Isopropylnitriet

[User1]

Vandaag eens bezig geweest met alkylnitrieten.

Alkyl nitrieten ook wel bekend als poppers.
Oftewel alkyl esters van waterstofnitriet.
Niet dat ik me echt bezig houd met dit vlak van de chemie, maar toch is het wel een leuk experiment.

Waarschuwing:
IPN is zeer vluchtig en geeft een duizelig gevoel.
Gebruik goede ventilatie (zuurkast of buiten)

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Isopropylnitriet.

(CH₃)₂CHONO
BP: 40 °C
G/Cm₃ : 0.8684
Aldus Handbook of data on common organic compounds.



De synthese heb ik van een patent 4980496
Interessant is dat deze esterficatie gekatalyseerd word door waterstofchloride.
En het laat zien dat dit prima met zoutzuur kan , vaak word hiervoor zwavelzuur gebruikt en dit is voor mij een veel goedkoper alternatief.
En mogelijk is het ook wel een bruikbare methode voor het R-salt en dergelijke

De verhoudingen een beetje aangepast omdat de concentratie van mijn HCl iets lager was:

Theoretisch:

Oplossing 1

22.8 Gr NaNO₂
26.9 Ml H2O
23.0 Ml IP


Oplossing 2

34.1 Ml HCl 29%

Oplossing 3

5.0 Gr Na₂CO₃ * 10 H₂0
In 50 ml H₂

Experimenteel:

In de praktijk iets aangepast omdat ik de natrium nitriet niet opgelost kreeg.
Vervolgens ook iets meer HCl gebruikt om de concentratie enig sinds hetzelfde te houden.


Oplossing 1

22.8 Gr NaNO₂
32.0 Ml H₂O
23.0 Ml IP

Samen gevoegd en gekoeld tot ongeveer 0 °C.

Oplossing 2

38.0 Ml HCl 29%

Oplossing 3

5.0 Gr Na₂CO₃ * 10 H₂0
In 50 ml H20


Gekoeld tot ongeveer 0 °C.

* Oplossing 1 in een zout ijsbad gezet met roermagneet.
* Oplossing 2 in een scheitrechter gedaan met een alonge boven oplossing 1.
* Kraantje opengedraaid tot ongeveer 1 druppel p/s.


Neutralisatie/wassen:

* 50ml water + IPN geschud en afgetapt ( 2x ).
* IPN + oplossing 3 geschud ( 10 min laten staan ).
* 50ml water + IPN geschud en afgetapt.

De IPN in een erlemeyer van 50 ml gedaan samen met 3 gram CaCl₂ en in de koelkast geplaatst.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Waarnemingen:

*Zeer lichte temp stijging, max 8 °C.
*Licht schuimen onder contact met oplossing 2.
*Nadat bijna alles was toegevoegd vorming van het welbekende NO_X gas.
*Duidelijk zichtbare gelige laag.

Nadat oplossing 2 volledig was toegevoegd nog een half uur laten staan op ongeveer 5 graden.
Met een injectienaald de bovenste laag ( IPN ) afgezogen en in een scheitrechter geplaatst.

Yield:

De Yield moet ik nog meten , volgens het patent zou het ongeveer 26.4 gram moeten zijn.
Dankzij de downscale zal deze zoiezo ietjes lager uitvallen.


Discussie:

Mogelijk had de esterficatie langer mogen staan.
Toch heb ik dit niet gedaan aangezien IPN niet bijzonder stabiel is in waterig milleu en erg vluchtig is.
Dit kan eventueel de yield nadelig beinvloed hebben.

Over de opslag ben ik nog niet volledig zeker , tot nu toe staat het in de koelkast en de folie staat een beetje bol.
Het idee van de calciumchloride is het absorberen van water om het te stabilizeren.
Tevens lost deze niet op dus en is eventueel af te filteren.


Conclusie:

De gebruikte methode werkt goed voor het maken van IPN.
Goede yields zijn te behalen.


En de foto van de IPN met CaCl₂




De exacte yield zal ik nog posten.

Greetz user1.

Edited October 15, 2009 by gamekeeper

[Sobrero]

Lol, poppers! Maar ik neem aan dat het als sensitizer is voor een FAE? Of om natriumazide te maken...

Mooi syntheseverslag -- ik heb het ook al gemaakt, maar ik meng gewoon IPA en HCl 18%, afkoelen in ijsbad, waarna ik het natriumnitriet toevoeg al roerend; zo'n 80% yield IIRC, maar jouw methode ziet er beter uit qua opbrengst.

Ik bewaarde het in de koelkast, in een goed gesloten apothekersflesje.

[User1]

Niet voor FAE maar inderdaad voor de stof die je net noemde.
Inmiddel is het vormen van gas opgehouden.

Btw, in hoeverre is IPnitriet detoneerbaar?
Ik zou zeggen dat het zou moeten kunnnen.

Edited May 18, 2009 by User1

[Leander]

Mooi verslag!

