实验四 2-甲基-2-己醇的制备

实验四、2-甲基-2-己醇的制备一、实验目的1 了解Grignard试剂制备方法及其在有机合成中的应用。2 掌握制备格氏试剂的基本操作。3 巩固回流、萃取、蒸馏等操作技能。二、实验原理卤代烷烃与金属镁在无水乙醚中反应生成烃基卤化镁RMgX，称为Grignard试剂。G试剂能与羰基化合物等发生亲核加成反应，产物经水解后可得到醇类化合物。本实验以1-溴丁烷为原料、乙醚为溶剂制备Grignard试剂，而后再与丙酮发生加成、水解反应，制备2-甲基-2-己醇。反应必须在无水、无氧、无活泼氢条件下进行，因为水、氧或其它活泼氢的存在都会破坏Grignard试剂。三、试剂与仪器试剂：3.1g（0.13mol）镁条，17g（13.5ml，约0.13mol）正溴丁烷，7.9g（10ml，0.14mol）丙酮，无水乙醚（自制），乙醚，10%硫酸溶液、 5%碳酸钠溶液、无水碳酸钾。仪器：装置图如下：四、实验步骤： 1. 正丁基溴化镁的制备 按实验装置图装配仪器（所有仪器必须干燥）。向三颈瓶内投入 3.1g 镁条、 15ml 无水乙醚及一小粒碘片；在恒压滴液漏斗中混合13.5ml正溴丁烷和15ml 无水乙醚。 先向瓶内滴入约5ml混合液，数分钟后溶液呈微沸状态，碘的颜色消失。若不发生反应，可用温水浴加热。反应开始比较剧烈，必要时可用冷水浴冷却。 待反应缓和后，至冷凝管上端加入25ml无水乙醚。开动搅拌（用手帮助旋动搅拌棒的同时启动调速旋纽，至合适转速），并滴入其余的正溴丁烷无水乙醚混合液，控制滴加速度维持反应液呈微沸状态。滴加完毕后，在热水浴上回流 20min ，使镁条几乎作用完全。 2. 2甲基2己醇的制备 将上面制好的 Grignard 试剂在冰水浴冷却和搅拌下，自恒压滴液漏斗中滴入10ml丙酮和15ml无水乙醚的混合液，控制滴加速度，勿使反应过于猛烈。加完后，在室温下继续搅拌 15min （溶液中可能有白色粘稠状固体析出）。将反应瓶在冰水浴冷却和搅拌下，自恒压滴液漏斗中分批加入100ml10% 硫酸溶液，分解上述加成产物（开始滴入宜慢，以后可逐渐加快）。待分解完全后，将溶液倒入分液漏斗中，分出醚层。水层每次用25ml乙醚萃取两次，合并醚层，用30ml5% 碳酸钠溶液洗涤一次，分液后，用无水碳酸钾干燥。 装配蒸馏装置。将干燥后的粗产物醚溶液分批滗入小烧瓶中，用温水浴蒸去乙醚，再在石棉网上直接加热蒸出产品，收集137141 馏分。 五、注意事项1. 镁屑不宜长期放存。长期放存的镁屑，需用5%的盐酸溶液浸泡数分钟，抽滤后，依次用水、乙醇、乙醚洗涤，干燥。2. 本实验采用简易密封。也可用磁力搅拌替代电动搅拌。3. 本实验所用仪器、药品必须充分干燥。1-溴丁烷用无水CaCl2干燥并蒸馏纯化，丙酮用无水K2CO3干燥并蒸馏纯化。仪器与空气连接处必须装CaCl2干燥管。4. 注意控制加料速度和反应温度。5. 使用和蒸馏低沸点物质乙醚时，要远离火源，防止外泄，注意安全。六、问题讨论1. 实验中，将Grignard试剂与加成物反应水解前各步中，为什么使用的药品、仪器均需绝对干燥？应采取什么措施？答：由于格氏试剂化学性质活泼，反应体系应避免有水、氧气和二氧化碳的存在，因此实验前所用的仪器应全部干燥，试剂要经过严格无水处理。进行实验时，装置的安装及试剂的量取动作都应快捷，迅速，并注意防湿气侵入！乙醚必须事先经无水处理；正溴丁烷事先用无水氯化钙干燥并蒸馏纯化；丙酮用无水碳酸钾干燥，亦经蒸馏纯化。反应过程中冷凝管上必须装带有氯化钙的干燥管。2. 反应若不能立即开始，应采取什么措施？答：反应是否引发可从以下现象判断：反应液是否由澄清变混浊，是否有白色沉淀物产生。引发的措施有：a.加热，但温度不能太高，保持有微小气泡缓慢产生即可。b.加碘，芝麻粒大小即可。c.加入少许格氏试剂。若5分钟反应仍不开始，可用温水浴，或在加热前加入一小粒碘引发。若开始时正溴丁烷局部浓度较大，易于发生反应，故搅拌应在反应开始后进行，必须等反应引发后才能搅拌和滴加混合液！反应结束时，可能有镁条未反应完全，但对后续实验操作没有影响。3. 实验中有哪些可能的副反应？应如何避免？ 答：由于格氏试剂化学性质活泼，反应体系应避免有