Методика проведения селективного восстановления динитроароматических соединений под действием ультразвука.

Схема №1.Селективное восстановление динитросоединений, минуя стадию экстракции

В синтезе использовался восстанавливающий агент: свежеприготовленный раствор сульфат железа(2). Для того, что бы его приготовить, потребовалась железная пыль, которая помещалась в 20% раствор серной кислоты до полного растворения.

Примеси отфильтровывались бумажным фильтром.

Рис.1. Процесс восстановление нитросоединений до аминоароматических продуктов

Теоретически, для того, что бы восстановить одну нитрогруппу в динитроароматическом соединении, по количеству ионов железа рассчитывалась необходимая масса навески динитротолуола и других полинитросоединений(известно, что на восстановление одной нитрогруппы требуется 6 моль ионов железа).

Рассчитанную навеску растворяли в изобутиловом спирте, слегка подогревая смесь над электроплиткой, и доводили до полного растворения ди- и полинитросоединения.

После того, полученный раствор сульфат железа(II), не дожидаясь его окисления на воздухе, что могло привести к потере восстановительных свойств этого агента, поместили в ультразвуковую мойку. Туда же прилили изобутиловый спирт, содержащий ароматическое соединение.

Из схемы №1 видно, что водный раствор и изобутиловый спирт не смешиваются, и образуется бинарная система.

Режим ультразвуковой мойки был установлен на продолжительность синтеза в течение 10 минут, температура процесса составляла 40^оС.

В процессе воздействия ультразвуком, бинарная система перешла в гомофазную, что обеспечило наибольшее соприкосновение реагентов в искомых двух не смешивающихся растворов.

Рис.5.Реактор – после окончания реакции происходит расслоение на 2 фазы

После процедуры с ультразвуком, полученную смесь поместили в экстракционную колбу. В экстракционной колбе смесь разделилась на две фракции: водную, содержащую в себе неорганическую часть, и органическую. В этой фракции, т.е. в изобутиловом спирте(плотность меньше 1 (0,8027 (20°C, г/см3)), следовательно вода внизу), содержался продукт реакции.

С целью выделения органических компонентов из полученную реакционную смесь

подщелачивали аммиаком до рН=6,5-7,5. Полученную массу экстрагировали хлороформом 5-8 раз (объём хлороформа равен объёму смеси). В дальнейшем хлороформ отгоняли под вакуумом досуха.

Смесь после сушки под вакуумом анализировали методами ГЖХ и ЯМР 1Н - спектроскопии. ИК - спектры записывали на приборе SPECORD М-80. Анализ веществ проводили в растворе СНCl₃ при спектральной ширине щели прибора 1,5 см-1, времени интегрирования 5 с. Применялись кюветы толщиной 0,1 - 0,2 мм с окошками из NaCl.

ЯМР 1Н спектры записывали на спектрометре Bruker DRX (500.13 МГц) в ДМСО, с ТМС в качестве внутреннего стандарта при комнатной температуре.

Элементный состав определяли на элементном анализаторе СHN-1.

 

3.2. Эксперимент на Ceriodaphnia affinis