实验七正溴丁烷的制备指导书

1、实验七正漠丁烷的制备Experiment 7 Preparati on of n-bromobutane计划学时：6学时实验目的1、学习以澳化钠、浓硫酸和正丁醇反应制备正漠丁烷的原理与方法。2、掌握回流反应及气体吸收装置的安装和使用。实验重点卤代坯的制备方法实验难点正浣丁烷粗产物的提纯：即分步多次洗涤和简单蒸懈。教学内容一、实验原理卤代烷制备中的一个重耍方法是rfl醇和氢卤酸发牛亲核取代 (nucleophilic substitutionreacti on)來制备。反应一？般在酸性介质中进行。实验室制备止澡丁烷是用止丁醇与氢渓酸反 应 制备，由于氢漠酸是一种极易挥发的无机酸，因此在制备时采用

2、漠化钠与硫酸作用产生氢浪酸直接参与反应。在该反应过程中，常常伴随消除反应和重排反应的发牛。该反应方程式为：(插入讲解反应机理)NaBr + H2SO4HBr + NaHS04n-C4H9OH + HBr ? n -C4H9Br + H2O副反应：n-C4H9OH H?S° 4 ? n-C4H8 + 出02n-C4H9OH ? C4H9OC4H9 + H2O2HBr + H 2SO4 Br2 + S02 + 2H2O二、实验仪器及药品仪器:100 mL的圆底烧瓶、球形冷凝管、长颈玻璃漏斗、烧杯等所需药品：7.4 g (9.2 mL, 0.10 mol)正丁醇(M = 74.12), 1

3、3 g (约 0.13 mol)无水 渙化钠(M= 102.89),浓硫酸，饱和碳酸氢钠溶液，无水氯化钙三、实验步骤1、投料在圆底烧瓶中加入10 mL水，再慢慢加入14 mL浓硫酸，混合均匀并冷至室温后，再 依次加入9.2 mL正丁醉和13 g漠化钠，充分振荡后加入儿粒沸石。(硫酸在反应中与漠化 钠作用生成红滉酸，红浣酸与正丁醇作用发生取代反应生成正浣丁烷。硫酸用量和浓度过大，会加大副反应进行；若硫酸用量和浓度过小，不利于主反应的发牛，即氢漠酸和止澳丁烷的生成） 投料注意事项：（1） 加料顺序不能颠倒。应先加水，再加浓硫酸，依次是醇，NaBr。加水的目的是：减少 HBr 的挥发；防止产生泡沫；

4、降低浓硫酸的浓度，以减少副产物的生成。（2）在此过程中要不断的摇晃，水中加浓硫酸时振摇，是防止局部过热；加正丁醇时混匀 , 是防止局部炭化；加 NaBr 时振摇，是防止 NaBr 结块，影响 HBr 的生成。2、加热回流 在烧瓶上装上冷凝管，并在冷凝管上接一个气体吸收装置，用电热套加热回流 lh 。 注意：在回流过程中要不断的摇动烧瓶。因为是两相反应，通过摇动增加反应物分子的接 触几 率。3、分离粗产物待反应液冷却后， 改回流装置为蒸憾装置 （用直形冷凝管冷凝） ，蒸出正滉丁烷粗产品。 注 意：判断粗产物是否蒸完。判断的标准：a、僻出液由浑浊变澄清；b、蒸馅烧瓶内油层（上层）消失 ;c、取几滴

5、馆出液，加少量水摇动，如无油珠，表示已蒸馆完毕。4、粗产物的洗涤和干燥将饰出液移至分液漏斗中，加入等体积的水洗涤（山于止泱丁烷的密度大于水，固产物 在 下层），静置分层后， 将产物转入另一干燥的分液漏斗中， 用等体积的浓硫酸洗涤 （除去 粗产物 屮的少量未反应的正丁解及副产物正丁瞇、 1 丁烯、2丁烯。尽量分去硫酸层（下层）。 冇 机相依次用等体积的水（除硫酸）、饱和碳酸氢钠溶液（中和未除尽的硫酸）和水（除残留的碱）洗涤后，转入干燥的锥形瓶中，加入 I 2g的无水氯化钙干燥，间歇摇动锥形瓶，直到液体 清亮为止。注：（1）止丁醇和止渙丁烷可形成共沸物（°含止丁醇13%），故必须除净止丁

