유기화학실험 | Cannizzaro reaction - 자동 산화-환원 반응

TIP

 

 

1. 강염기 존재 하에 벤조 알데하이드의 자동 산화-환원 반응을 통해 벤조산과 벤질알콜을 합성 후, 이를 분리 정제한다.
2. 알칼리 용액과 α-hydrogen이 없는 aldehyde가 반응하면 carboxylic acid와 alcohol의 혼합물이 얻어진다.

 

 

 

1853년에 이탈리아의 카니차로가 벤즈알데하이드로부터 벤질알코올과 벤조산이 생성하는 것을 확인했으므로 이런 이름이 붙었다. 이보다 먼저 독일의 리비히와 뵐러도 이 반응을 실시하였으나 벤질알코올의 생성을 알지 못하였다. 같은 화합물에 산화와 환원이 함께 일어난다는 점이 특징이며 같은 물질로부터 2종의 다른 생성물을 얻는 불균화(不均化) 반응의 하나로 α-탄소상에 수소가 없는 방향족 알데하이드·폼알데하이드 등에서 볼 수 있다.

 

 

Wohler와 Liebig이 benzaldehyde를 NaOH로 처리하면 benzoic acid가 생성됨을 보였지만, 몇년 후에 Cannizzaro가 이 반응은 두개의 생성물을 얻을 수 있다는 것을 증명해냈다. 반응은 한 종류의 또는 두 종류의 aldehyde로 하는데, 두 종류의 aldehyde는 특별히 crossed Cannizzaro reaction이라고 하고 더 많은 생성물이 생길 수 있다. 이 Cannizzaro 반응은 수득률이 높아서 대부분의 경우에는 70% 이상이고 자주 85%이상도 얻어진다. Geissman이 높은 수득률이 얻어지는 목록을 1944년에 보고했다.

 

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 비커에 물 20㎖을 취하고 찬물로 냉각시키면서 NaOH 27g을 용해시킨다. : 발열하므로 용해시킨 후 잘 냉각

2) 위 용액에 benzaldehyde 30㎖을 가한 후 마개로 막고 흔든다. : 하루 동안 방치

3) 약 100㎖의 물을 가하고 용해

4) 분액깔때기에 옮기고 ether 소량을 가해서 추출

5) 수용액 부를 다시 분액깔때기에 넣고 4)와 같이 추출을 반복한 후 하층 수용액을 삼각 플라스크에 유출시켜 전회의 수용액과 합하여두고, 상층 ether 용액은 전회의 ether 용액과 합한다.

6) 이 ether용액에 무수 CaCO₃ 소량을 가한 후 잘 흔들어 건조한다.

7) 다음 증류장치로 고쳐 증류하여 ether을 회수한다.

8) ether의 유출이 끝나면 수냉냉각관을 공기 냉각관로 대치하여 증류하여 benzyl alcohol 유분을 분리한다.

9) 앞 4)～5)에서 ether층과 분리한 수용액에 진한 HCl을 과잉으로 교반하면서 가하여 benzoic acid의 백색 침전생성을 완결시킨다.

10) 침전을 흡인여과 후 건조시킨다.

 

 

 

[유기화학실험]Cannizzaro reaction 레포트