De synthese van ammonium 2,4,6-trinitrofenolaat

[Pyrochemistry]

De synthese van ammoniumpicraat
Allereerst, gelijknamige proef aan dit topic heeft zuiver doel om dienst te doen als educatief experiment.

Mocht een moderator hier anders over denken en dit experiment liever niet op dit forum zien heb ik er geen erg in als deze verwijderd wordt.

De opbrengst van de synthese is erg laag, dit kan meerdere oorzaken hebben.
Ik heb de moederloog met picrinezuur niet lang genoeg in de vriezer gehad waardoor de picrinezuur geen tijd had om verder uit te kristaliseren. Ook heb ik niet geen scheut zoutzuur toegevoegd dit normaal gesproken er voor dient de kristalisatie te bevorderen. Ten derde heb ik het residu dat ik niet van het filter kreeg niet gespoeld met ammoniakoplossing, ook hier trad er dus verlies op. Als laatste had ik de oplossing met ammoniumpicraat verder in kunnen koken, ammoniumpicraat is een goed oplosbaar zout (de oplosbaarheid bedraagt circa 10g/l bij 20 oC ).

Secuurder werken werken had waarschijnlijk een hogere opbrengst tot gevolg.

[Nernst]

Mijn complimenten voor de heldere uitleg en foto's. Mooi uitgeschreven! Topics als deze juich ik enkel toe, ik zie dan ook geen reden om dit experiment niet toe te laten. Binnenkort lees ik je experiment nogmaals door, eventuele opmerkingen/vragen post ik dan wel.

[Wouter]

Mooie synthese, inderdaad. Ik zal even kijken hoe het zoekverkeer reageert op dit onderwerp, ik verwacht geen of weinig veranderingen en dus geen problemen. Mochten er toch meer mensen naar deze synthese gaan zoeken, dan veranderen we hooguit wat namen. Het is een mooi experiment.

[Pyrochemistry]

Nou in ieder geval bedankt voor de reacties .

[blommetje92]

Misschien een rare vraag, maar waarom komt bij de sulfonering de HSO₃ groep aan het vijfde koolstof atoom te zitten en niet bijvoorbeeld aan het vierde? Met andere woorden: Hoe valt van te voren te bepalen welk waterstof atoom gesubstitueerd wordt? Is het ook mogelijk om een andere te vervangen?

Verder vind ik de synthese erg duidelijk geschreven en prettig om te lezen.

[Wouter]

Dat heeft alles te maken met de reeds aanwezige substituenten. Een fenolgroep heeft een ortho-, para-activerend werking voor elektrofiele substitutie door de vrije elektronenparen op het zuurstofatoom. De carbonzuurgroep is op zijn beurt weer meta-activerend (eigenlijk o-, p-deactiverend). Vervolgens geeft de fenolgroep nog eens sterische hindering voor zo'n grote sulfonzuur-groep. Gevolg is dat er eigenlijk maar één positie overblijft. Er zal mogelijk ook een klein beetje van het 6-sulfonzuur-isomeer gevormd worden, maar vooral de 4-sulfonzuur.

[Pyrochemistry]

Je haalt me ongeveer de woorden uit de mond Wouter

Ik heb nog even wat dingetjes uitgebreider toegelicht en de titel even verandert.

[blommetje92]

Ik moet bekennen dat ik hier nog nooit iets van gehad heb. Ik zit nog op de middelbare school, maar met een beetje gepuzzel kwam ik een eind.
Dus als ik het nu goed begrijp:
Ortho- staat voor 1,2
Meta- voor 1,3
en para- voor 1,4
Een elektrofiel is een positief geladen deeltje.
Dan is bijvoorbeeld para, dus altijd de positie tegenover de groep waarover het gaat, dus als R t.o.v de OH groep op de para- positie zit, zit R niet in de para-
positie t.o.v. de COOH groep? Als je begrijpt wat ik bedoel. (geen idee hoe ik dit echt duidelijk op moet schrijven )
Dus als je dan activerende en deactiverende werkingen in een mooi paint plaatje zet krijg je:

Net naast de OH kan dus niet, omdat beide groepen elkaar dan in de weg zitten.
Dus blijft er eigenlijk maar 1 positie over?

