有機合成（n-ブチルアルコールから塩化tert-ブチル）

質問

塩化tert-ブチルについての有機のレポートを
やっていますが、三点わからないことがあります。

１、n-ブチルアルコールから塩化tert-ブチルへの合成方法を示せという問題です。機構がさっぱりわかりません。
２、tert-ブチルアルコールに塩酸を反応させ、過剰分を炭酸水素ナトリウムで中和し、塩を水で洗って、塩化tert-ブチルを得ました。その後リービッヒ冷却器を使って蒸留し、精製するという実験です。収量が四割程度になってしまいましたが、どのような理由があるのでしょうか。生成物の加水分解性や、副反応も考慮せよということです。

よろしくお願いします。ログはNO,526530を
参照しましたが、出発物が1級の場合と3級の場合の
違いがよくわかりません。

回答No.1

Julius · ベストアンサー

n-BuOH → t-BuClではなくて
n-BuOH → n-BuClの間違いですね?

とりあえず、反応機構の違いを問うているんだと思います。
酸触媒でカルボカチオンが生じたあと、求核反応が起きるのですが、
SN1, SN2型求核反応を有機化学の教科書で調べれば
答えはわかります。

あと副生成物ですが、
アルコール自体が求核剤として働けばエーテルになりますし、
HClが脱離すればオレフィンになりますし(E1, E2型反応をチェックしましょう)、
転位が起きればクロロの位置が変わります。

一番起きそうな副反応は、この中ではE1脱離によるイソブチレンの生成の
ような気がしますが。

お礼

早速の回答ありがとうございます。
テキストには確かにn-BuOH → t-BuClと、ありますが
テキストの間違いでしょう。おかしな問題だなぁと
ずっと悩んでいましたが、これで解決できそうです。
もしよかったら、加水分解についても教えてください。
または詳しく載っている本を教えていただいても
ありがたいです。化学便覧には目を通したつもりですが、詳しいことは見つかりませんでした。

回答No.3

takkochan

1.
n-ブチルアルコールが、酸触媒下で水酸基にプロトン付加後、脱水し、2位の水素がプロトンとして脱離すると1-ブテンとなります。即ち、
CH3CH2CH2CH2-OH → [CH3CH2CH2CH2+] → CH3CH2CH=CH2

1-ブテンにプロトンが付加すると、
CH3CH2CH=CH2 → [CH3CH2CH(CH3)+]
となりこれに水が付加後、プロトン脱離すると、sec-ブチルアルコールとなります。

一方、上記カチオンからメチル基が転位後、プロトン脱離すると2-メチルプロペンとなり、これに水が付加するとtert-ブチルアルコールとなります。即ち、
[CH3CH2CH(CH3)+ → +CH2CH(CH3)2 → CH2=C(CH3)2
→ (CH3)3C-OH
最後の水付加を塩化水素付加にするか、または、水付加後、OH基が塩素に置換されれば、塩化tert-ブチルとなります。

2については、すでに出ている回答が、参考になると思います。

お礼

ありがとうございます。参考にしながら無事レポートを書き終えることができました。

回答No.2

Julius

加水分解というのは、この場合は逆反応です。
t-BuCl → t-BuOH
そもそも実験の反応は酸性でなければ起きません。
酸によりカルボカチオンが生成したから、Cl^-の求核反応が起きたのです。
逆に塩基性が強くなって、OH^-が求核剤となるような条件になってしまえば、
原料に戻ってしまいます。

SN1やE1の反応機構については、とにかく大学生用の有機化学の教科書を見れば、
必ず出ています。

お礼

毎回ありがとうございます。よく見たら反応が
載っていました。早とちりをしてしまい申し訳
ありませんでした。