1,1-Diethoxyethan, auch bekannt als Acetaldehyddiethylacetal oder einfach Acetal, findet als Geruchs- und Geschmacksstoff, ferner auch als Synthesechemikalie Anwendung. In der Natur ist es beispielsweise in Ginseng aufzufinden.
Geräte:
500 ml GL45-Flasche, Scheidetrichter, Apparatur zur fraktionierten Destillation mit Hempel-Kolonne
Chemikalien:
Acetaldehyd
Ethanol
Calciumchlorid (wasserfrei)
Kaliumcarbonat (wasserfrei)
1,1-Diethoxyethan
Hinweis:
Bei Acetaldehyd handelt es sich um ein bestätigtes Kanzerogen. Zudem liegt sein Siedepunkt bei Raumtemperatur (20 °C), deshalb empfiehlt es sich alle verwendeten Glasgeräte zuvor abzukühlen um ein spontanes Sieden zu vermeiden.
Durchführung:
In einer 500 ml GL45-Flasche werden 20 g granuliertes Calciumchlorid vorgelegt, mit 130 ml 96%-igem denaturiertem Ethanol übergossen, und die Flasche im Kühlschrank abkühlen gelassen. Währenddessen werden 50 g Acetaldehyd (1,14 mol) (Anmerkung 1) ausgewogen, die abgekühlte Flasche (Anmerkung 2) quer im Stativ eingespannt, und das Ethanal vorsichtig entlang der Seitenwand zugegossen, sodass dieses eine separate Phase bildet. Das Gefäß wird schnell verschlossen und für mehrere Minuten gut durchgeschüttelt, wobei ein Großteil des Calciumchlorids in Lösung geht und sich das Gemisch merklich erwärmt. Anschließend wird für sechs Tage mit regelmäßigen Schütteln stehen gelassen, wobei sich zwei trübe Phasen bilden, wovon die Untere eine gelbliche Farbe annimmt. Diese wird im Scheidetrichter abgelassen, die obere Phase zweimal mit je 30 ml dest. Wasser gewaschen, und über etwas wasserfreiem Kaliumcarbonat getrocknet. Es wird in einen 100 ml Rundkolben dekantiert, und bei Normaldruck durch eine mit Raschig-Ringen gefüllte Hempel-Kolonne fraktioniert. Zunächst kommt bei 20-21 °C ein wenig unreagiertes Acetaldehyd über, dann bei 75-78 °C verbleibendes Ethanol, und bei 101-103 °C das gewünschte Acetal. Sobald die Temperatur im Destillierkopf 105 °C übersteigt wird die Destillation abgebrochen. Im Kolben bleibt eine orangene Flüssigkeit zurück, bei welcher es sich in erster Linie vermutlich um Paraldehyd handelt. Die niederen Fraktionen werden mit der zuvor abgelassenen Ethanol Phase vereint, mit 100 ml dest. Wasser versetzt, und die gelbliche obere Phase abgetrennt. Es wird erneut zweimal mit je 30 ml dest. Wasser gewaschen, über Kaliumcarbonat getrocknet und destilliert. Insgesamt werden 26,8 g (20% d. Th.; 61-64% lit.) einer klaren farblosen Flüssigkeit mit künstlich fruchtigem Geruch gesammelt. n20D 1.381; 1.379-1.383 (lit.)
Anmerkung 1: Es empfiehlt sich das Acetaldehyd vor Verwendung frisch zu destillieren. Hierauf wurde von mir verzichtet, worauf vermutlich die eher magere Ausbeute zurückzuführen ist.
Anmerkung 2: Auf größeren Maßstäben empfiehlt sich die Verwendung eines Eisbades.
Entsorgung:
Chemikalienreste werden in die halogenfreien organischen Abfälle überführt.
Erklärung:
Es findet eine typische Acetalbildung zwischen Acetaldehyd als Carbonyl und Ethanol als Alkohol statt. Hierbei fugiert das Calciumchlorid vermutlich sowohl als Lewis-Säure, als auch als Absorbtionsmittel für das bei der Reaktion entstehende Wasser.
Bilder:
Literatur:
[1] Adkins H., Nissen B. H. (1923). Org. Synth., 3, 1