[Wouter]

Het beste omschrijf je verbindingen met de nummers. Dit zou 2-hydroxybenzoëzuur zijn (ook wel salicylzuur). Als je er nog een nitro-groep op zet op de para-positie ten opzichte van de fenolgroep, dan wordt het 2-hydroxy-4-nitrobenzoëzuur. Ortho, meta en ortho zijn eigenlijk onhandig in gebruik.

Je plaatje klopt als je de plus als gunstig beschouwt. Echter, chemisch gezien is het handiger als er een min komt te staan, en dan zelfs nog een delta-min, waar de delta de Griekse letter is die een deellading voorstelt. Op die manier is de lading namelijk verdeeld over de ring en het is direct de reden waarom er wordt aangevallen op die posities. Dit heeft te maken met resonantiestructuren en inductieve stuwing/zuiging.

Er blijft zo goed als maar één positie over, inderdaad. Maar je zal altijd een aanval op de 6-positie krijgen omdat die ook geactiveerd is. Het zal minder zijn, maar in de chemie is het moeilijk (zo niet onmogelijk) om een reactie voor 100% zuiver te laten verlopen.

[Pyrochemistry]

In de anorganische chemie zijn reacties eigenlijk wel aardig goed te sturen, je kan door het reactiemillieu te optimaliseren toch behoorlijk zuivere reacties krijgen. Neerslagreacties bijvoorbeeld zijn practisch altijd homogeen, er treden dus geen nevenreacties op. En anorganische redoxreacties kunnen ook enkel in één richting verlopen waardoor je eigenlijk nooit nevenreacties zult krijgen (er zijn vast wel een paar uitzonderingen, maar verder ook niet).

De organische chemie daarentegen is zeer "vervuild" er treden veel nevenreacties op, en al zou je een chemische reactie optimaliseren dan nog krijg je bijvoorbeeld vorming van verschillende isomeren of oxidatieproducten. Dit bovenstaande komt vooral door het feit dat organische molecuulen veel complexer zijn, er zijn veel meer plaatsen om chemische bindingen te vormen, daar komt ook nog bij dat organische reacties vaak alleen onder zeer specifieke omstandigheden verlopen. Simpele condensatiereacties zijn makkelijk om uit te voeren omdat ze specifiek zijn op maar één restgroep, maar er zijn ook zéér veel organische reacties die vinden enkel plaats onder bijvoorbeeld absoluut watervrije omstandigheden, en zelfs dan nog krijg je een heel scala aan bijproducten. Aromatische elektrofiele substitutie-reacties zijn al helemaal moeilijk om te sturen omdat vrijwel altijd verschillende isomeren zullen ontstaan.

Ik prefereer altijd zelf gewoon nummering en niet de para- ortho- en metá- nomenclatuur. Maar als het vaak gebruikt wordt je er wel handiger in.

Simpel er een minnetje of een plusje neerzetten is chemisch gezien inderdaad niet correct, de netto lading is namelijk over de ring geconjugeerd, het is immers een aromatisch molecuul waar we het over hebben! + of - betekend namelijk of er een echt overschot of een te weinig aan elektronen is, dit is niet het geval.

[blommetje92]

Met die minnetjes en plusjes bedoelde ik welke plekken geactiveerd of gedeactiveerd werden. Maar als ik de ladingen dan wel op de chemisch goede manier aan zou geven, dan zou zuurstof van de OH groep dus delta min worden en het daarbij horende koolstof atoom dan delta plus?
Hoe zit het vervolgens verderop in de ring met de verdeling van de lading?
Waarom is een carbonzuurgroep eigenlijk ortho-, para- deactiverend?

[Pyrochemistry]

Maar als ik de ladingen dan wel op de chemisch goede manier aan zou geven, dan zou zuurstof van de OH groep dus delta min worden en het daarbij horende koolstof atoom dan delta plus?

Dit heb je correct. De posities die delta min zijn op de ring, zullen geactiveerd zijn, het elektrofiel wil maar wat graag op die plaats een elektron afsnoepen van het molecuul.

De aromatische ring zelf is in zijn totaliteit natuurlijk gewoon neutraal: hij heeft geen lading. Tenzij we het dan weer over het picraat-ion gaan hebben de gehele ring krijgt dan de lading - , er is daadwerkelijk een overschot van één elektron.