유기화학실험 | 친전자성 방향족 치환반응

 

 

 

2-benzoylbenzoic acid 합성에서의 반응 메커니즘

 

 

 

실험 방법

1. Friedel-Crafts acylation(AlCl₃ 활성 test)

1) Test tube에 chloroform (1 ㎖)과 methylene chloride (1 ㎖)를 넣고 aromatic compound 를 50 ㎎ 정도 넣는다.

 

2) 위에서 준비한 test tube 에 50 ㎎의 anhydrous aluminium chloride 를 첨가한다.

 

3) Aluminium chloride powder의 색이 test tube 안에서 어떠한 색으로 변화되는지관찰한다.

∴ 사용할 aromatic compound : Benzene, Bromobenzene, Naphthalene

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2. Friedel-Crafts Acylation에 의한 2-Benzoylbenzoic acid 합성 (후드 안에서 실험한다.)

1) Phthalic anhydride 750 ㎎ + Benzene 15 ㎖을 round flask (50 ㎖ )에 넣고 가열하여 최대한 녹인다.

 

2) Benzene의 결정이 생길 때까지 ice-bath에서 냉각시킨다.

 

3) 1.3 g의 AlCl₃(2.0 eq) 를 vial에 담아 최대한 공기와 접촉하지 않도록 뚜껑을 덮은 다음 플라스크에 조금씩 가한다.

 

4) 잘 흔들어 주면서 손의 열로 몇 분간 따뜻하게 해 준다. (반응이 시작되면 HCl 가스가 발생한다. 너무 격렬하게 끓으면 얼음중탕에서 냉각시킨다.)

 

5) 물중탕에서 천천히 가열한다. (benzene의 b.p가 낮으므로 Liebig condenser를 설치한다)

 

6) Phthalic anhydride 가 거의 다 녹아 결정이 보이지 않을 때까지 반응시킨다. (약 30분-1시간)

 

7) 중간에 TLC 로 반응을 체크해 본다. (TLC 측정시 용액이 끈적하므로 모세관으로 용액을 소량 취한 다음 소량의 M.C 와 한 방울의 물이 들어 가 있는 vial에 용매를 취한 다음 확인)

 

8) 반응 증류 후 얼음 중탕에서 흔들면서 냉각시킨다.

 

9) 얼음 5-10 g 정도를 조금씩 첨가하면 분해 반응이 일어나면서 잠잠해진다. (하얗게 변하면서 물과 섞여 액체처럼 보인다.)

 

10) 진한 염산 1 ㎖ 와 물 5 ㎖을 가하고 흔든다. 실온에 도달하면 잘 저어 주면서 5 ㎖의 물을 더 첨가한다.

 

11) Separatory funnel에 옮긴 후 10 ㎖ 정도의 ether 를 가한 후 stopper를 하고 잘 흔든다. 그 다음 ether 층을 취하고 10 ㎖의 ether 로 한 번 더 반복한다. (총 20 ㎖의 ether를 받는다.)

 

12) 이 용액을 2 ㎖의 HCl 과 5 ㎖의 물로 씻는다.

 

13) Ether 추출액에 5 ㎖ 의 3 M NaOH 수용액을 가하여 잘 혼합하고 수용액을 취한다. 이 과정을 두 번 반복하여 총 10 ㎖ 정도의 수용액 층을 얻어낸다.

 

14) 남은 ether 용액에 10 ㎖ 정도의 물로 씻은 다음 그 수용액을 13번과 합친다. (총 20 ㎖의 수용액 층 확보)

 

15) 약 20 ㎖ 수용액 층에 HCl을 가하여 pH 1～2 되게 조절한다.

 

16) 2-Benzoylbenzoic acid 가 유상으로 얻어지면 냉각시킨 후 (30분) 생성되는 결정을 걸러서 물로 씻어준다. 건조 후 수율을 계산하고 녹는점을 측정하여 생성물을 확인한다.

 

 

 

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