Projektionsexperiment: Hydroxylierung von Propen

Experimente in Projektion - Chemie en miniature

Hydroxylierung von Propen

Lernziel: Nachweis der C = C - Doppelbindung

Peter Keusch

English version

Chemikalien:
Zinkgranalien
1,2-Dibrompropan
N,N-Dimethylformamid (DMF)
10 ^{- 3} M wässerige KMnO₄ - Lösung (79 mg / 500 mL)
2N NaOH

Gefahren und Sicherheitsmaßnahmen:

1,2-Dibrompropan ist gesundheitsschädlich.

N,N-Dimethylformamid (DMF) ist schwer flüchtig, die Dämpfe sind schwerer als Luft und können bei erhöhter Temperatur explosionsfähige Gemische bilden.Resorption von DMF kann aufgrund seines universellen Lösevermögens sehr leicht erfolgen, wodurch zusätzlich die Gefahr der Aufnahme gefährlicher Begleitstoffebesteht. DMF ist fruchtschädigend.

Schutzbrille, Schutzhandschuhe und effektive Raumdurchlüftung eforderlich!

Versuchsdurchführung:

Das Küvettenwasser hat eine Temperatur von 50°C

Drei Reagenzgläser werden wie folgt versorgt:

R1 Zinkgranalie 0.5 mL 1.2-Dibrompropan überschichtet mit 0.5 mL DMF
R2 1 mL KMnO₄ - Lösung (Referenzlösung)
R3 1 mL KMnO₄ - Lösung 1 Tropfen NaOH

Nach Durchmischen der beiden Phasen in R1 tritt in wenigen Sekunden eine Gasentwicklung auf, die zusehends heftiger wird. Das Gas leitet man mittels eines Glasröhrchens in die Kaliumpermanganat-Lösung von R3 ein, nachdem diese mit einem Tropfen Natronlauge versetzt wurde.

Versuchsergebnis:

R3: Die violette Farbe der KMnO₄ - Lösung schlägt über blau nach dunkelgrün um (Bild 1). Die grüne Farbe der Lösung bleibt einige Zeit bestehen - schließlich fallen braune Flocken aus (Bild 2).

Bild 1

Bild 2

Video clip (Download RealPlayer .rm file )

Deutung des Versuchsergebnisses:

· Bei Umsetzung von 1.2-Dibrompropan mit Zink entsteht Propen (1).

Gleichung

· Durch Kaliumpermanganat wird Propen zu 1.2-Propandiol oxidiert (2). Da eine syn - Hydroxylierung stattfindet, wird ein zyklischer Ester (3) als Zwischenstufe postuliert, dessen Hydrolyse zum Glykol führt. Mit Hilfe von ¹⁸O-markiertem Permanganat konnte gezeigt werden, daß beide Sauerstoffatome des Glykols aus dem Permanganat stammen, nicht aus dem Lösungsmittel.

· Permanganat - Ionen werden zunächst zu blauen Hypomanganat-Ionen reduziert. Diese reagieren in einer Folgereaktion (Komproportionierung) mit Permanganat (4) unter Bildung von grünem Manganat. Auch Manganat - Ionen oxidieren Alkene zu Glykolen, allerdings wesentlich langsamer als Permanganat. Manganat wird dabei zu Braunstein reduziert.

Gleichung

Hinweise:
Demonstrationsexperimente auf Video Reaktion von Cyclohexen mit Brom und Kaliumpermanganat

Allgemeine Instruktionen zur Versuchsdurchführung und Auflistung der Experimente (Download)