Isopropylnitraat is zelfs nog belachelijk ongevoelig, met iets van 3cm kritieke diameter zonder omsluiting. Ook qua VoD is het vrij vergelijkbaar met nitromethaan. Volgens mij is isopropylnitriet daarom helemaal niet explosief. Bedenk dat isopropylesters veel zwaarder zijn dan bijvoorbeeld methylnitraat, waardoor het stikstofgehalte en de zuurstofbalans lager uitvallen dan je in eerste instantie zou denken.

Het zal misschien wel werken als brandstof in AN gebaseerde mixjes. De enige explosieve toepassing ervan is het gebruik als sentisizer in FAE's, zoals Sobrero al noemde. Dit vanwege het feit dat wanneer isopropylnitriet een schokgolf voor z'n kiezen krijgt, het vrij rap ontleed in isopropyl radicalen en stikstofmonooxide. Dit geld overigens voor veel meer nitriet en nitraat esters.

[Ruud]

Alkylnitrieten zijn ook een goed tegengif tegen blauwzuurvergifegingen(HCN)

[Jor]

Als je natriumazide wilt maken zul je ook hydrazine moeten gebruiken. En dat is echt vervelend spul, zeker het monohydraat. Ikzelf heb 100 gram van het veiligere hydrazinesulfaat.

Misschien maak ik nog eens wat natriumazide. Misschien koop ik dan wel 100mL hydrazinehydraat. Gelukkig heb ik een zuurkast gemaakt die ik kan gebruiken:
http://www.amateurchemie.nl/viewtopic.php?f=12&t=54

[User1]

Je zult het toch freebase moeten gebruiken, of je nu HS gebruikt of direct vanaf het hydraat.
HH kopen is voor de meeste mensen denk ik geen optie.
Inderdaad heb ik ook liever hydrazinesulfaat dan hydraat in huis.
Mocht je er loodazide mee willen maken kan het ook direct en kan men de stap via natriumazide geskipt worden, en via het zeer vervelende waterstofazide neergeslagen worden.
Dit schijnt overigens wel slechte yields te geven.

Edited August 6, 2009 by User1

[pdfbq]

Isopropyl nitriet gemaakt van mijn 'homebrew' NaNO2.

Ik schatte dat ik een vezadigde NaNO2 oplossing had en heb de volgende hoeveelheden gebruikt.

oplossing A:
156 gram NaNO2 (oplossing) + 180 ml demi water
Er ontstond een witachtige neerslag na het toevoegen van het demi water. Ik denk iets van de loodsporen in mijn nitriet. Ik hoopte op zo'n 70 gram nitriet (maar dat was beetje optimistisch denk ik)

oplossing B:
63 ml isopropanol met 13,5 ml demi water en 25.5 ml H2SO4
Dit moest ik twee keer maken want de eerste keer voegde ik de H2SO4 te vlug toe. Kreeg toen een verkleuring van mijn alcohol.

Oplossing A in ijsbad met zout en oplossing B er langzaam bij gedruppeld. Temperatuur zo rond de 12-15C gehouden.
Lichte NOx gas waarneembaar.

Resultaat:


Opbrengst 25-30 ml isopropylnitriet. Heb er even lichtjes aan geroken en het ruikt behoorlijk heftig.
Is dus een hele lage yield denk ik. Komt vermoedelijk omdat mijn nitriet oplossing veel minder nitriet had dan ik hoopte.

Isopropylnitriet maken is simpel. Het probleem is de NaNO2, das een vieze klus.
Las op sciencemadness dat het misschien ook gaat met nitrosyl sulphuric acid (NOHSO4) en dat is te maken door droge SO2 door WFNA te bubbelen dus als ik tijd heb ga ik dat ook eens proberen.

Edited May 29, 2011 by pdfbq

[pyrobass]

Interessant is dat deze esterficatie gekatalyseerd word door waterstofchloride.
En het laat zien dat dit prima met zoutzuur kan , vaak word hiervoor zwavelzuur gebruikt en dit is voor mij een veel goedkoper alternatief.
En mogelijk is het ook wel een bruikbare methode voor het R-salt en dergelijke

In principe is elke verestering prima te kathalyseren met een sterk zuur, maakt niet uit welke. Het gaat om de protonering van je dubbel gebonden zuurstof, dat verzwakt de pi-binding en maakt het stikstofatoom (of koolstofatoom als we het over een carbonyl-ester hebben) een stuk meer elektrofiel. De reden waarom esterficatie vaker wordt gekathalyseerd door zwavelzuur is omdat het gemakkelijker water weghoud, wat in veel gevallen hydrolyse voorkomt. Verder vindt ik dat je wel erg veel zuur gebruikt, je hebt echt maar een kathalytische hoeveelheid nodig. Tevens hoef je denk ik niet zo heel veel water toe te voegen, dat laat de reactie een stuk sneller verlopen vermoedt ik, hydrolyse remt de reactie enorm af. Misschien dat je de temperatuur op kunt laten lopen nét tot dat de salpeterige zuur begint te dissoproportioneren, ook dat vergroot de reactiesnelheid aanzienlijk omdat je het evenwicht te andere kant opschuift door energie "toe te voegen".

