствора не достигнет 100°. После этого 8-аминохинолин фракционируют под пониженным давлением (т. кип. 175°/25 мм). Для предотвращения толчков при кипении и регулировки давления применяют стеклянный капилляр, установленный обычным образом.
Выход: около 946 г (50% по двум стадиям, считая на о-нитроанилин, взятый для приготовления двух порций нитрохинолина).
3. Примечания
1. В оригинальной методике концентрация серной кислоты не приводится. Вероятно, применяли обычную в то время 98%-ную (d 1,84) серную кислоту. Присутствие воды в реагентах для синтеза Скраупа вредит выходу. (Прим. перев.)
2. В оригинале указывается, что перед фильтрованием раствор имеет объём около 75 л (20 галлонов). Суммарный объём реакционной массы, колотого льда (без учёта добавляемого в ходе нейтрализации) и раствора щёлочи не превышает, однако, 37 л. Согласно расчёту, на поглощение теплоты реакции нейтрализации требуется не более 7 кг льда из изначально взятых 18. (Прим. перев.)
3. Указанных количества железа и кислоты хватает на восстановление двух порций 8-нитрохинолина, получаемого в приведённом выше синтезе.
Используемая соляная кислота, вероятно, имеет концентрацию 38% (d 1,2). (Прим. перев.)
(Пер. с англ. Bitrex)