2-甲基-2-丁醇的制备预习实验报告及思考题

1、2-甲基丁醇的制备预习实验 报告及思考题 2- 甲基 -2- 丁醇的制备 . 实验目的 1学习格氏试剂的制备和应用。 2初步掌握低沸点易燃液体的处理方法。 3继续熟练掌握蒸馏、回流及液态有机物的洗 涤、干燥、分离技术。 二实验原理 2- 甲基-2- 丁醇是一种常见的叔醇，常温下 为无色液体，有类似樟脑气味。微溶于水，与乙 醇、乙醚、苯、氯仿、甘油互溶。易燃，易发生 消除反应。实验室中常用 Grignard 试剂合成。 用作溶剂和有机原料， 生产药物、 香料、增塑剂、 浮选剂等。 卤代烷在无水乙醚中与金属镁发生插入反 应生成烷基卤化镁， 生成的烷基卤化镁与酮发生 加成水解反应，得到叔醇。 反应必

2、须在无水和无氧条件下进行。因为 Grignard 试剂遇水分解，遇氧会继续发生插入 反应。所以，本实验中用无水乙醚作溶剂，由于 无水乙醚的挥发性大， 可以借乙醚蒸汽赶走容器 中的空气，因此可以获得无水、无氧的条件。 Grignard 试剂生成的反应是放热反应，因此应 控制溴乙烷的滴加速度， 不宜太快， 保持反应液 微沸即可。 Grignard 试剂与酮的加成物酸性水 解时也是放热反应，所以要在冷却条件下进行。 三实验准备 1.仪器 250 mL 三口烧瓶，球形冷凝管，直形冷凝管， 恒压滴液漏斗，分液漏斗，干燥管， 50mL 圆底烧瓶，蒸馏头，温度计（ 200）， 温度计 套管，支管接引管，锥形

3、瓶，量筒，烧杯，旋转 蒸发仪，电动搅拌器。 2.试剂 溴乙烷 10 mL （0.13mol） ， 金属镁 1.8g （0.074mol） ，无水丙酮 5 mL （0.068mol） ，无水 乙醚 23 mL ，乙醚、碘、浓硫酸、无水碳酸钾、 10碳酸钠溶液。 3.物理常数 药品名称 分子量 用量（ ml ） 熔点（） 沸点（） 溶解度 溴乙 108 10 -119. 38.4 微溶于水，与其他 烷 .97 3 有机溶剂混溶 无水 74. 23 -116. 34.6 微溶于水，溶于多 乙醚 12 2 数有机溶剂 3 无水 58. 5 -94 56 与水混溶，可混溶 丙酮 08 于多数有机溶剂 四

4、实验仪器及操作说明 一磁力搅拌装置 制备格氏试剂须在干燥条件下进行， 本实验采用 磁力搅拌下的回流装置， 并在球形冷凝管的上口 安装干燥管。 二萃取 萃取是有机化合物分离与提纯常用的一种实验 或生产技术。它是利用某一化合物在两种不相溶 的溶剂中溶解度的不同， 使该物质从一种溶剂转 移至另一种溶剂， 以到达分离和提纯的目的。 萃 取既可以从多组分的混合物中提取出需要的产 物纯品，也可以借以除去少量的杂质以达到纯化 产品的目的。 液- 液萃取有机溶剂的选择： 与原溶剂不相溶； 与原溶剂密度差相对较大； 被萃取的有机物 在该有机溶剂中溶剂度较大；化学稳定性好； 易于与被萃取物分离；无毒性、不易燃。根

5、 据分配定律，用相同量的溶剂， 分几次萃取要比 一次萃取效率高。因此，一般情况下，分 24 次 萃取，就可以把绝大部分被萃取物萃取出来。 在实验中，往往因为强烈摇振分液漏斗而发生乳 化现象。 为了破坏乳化现象， 通常可以采取以下 措施：一是盐析； 二是遇碱性溶液乳化时可以加 入少量稀硫酸或乙醇； 三是增加有机层的相对密 度；四是将乳液静置较长时间。 三旋转蒸发仪 组成：旋转蒸发仪可用来回收、蒸发有机溶剂。 它由一台电机带动可旋转的蒸发器 （一般用茄形 瓶或圆底烧瓶）、冷凝管、接收瓶等组成。 原理：由于蒸发器在不断旋转， 可免加沸石而不 会暴沸，同时，液体附于壁上形成了一层液膜， 加大了蒸发面积

6、，使蒸发速度加快。 注意：减压蒸馏时，当温度高、真空度高时瓶 内液体可能会暴沸。此时，及时转动插管开关， 通入冷空气降低真空度即可。对于不同的物料， 应找出合适的温度与真空度，以平稳地进行蒸 馏。停止蒸发时，先停止加热，再放空，最后 停止抽真空。 若烧瓶取不下来， 可趁热用木槌轻 轻敲打，以便取下。 旋转蒸发仪 磁力搅拌回 （一）乙基溴化镁的制备 1搭好装置，要求搅拌器转 动灵活。 本实验要求无水， 玻璃仪器必须预先烘 干。 2在 250 mL 三口烧瓶中放入 1.8g 洁净干燥的 镁带（剪成约 0.5cm 小段）和 10 mL 无水乙醚； 在滴液漏斗中加入 8.0mL 无水乙醚和 10mL