Zijn er ook nog andere alkylnitrieten behalve amylnitriet en isopropylnitriet, die stabiel genoeg zijn om te bewaren voor een langere tijd?

Verder vindt ik dat je de synthese erg netjes hebt uitgewerkt.

[Leander]

Opbrengst 25-30 ml isopropylnitriet. Heb er even lichtjes aan geroken en het ruikt behoorlijk heftig.
Is dus een hele lage yield denk ik. Komt vermoedelijk omdat mijn nitriet oplossing veel minder nitriet had dan ik hoopte.

Isopropylnitriet maken is simpel. Het probleem is de NaNO2, das een vieze klus.
Las op sciencemadness dat het misschien ook gaat met nitrosyl sulphuric acid (NOHSO4) en dat is te maken door droge SO2 door WFNA te bubbelen dus als ik tijd heb ga ik dat ook eens proberen.

Zoals je op de foto kan zien heb je een soort emulsie geoogst. Ik zou dit zelf bewaren en kijken of ie 'uitzakt'. Als je het weggooit loopt je de kans een aardige hoeveelheid IPN mee te spoelen!

Als je een pH meter hebt kun je waarschijnlijk wel een schatting maken van de zuiverheid van je NaNO2. Natriumnitraat is een zout van een sterk zuur en een sterke base en zal daarom geen effect hebben op de zuurtegraad van een oplossing. Iedere verandering van de zuurtegraad van demiwater waaraan een bekende hoeveelheid onzuiver NaNO2 is opgelost, zal daarom te wijden zijn aan het nitriet ion. Het lastige eraan is dat je te maken hebt met een 'common ion effect': zowel natriumnitriet en -nitraat disproportioneren in natrium kationen en de respectievelijke anionen. Hierdoor krijg je een soort bufferoplossing. Toch moet je via de Henderson-Hasselbalch vergelijking met de zuurconstante van NaNO2 wel een heel eind kunnen komen. Als je een goede pH meter hebt zou ik eens een paar concentraties doormeten. Dan wil ik desnoods het rekenwerk wel doen.

Daarnaast zou je, mocht je een spectrofotometer tot je beschikking hebben, je nitriet kunnen testen door azo dyes te syntheseren. Door met een bekende hoeveelheid zuiver NaNO2 dezelfde synthese uit te voeren kun je een stock oplossing maken waarmee je je eigen batch kunt vergelijken op kleurverschil ('extinctie').

Ik heb het stuk op sciencemadness niet gelezen, maar NOHSO4 maken met onzuiver NaNO2 zou ik niet doen. Elke onzuiverheid in de vorm van nitraat zal salpeterzuur vormen wat je bij toevoegen van je alcohol een aardige runaway kan opleveren.

Tevens hoef je denk ik niet zo heel veel water toe te voegen, dat laat de reactie een stuk sneller verlopen vermoedt ik, hydrolyse remt de reactie enorm af. Misschien dat je de temperatuur op kunt laten lopen nét tot dat de salpeterige zuur begint te dissoproportioneren, ook dat vergroot de reactiesnelheid aanzienlijk omdat je het evenwicht te andere kant opschuift door energie "toe te voegen".

Thermodynamica en reactiekinetiek zijn niet dezelfde dingen. Slechts de concentraties reactant bepalen via de evenwichtsconcentratie-breuk in welke richting de netto reactie zal verlopen. Veranderen van de temperatuur versnelt wel de benodigde tijd voor het bereiken van dit evenwicht, maar niet de evenwichtsligging zelf.

[pdfbq]

Zoals je op de foto kan zien heb je een soort emulsie geoogst. Ik zou dit zelf bewaren en kijken of ie 'uitzakt'. Als je het weggooit loopt je de kans een aardige hoeveelheid IPN mee te spoelen!

Die troebelheid ontstond al toen ik demi water bij mijn geconcentreerde NaNO2 oplossing deed wat ik op zich wel vreemd vond. Mijn theorie is dat in het demi water wat CO2 opgelost zat dat reageerde met de loodvervuiling.
Later heb ik de meetcilinder een tijd laten staan maar er veranderde niets meer aan de hoeveelheid isopropylnitriet aan het oppervlak van de cilinder.

Ik heb het stuk op sciencemadness niet gelezen, maar NOHSO4 maken met onzuiver NaNO2 zou ik niet doen. Elke onzuiverheid in de vorm van nitraat zal salpeterzuur vormen wat je bij toevoegen van je alcohol een aardige runaway kan opleveren.

Er wordt bedoeld om droog SO2 te bubbelen door HNO3 en hier dan de isopropylnitriet mee te maken. Dit als vervanging voor het vieze Pb NaNO3 proces.