炭酸水素ナトリウムと水酸化ナトリウム

質問

有機実験でフェノールを水酸化ナトリウムのアルカリ性下でクロロ酢酸からフェノキシ酢酸を合成する実験なのですが、
酢酸エチル層と水層間においてフェノキシ酢酸をナトリウム塩として抽出する際に炭酸水素ナトリウムを使用しました。
もしこれを水酸化ナトリウムを利用して行ったらどんな弊害があるでしょうか？
どなたか回答お願いします。

回答No.2

noname#160321

＃１のお答えでよいのですが、もっと「イヤラシイ」事も起きます。
Heavy-Metal様の行われた反応では、水相でフェノキシル陰イオンがクロロ酢酸の塩化物イオンを追い出してフェノキシ酢酸を生じます。
まずこの混合物を水で薄め、酢酸エチルで抽出しもっとも溶けやすい生成物のフェノキシ酢酸と少量の原料のフェノールが抽出されてきます。クロロ酢酸は強酸なので酢酸エチル層にはほとんど来ません。(塩基性の水がないと完全に酢酸エチル層に来てしまう)
酢酸エチルは水酸化ナトリウム存在下でどんどん加水分解され酢酸とエタノールになっちゃいます。
学部四年の「物理化学演習」「反応速度の測定」でやりました、速いです。
すると、酢酸ナトリウムとエタノールができてきます。
つまり水層にどんどん酢酸ナトリウムとアルコールが出てきてフェノキシ酢酸のナトリウム塩と混ざりますます。
つまり「酢酸エチルの加水分解を抑えるためにpＨをあまり大きくしない」という効果もあるのです。

回答No.1

act_chem

フェノキシ酢酸を炭酸水素ナトリウム(以下重曹）で抽出する際に水酸化ナトリウムを使うとどのような弊害があるのか。。。
一番の理由は解離定数の問題じゃないでしょうか。
酢酸(CH3COOH)：4.75(フェノキシ酢酸の解離定数がわかりませんでしたのでカルボン酸の代表例で代理）
炭酸(H2CO3)：6.37
フェノール(C6H5OH)：9.89
炭酸水素イオン(HCO3(-))：10.25
水：14.0となります。
ということは目的物であるフェノキシ酢酸のみナトリウム塩として水層に落とし、未反応のフェノールは有機層に残せるアニオン種(塩基、アルカリと考えても良い）として重曹が上げられと思います。
つまりH2CO3 > フェノール > HCO3よりフェノールはナトリウム塩にならず有機層に残るのです。

では水酸化ナトリウムを使用するとどうなるでしょう。アニオン種は水酸基なので水の解離定数と同じと考えてよいでしょうか。
そうするとフェノキシ酢酸だけでなくフェノールまで水層に落ちてきてしまい分離できませんね。

以上のような原因により抽出に重曹を用いているのではないでしょうか？