7、溴 乙烷，摇匀。 3开动搅拌，从滴液漏斗往三口烧瓶内滴加约 57 mL 溴乙烷与乙醚的混合液。 4当溶液微微沸腾，颜色变成灰色浑浊时，表 明反应已经开始。 判断反应开始： 有气泡烧瓶发热溶液变黑 反应长时间不开始： 用手掌将烧瓶温热或用温水 浴温热，也可投入一小粒碘（注意：反应还没有 开始却加入大量溴乙烷， 在反应时会太剧烈， 无 法控制） 5确认反应已经开始后，慢慢滴加溴乙烷与乙 醚的混合液， 调整滴加速度， 使反应瓶内保持缓 缓沸腾。 滴加混合液要控制好速度，防止乙醚冲出。 若反应剧烈，应暂停滴加，并用冷水稍微冷却。 6滴加完毕，待反应缓和后，小火加热回流， 约 30min 后，镁几乎反应

8、完毕，格氏试剂制好 备用。 （二） 2-甲基-2- 丁醇的制备 7乙基溴化镁溶液用冷水浴冷却，在搅拌下缓 慢滴加 5.0mL 无水丙酮与 5.0 mL 无水乙醚的混 合液（会产生白色沉淀） 。滴加完毕后，在冷却 下继续搅拌 5min。 8在搅拌与冷却下， 小心滴加预先配好的 3.0mL 浓硫酸和 45mL 水的混合液。 反应剧烈，先生成白色沉淀，后沉淀又溶解，刚 开始滴加要慢，可逐渐加快。 9混合液倒入分液漏斗，分层。保留水层，醚 层用 15 mL10%碳酸钠溶液洗涤。分出醚层保留。 碱层与原先保留的水层合并，每次用 6 mL 乙醚 萃取，共萃取二次， 萃取所得醚层均并入原先保 留的醚层。 1

9、0合并后的醚层加入无水碳酸钾干燥，加塞， 振摇，至澄清透明。 11干燥后的液体用 旋转蒸发仪 蒸出溶剂。 12、残留液倒入 50 mL 圆底烧瓶，加 2 粒沸石， 蒸馏收集 100104馏分，得 2-甲基-2- 丁醇。 量体积，回收，计算产率。 六注意事项 1所有的试剂及反应用仪器必须充分干燥。 溴 乙烷事先用无水 CaCl2 干燥并蒸馏进行纯化。 丙 酮用无水 K2CO3干燥亦经蒸馏纯化， 所用仪器在 红相中烘干。 2要严格控制溴乙烷的滴加速度。 镁与溴乙烷 反应时放出的热量足以使乙醚沸腾， 根据乙醚沸 腾的情况，可以判断反应的剧烈程度， 滴加太快， 反应液从冷凝管上端冲出。 3制备的乙基溴

10、化镁溶液不能久放 ，应紧接着 做下面的加成反应。 因为它和空气中的氧、 水分、 二氧化碳都能起作用。 4粗产品干燥要彻底。 2- 甲基-2- 丁醇能与水形 成恒沸混合物，沸点为 87.4 。如果干燥得不 彻底，就会有相当量的液体在 95以下被蒸出， 这部分作为前馏分去掉而造成损失。 5蒸馏乙醚的注意事项： （ 1）绝对禁止明火加 热；（2）接受瓶用冷水浴冷却；（3）支管接引管 的支管口连一橡皮管引到室外或引入到下水道， 靠流动的水将未冷凝的乙醚蒸气带走。 （本实验 可练习用 旋转蒸发仪 蒸出乙醚，但要注意旋蒸时 真空度不要太高， 以免所有乙醚都抽走， 不能冷 凝下来。） 七思考题 1在制备格氏

11、试剂和进行亲核加成反应时，为 什么使用的药品和仪器均须绝对干燥？ 格氏试剂遇水分解，遇氧会继续发生插入反应。 而反应产物 2- 甲基-2- 丁醇能与水形成恒沸混合 物，沸点为 87.4 。如果干燥得不彻底，就会 有相当量的液体在 95以下被蒸出，这部分作 为前馏分去掉而造成损失。 2反应若不能立即开始，应采取哪些措施？如 果反应未真正开始， 却加进了大量的溴乙烷， 有 什么不好？ 用手掌将烧瓶温热或用温水浴温热， 也可投入一 小粒碘起到催化作用。 反应未开始就加进了大量的溴乙烷会导致在反 应真正发生时太过剧烈，无法控制。 3迄今在你做过的实验中，共用过哪几种干燥 剂？试述它们的作用及应用范围， 为什么本实验 得到的粗产物不能用氯化钙干燥？ 10 氯化钙可以和乙醇络合， 也能和产物络合， 所以 不能用氯化钙干燥。 在做过的实验中主要用到氯化钙。 氯化钙干燥速 度快，能再生，脱水温度 473K。一般用以填充 干燥器和干燥塔， 干燥药品和多种气体。 不能用 来干燥氨、酒精、胺、酰、酮、醛、酯等。 干燥剂分类： 酸性干燥剂：浓硫酸、五氧化二磷、硅胶，用于 干燥酸性或中性气体， 其中浓硫酸不能干燥硫化 氢、溴化氢、