实验七1-溴丁烷的制备.ppt

实验七 1-溴丁烷的制备,1、掌握1-溴丁烷的合成原理; 1-溴丁烷的合 成装置; 1-溴丁烷的洗涤和纯化方法。,一、实验目的,2、熟悉气体吸收装置和回流反应装置。,3、巩固分馏分离产物操作。,返回,1、重点：蒸馏与分馏的基本原理、装置和 操作。 2、难点：绘制工作曲线以确定各馏分的组 成的方法 。,二、实验重点、难点,返回,三、实验学时,4学时,返回,四、实验原理,制备卤代烃的方法有多种，但实验室制备饱和一元卤代烃最常用的方法为醇与氢卤酸的反应：,例如以此法制备1-溴丁烷，醇用正丁醇，氢卤酸可用市售浓度为7.5%的浓氢溴酸，也可用NaBr与H2SO4的反应来完成：,或：,醇与氢溴酸的反应是一个可逆反应。为了促使平衡向右移动（即生成1-溴丁烷的方向移动），可采取： 增加其中一种反应物浓度的方法； 设法使反应产物离开反应体系的方法； 增收加反应的浓度和减少产物的两种方法并用。 在本实验中，我们采取溴化钠与硫酸过量的方 法来促使平衡向生成1-溴丁烷的方向移动。,因反应中用到浓硫酸，故可能的副反应有：,仪器: 蒸馏装置玻璃磨口仪器、球形冷凝管、圆底烧 瓶50ml、温度计150、锥形瓶50ml、烧杯 400ml、电热套、分液漏斗、10ml、100ml量筒、 电热套、铁架台、铁夹及十字头、铁圈、橡胶 水管、天平,五、仪器、试剂与装置,试剂: 正丁醇 6.2mL (5g, 0.068mol)、溴化钠 （无水） 8.3g(0.08mol)、 浓硫酸（d=1.84） 10mL(0.18mol)、 10%碳酸钠溶液、无水氯化 钙、10%碳酸钠溶液（500ml）、无水氯化钙、 沸石、甘油,返回,装置 :,返回,返回,六、实验步骤,1、无水溴化钠研钵研细后，称取8.3g于50mL 圆底烧瓶中，然后加6.2mL正丁醇和2粒沸石。 2、稀释浓硫酸：取10mL水于100mL三角瓶中，冷 水浴冷却，一边摇荡，一边沿瓶壁缓慢加入 10mL浓硫酸，将浓硫酸稀释。 3、将稀释后的硫酸分批从冷凝管上端加入盛放有 NaBr、正丁醇的烧瓶中。加硫酸时，应充分振 荡烧瓶，使反应物混合均匀。 4、按照图2连接好气体吸收装置，用酒精灯、石 棉网小火加热到沸腾，回流30分钟。,5、将上述反应体系冷却5分钟，御下回流冷凝 管，重新补加12粒沸石，用75弯管连接冷凝 管（见图3）进行蒸馏，直到无油滴蒸出为止。 6、分离、洗涤： 将含有水的粗1-溴丁烷移入分液漏斗中，加 入15mL水洗涤，静置分层（上层水相， 下层油相1-溴丁烷）。打开活塞，将下层 1-溴丁烷放入一干燥的三角瓶内，进行下步 操作。, 浓硫酸洗： 分去水后的粗1-溴丁烷，振荡下分23批缓慢加入总量为 3mL的浓硫酸进行洗涤。因此过程体系入热，故可置于冷 水浴中进行。 将冷却后的1-溴丁烷、硫酸混合物再小心地移入分液漏斗 中，待静置分层后（1溴丁烷d2041.275, H2SO4d2041.84,所以1-溴丁烷处于上层，浓硫酸为下层），分出下层的废酸，倒入指定的废液回收瓶中，交实验室统一处理。 水洗与Na2CO3溶液洗： 分去硫酸后的粗1-溴丁烷层，依次分别用10mLH2O、 5mL10%Na2CO3、10mL水进行洗涤。 注意：每次洗涤后，应先将该步骤中的废液分去后，才能进 行下步洗涤。,返回,7、干燥：粗1-溴丁烷放入干燥的三角瓶中，加入 12g块状无水氯化钙，加盖瓶塞后放置2030min, 放置过程中可间歇振荡三角瓶。（若一次实验课 不能完成此实验，可在此处停下来。） 8、常压蒸馏： 干燥后的1-溴丁烷，通过长颈漏斗（可在漏斗口 处放少许脱脂棉）倒入50mL圆底烧瓶中，再加 12粒沸石，按常压蒸馏装置装好仪器，在石棉 网上用小火加热蒸馏，待馏分温度恒定后，开始 收集主馏分，得无色透明液体。馏分纯净情况下 沸点范围为99102。,七、基本操作,返回,1、由于本实验中有少量HBr从冷凝管上口逸出，故需要对HBr加以吸收。HBr气体，可溶于水，且呈酸性，因而可用水或稀碱液作吸收液（本实验用水）。注意图2中的玻璃漏斗应略微倾斜使漏口一半在水中，一半在水面上，这样，既能防止气体逸出，亦可防止水被倒吸至反应瓶中。 2、本实验关键是加热时要控制火焰温度，使反应瓶中的液体保持微沸。否则，火焰过大，会使较多的HBr气体从冷凝管上口逸出，也会促使浓硫酸将HBr氧化成游离溴，从而降低产率；而火焰过小，则不能给体系提供足够的活化能以保证反应顺利完成。,返回,3、洗涤操作时，正溴丁烷有时在上层，有时在下层。根据相对密度数据判断产物在上层还是在下层。 4、蒸馏，第二次所用的仪器是干燥的，使粗1-溴丁烷充分干燥，从而提高产品质量。,1、将浓硫酸缓慢加入水中，不能将水加入浓硫酸中，否则将会使硫酸溅出，造成人身伤害。稀释硫酸的过程为放热过程，因而稀释后应继续冷却硫酸至室温，然后才能进行下步反应。 2、稀硫酸冷至室温后加入NaBr、正丁醇体系中，需摇匀，正常现象为：上部为无色透明清液，下部为白色粉末。因反应，体系中有少许气泡产生。若加入的硫酸较热，且加入后未摇匀，则放置几分钟后，体系中不断有气泡产生，上部清液由无色透明变为浅棕红色。其原因为：,八、注意事项,3、回流时要用小火，保持液体微沸。否则易使Br-被氧化为Br2，还易使HBr气体逸出反应体系。 4、回流装置拆除后，一定要先补加沸石后再进行常压蒸馏，否则蒸馏过程会发生暴沸。 5、正溴丁烷是否蒸完，可从以下几个方面判断： 蒸出液是否由浑浊变为澄清； 反应瓶上层油层是否消失； 取一试管收集几滴馏出液，加水摇动。观察有无油珠出现。如无，表示馏出液中已无有机物，蒸馏已完成。蒸馏不溶于水的有机物时，常可用此方法检验。,6、馏出液分为两层，通常下层为粗1-溴丁烷（油层），上层为水。若因未反应的正丁醇较多，或因蒸馏过久而蒸出一些氢溴酸恒沸液，则液层的相对密度会发生变化，油层可能悬浮或变为上层。如遇此现象，可加清水稀释使油层下沉。 如水洗后产物尚呈红色，是由于浓硫酸的氧化作用生成游离溴之故，可加入几毫升饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤除去： 7、粗1-溴丁烷中所含的少量未反应的正丁醇也可以用3mL浓盐酸来洗去。使用浓盐酸时，1-溴丁烷在下层。,返回