Synthese von Acetessigsäure-ethylester [141-97-9]

Acetessigsäure-ethylester [141-97-9-A]            C6H10O3

Zur Reaktion: Acetessigsäure-ethylester wird aus zwei Molekülen Ethylacetat durch Einwirkung Natrium und unter Abspaltung von Ethanol gebildet. Der Mechanismus der Reaktion ist allgemein als Claisen-Kondensation bekannt. Hierbei wird zunächst durch α-Deprotonierung des Ethylacetats ein Esterenolat gebildet, das sich nucleophil an das Carbonyl-C-Atom eines weiteren Ethylacetat-Moleküls addiert. Daran schließt sich eine Eliminierung von Ethanolat unter Bildung von Acetessigsäure-ethylester an; dieser wird schließlich durch Einwirkung von Alkoholat in sein Anion übergeführt, da Ethanol eine schwächere Säure als Acetessigsäure-ethylester. Man benötigt demzufolge ein Äquivalent Base, da das gebildete Natriumsalz des Acetessigsäure-ethylesters das Edukt Ethylacetat nicht zu deprotonieren vermag. Dabei ist anzunehmen, dass primär durch Reaktion des Natriums mit geringen Mengen Ethanol im Ethylacetat katalytische Mengen der Base Natriumethanolat entstehen, die dann die Ester-Kondensation induzieren.

Durchführung: Als Reaktionsapparatur dient ein 250-ml-Einhalskolben mit aufgesetztem Rückflusskühler samt Calciumchlorid-Trockenrohr. In den Kolben werden zu 100 ml über Calciumchlorid getrocknetem Ethylacetat, 6.9 g (0.3 mol) klein geschnittenes Natrium hinzugegeben. Es wird anschließend so lange unter Rückfluss erhitzt, bis das gesamte Metall in Lösung gegangen ist. Dies kann ungefähr drei Stunden dauern. Hiernach schaltet man die Heizquelle aus und lässt abkühlen. Nach Erkalten tropft man vorsichtig 100 ml Eiswasser zu und  schüttelt die Mischung dreimal mit je 70 ml Ether aus, um nicht umgesetztes Ethylacetat zu entfernen. Man verwirft die etherischen Phase und säuert die wässrige Phase mit halbkonzentrierter Salzsäure an. Der dabei in Freiheit gesetzte Acetessigsäure-ethylester wird im Scheidetrichter durch dreimaliges Extrahieren der wässrigen Phase mit je 40 ml Ether abgetrennt. Die vereinigten organischen Phasen dieser letzten Extraktion werden mit Natriumhydrogencarbonat-Lösung behandelt und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Der leicht flüchtige Ether wird bei Normaldruck abdestilliert, während der Rückstand im Vakuum fraktioniert destilliert wird. Acetessigsäure-ethylester geht bei einem Unterdruck von etwa 10 Torr bei 67-68 C über. Die Ausbeute beträgt 27.3 g, beziehungsweise 70% der Theorie.

Nachweis: Eisen(III)-chlorid-Lösung färbt wässrige Acetessigsäure-ethylester-Lösungen violettrot.

Recycling: Ungefähr 320 ml Ether können gesammelt, redestilliert und wieder verwendet werden.

Beschreibung: Acetessigsäure-ethylester bildet eine farblose angenehm riechende Flüssigkeit, die bei 180 C siedet. In Wasser ist der Ester kaum löslich, während er mit Alkohol und Ether mischbar ist. Die acide Methylen-Gruppe im Molekül lässt sich alkylieren, acylieren oder halogenieren. Acetessigsäure-ethylester ist ein wichtiges Zwischenprodukte für die Herstellung von Heterocyclen, insbesondere Arzneimitteln, Pestizide und Farbstoffen.

Quelle: L. F. Tietze und Th. Eicher; Organisch-chemisches Grundpraktikum unter Berücksichtigung der Gefahrstoffverordnung, Georg Thieme Verlag, 2. Auflage, Stuttgart, New York 1995
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Letzte Aktualisierung: 19/06/06

Andere Bezeichnungen: Acetessigester; Ethylacetoacetat; 3-Oxobutansäure-ethylester