乙酰乙酸乙酯的制备(一)

化学与环境学院 有机化学实验报告 实验名称实验名称 乙酰乙酸乙酯的制备 一 乙酰乙酸乙酯的制备 一 实验目的 1 了解乙酰乙酸乙酯的制备原理和方法 加深对 Claisen 酯缩合反应 原理的理解和认识 2 熟悉在酯缩合反应中金属钠的应用和操作 3 掌握无水操作 萃取等操作 实验原理 包括反应机理 1 含有 H 的酯在碱性催化剂存在下 能和另一分子酯发生缩合反 应生成 酮酸酯 这类反应称为 Claisen 酯缩合反应 乙酰乙酸乙酯 就是通过这个反应制备的 反应式 Na CH3COCH2 CO2C2H5 C2H5ONa HOAc CH3COCH2 CO2C2H5 NaOAc 2CH3CO2C2H5 反应机理 CH3COC2H5 O OC2H5CH2COC2H5 O C2H5OH CH3COC2H5 O CH2COC2H5 O CH3C O OC2H5 CH2COC2H5 O CH3COCHCOOC2H5 Na CH3COOH CH3COCH2COOC2H5 CH3COONa 2 通常以酯及金属钠为原料 并以过量的酯为溶剂 利用酯中含有 的微量醇与金属钠反应来生成醇钠 随着反应的进行 由于醇的不 断地进行下去 直至金属钠消耗完毕 但作为原料的酯中含醇量过高又会影响到产品的得率 故一般要求 酯中含醇量在 3 以下 主要试剂及物理性质 仪器装置 1 主要仪器 回流冷凝管 圆底烧瓶 2 实验装置 回流装置 实验步骤及现象 实验步骤实验现象 名称分子量熔点 沸点 外观 邻二甲苯106 17 25 18144 4无色透明液体 乙酸乙酯88 12 83 677 1无色透明液体 金属钠22 9997 82881 4银白色有金属光泽固体 乙酰乙酸 乙酯 130 15 45180 4 无色或微黄色透明液体 醋酸60 0516 6117 9无色液体 苯78 15 580 1无色透明易挥发液体 1 将 0 9g 约 0 04mol 清除掉表面氧化 膜的金属钠放入一装有回流冷凝管的 50mL 圆底烧瓶中 立即加入 5mL 干燥的二甲苯 将混合物加热直至金属钠全部熔融 停止 加热 拆下烧瓶 立即用塞子塞紧后包在 毛巾中用力振荡 加热后钠成熔融状态 趁 热摇匀后得到小钠珠 随 着二甲苯逐渐冷却 钠珠 迅速固化 2 待二甲苯冷却至室温后 将二甲苯倾去 立即加入 10mL 约 0 1mol 精制的乙酸乙 酯 迅速装上带有氯化钙干燥管的回流冷 凝管 立即开始反应 用小火直接加热 使反应液处于微沸状态 直至金属钠全部 作用完毕 反应过程中有气泡冒出 随着反应的进行溶液的颜 色逐渐加深 由无色变为 橘红色 刚开始反应时有 白色沉淀产生 后消失 最后溶液变为橘黄色透明 的液体 反应时间为 2h 3 待反应液稍冷后 将圆底烧瓶取下 然 后一边振荡一边不断加入 50 的醋酸 直 至整个体系的 pH 5 加入醋酸后 有黄色沉淀 生成 振荡后沉淀消失 4 将反应液移入分液漏斗中 加入等体积 饱和食盐水 用力振荡后静置 分取有机 层 水层用 8mL 二甲苯萃取 萃取液和酯 层合并后 用无水硫酸钠干燥 加入饱和氯化钠 溶液分 为两层 上层溶液为橘红 色 下层溶液为黄色 实验讨论 1 仪器干燥的作用 金属钠易与水反应生成放出氢气及大量的热 易导致燃烧和爆炸 钠与水反应生成的 NaOH 的存在易使乙酸乙 酯水解成乙酸钠 造成原料耗损 水使金属钠消耗难以形成碳负 离子中间体 导致实验失败 2 摇钠应注意钠珠的颗粒大小 因为钠珠的大小决定着反应的快慢 钠珠越细越好 应呈小米状细粒 否则 应重新熔融再摇 钠珠的 制作过程中间一定不能停 且要来回振摇 使瓶内温度下降不至于 使钠珠结块 3 醋酸加入的量是不是越多越好 答 醋酸不能多加 否则会造成乙酰乙酸乙酯的溶解损失 用醋酸 中和时 若有少量固体未溶 可加少许水溶解 避免加入过多的酸 4 乙酰乙酸乙酯为什么不发生碘仿反应 答 亚甲基受中间羰基影响活性很大 思考题 1 本实验所用仪器未经干燥处理 对反应有何影响 答 第一 加热融化钠时钠会与水反应剧烈 可能会使圆底烧瓶破 裂 第二 在加热过程中 如果有水会有碱生成 此时已有乙酰乙 酸乙脂水太少导致碱的高浓度 这样的话就会有更复杂的产物产生 如 R CH2 COOH 2 加入 50 的醋酸及氯化钠饱和溶液的目的何在 答 由于乙酰乙酸乙酯的亚甲基上的氢活性很强 在醇钠存在时 乙酰乙酸乙酯将转化成钠盐 而成为反应结束时