유기화학실험 | PCC를 이용한 산화반응

 

 

 

Pyridinium chlorochromate(PCC)

오렌지색 고체 시약으로 1차 알콜에서 알데하이드로 2차 알콜에서 케톤으로 산화하는데 사용된다. PCC는 알코올을 완전히 산화시키는 존스시약과는 다르다. 단점은 독성이 있는 것이다.

 

 

CC는 염산에 삼산화크롬(CrO₃)을 녹이고 염기성 용액인 피리딘을 첨가함으로써 얻을 수 있다. PCC는 약산성을 띄기 때문에 산에 민감한 화합물에는 사용하기 어렵다.

 

 

산에 민감한 화합물 -이중 결합이 있는 화합물- 을 산화시키는 방법으로는 methylene chloride 나 DMF 용매하에 PDC를 산화제로 쓰는 방법이 있다. 이 시약을 통해서는 알코올을 알데하이드나 케톤까지 산화시킬 수 있고 특히 알릴 위치의 알코올도 이중결합을 산화시키지 않고 카보닐 화합물로 산화시킬 수 있다.

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실험 방법

1. 반응 시작

1) 일구 둥근 바닥 플라스크(100 ㎖)에 PCC 1.56 g (7.24 m㏖, 1.5 eq)과 MC 30.0 ㎖ 를 넣고 교반한다. pH 종이로 용액의 액성을 확인한다. (M.C.에 PCC를 넣었을 때의 상태, pH종이의 색 확인)

 

2) Benzyl alcohol 0.5 ㎖ (0.525 g, 4.85 m㏖, 1.0 eq) 와 MC 10.0 ㎖ 를 1번 용액에 넣는다. 반응 후 바로 TLC 를 찍어본다. 벤질 알코올을 첨가한 후의 용액의 색깔 확인, TLC 전개용매는 에틸 아세테이트 : 헥세인 = 1 : 2

 

3) TLC를 통해 반응을 모니터 한다.

 

4) 반응물이 TLC 상에서 사라진 후 30분 가량 교반하고, ether 를 10.0 ㎖ 씩 2회 첨가한 후 10분간 교반한다.

 

5) 셀라이트 (celite) 3 g 정도를 첨가한다.(셀라이트 첨가후의 상태)

 

6) Ether를 10.0 ㎖ 를 첨가한 후 10분간 교반한다.

 

7) 필터케잌을 만들어 5번 용액을 거른다. 뷰흐너 깔대기의 거름종이 위에 무수 마그네슘 설페이트를 1㎝정도의 두께로 깔고 감압 상태에서 살짝 다져준 후 다이에틸 에테르로 적신다. 다시 잘 다져준 다음 거름종이를 한 장 더 깐다. 그 위에 실리카겔을 다이에틸 에테르에 녹여 1～2㎝정도의 두께가 되게 붓고 평평하게 다져준다. 마지막으로 거름종이를 한 장 도 깔고 감압 필터한다. (관찰5: 거른 용액의 색깔)

 

8) Ether 20.0 ㎖ 를 사용하여 침전물을 씻어준다.

 

9) 모액에 2.5M 소듐 하이드록사이드 용액 25.0㎖ 를 첨가한 후 교반한다. 분별 깔대기에 용액을 옮겨 수층과 유층을 분리한다. 2.5M 소듐 하이드록사이드 용액 25.0㎖를 사용하여 다시 한번 유층을 추출해낸다. (수층과 유층의 분리 유무와 색깔 비교)

 

10) 유기층에 증류수 25.0㎖ 를 첨가하고 층 분리를 한다.

 

11) 포화 염화소듐 용액(brine) 15.0㎖로 씻어준 후, 유기층을 분리한다.

 

12) 무수 마그네슘 설페이트를 넣어 미량의 수분을 제거한 후 감압 필터하고, 미리 무게를 잰 일구 둥근바닥 플라스크를 이용하여 감압 증류한다.

 

13) 생성물의 순도를 TLC로 확인하고, 수율을 계산한다.

 

2. 수소 음이온을 이용한 환원 반응

1) 2-Neck round flask (100 ㎖)에 benzaldehyde 1.5 ㎖ (1.56 g, 14.7 m㏖, 1.0 eq) 와 methanol 15.0 ㎖ 를 넣고 교반한다. 반응을 모니터하기 위해 TLC 3～4 개 정도 미리 찍어둔다.

 

2) 1번 용액에 얼음 중탕을 설치하여 용액을 식힌 후, sodium borohydride 350.0 ㎎ (9.25 m㏖, 0.3 eq) 을 소량으로 나누어서 첨가한다. 15분 교반한 후 TLC 를 관찰한다.

 

3) 반응이 종료되면 물 5.0 ㎖ 를 첨가한 후, 얼음 중탕을 제거하고 실온에서 10분간 교반한다.

 

4) 실온으로 식힌 4번 용액에 MC 15.0 ㎖ 를 넣고 충분히 교반한다.

 

5) 이것을 separatory funnel에 옮기고 층 분리가 확인되면, 수층과 유기층을 나눈다. 수층 부분을 TLC 로 확인하여 생성물이 남아있으면 MC 15.0㎖ 를 더 넣고 유기층을 분리한다.

 

6) 모아둔 유층에 sat. NaHCO₃ 용액 15.0 ㎖ 를 넣어준다.

 

7) 유기층에 sat. NaCl 15.0 ㎖ 를 가한 후, 유기층을 분리한다.

 

8) 받아놓은 유층 용액에 MgSO₄ 로 미량의 물을 제거한 후 미리 무게를 잰 일구 둥근바닥 플라스크를 이용하여 감압 증류한다.

 

9) TLC 를 이용하여 생성물의 순도를 확인하고, 수율을 계산한다.

 

 

 

[Chemistry/유기화학] - 유기화학실험 | PCC를 이용한 Benzhydrol의 산화 반응

 

 

 

[유기화학실험]PCC를 이용한 산화반응 레포트