6、醇。（ 2）无水氯化钙干燥时，不仅可除去水分，还可除去醇类，因为醇类化合物（特别是低 级 醇）可与氯化钙作用牛成结晶醇而不溶于有机溶剂。本步注意事项：（ 1 ） 蒸係粗品正漠丁烷厉，残余物应趁热倒出后洗涤，以防止结块厉难以洗涤。（ 2） 帼出液要充分洗涤，分液时要干净彻底（分除水相），注意产物是在上层还是在下层。 各步洗涤顺序不能颠倒，应正确判断产物相。5、收集产物将干燥好的产物移至小蒸佛瓶中，在石棉网上加热蒸饰，收集99-103°C 的佛分。四、实验步骤流程图依次加入10 mL水，1A mL沁臟.9.2 mLiITW， 13泯化讷丄、 蒸饰4洗涤耐堆ITT刎11mil話嬴山诙物尢灯

7、化钙閒rc flux,0 h再用1 OnL水i别徐去残余硫酸改为第沂蒸需罠冃0：OrrL水洗涤除2出Br» 旦S少hMlOmL水洗徐NW像d钠10mL饱和碳昭钠 "1步除玄備酸打10mL浓硫酸加条除去未反 应的上J '醇及副巴物心J陥A得咖出液五、为了提高产率，所采取的措施有:1、浓硫酸过量，其作用冇:（1）(3)(4)吸收反应屮生成的水，使使醇疑基质子化，容易离去；使反应中牛成的水质子化，阻止卤代烷通过水的亲核进攻变回原來的醇 但是硫酸的存在易使醇牛:成烯或醸等副产品，因而要控制硫酸的加量。HBr保持较高的浓度，加速反应的进行;2、増加NaBr的用量，使平衡右移。

8、3、通过回流，使反应完全。4、加少暈水，降低浓硫酸浓度，以减少副产物六、主要试剂及产品的物理常数（文献值）名称性状進熔he淋：C溶解度：g/100mL溶剂水醇正丁醇74.12液1399310.80-892117.77.920SS正漠丁烷137.02液1.48931.299-11.4101.6不溶SS七、实验结束厉计算该介成反应的产率八、思考题1酯化反应有什么特点？2为什么要慢慢分批加入浓硫酸？3为什么开始反应时反应液分为三层，每一层是什么物质4洗涤时，各步产品在哪层？5为什么在昆明，产品的收集温度是 92-94 C?6 p641,2, 37 预习 p71 乙酸乙酯的制备 参考文献：1、 冇机化

9、学实验，兰州大学、复旦大学化学系冇机化学教研室编著，高等教育出版社2、 基础有机化学实验，李明、李国强，杨丰科主编，化学工业出版社。3、曾昭琼主编有机化学实验（第二版）4、周科衍吕俊民主编有机化学实验（第二版）5、黄涛主编有机化学实验（笫一版）6、谷亨杰主编冇机化学实验（第一版）微波辐射合成正漠丁烷Synthesis of n-bromobutane under microwave教学目的（1）了解微波辐射下合成正漠丁烷的原理；（2）学习微波加热技术合成疋漠丁烷的实验操作方法。教学内容一、实验原理卤代烷可通过多种方法和试剂进行制备，如烷坯的自由基卤代和烯坯与氢卤酸的亲电加 成 反应等，但因产生

10、的异构体混介物难以分离。实验室制备卤代烷最常用的方法是将结构对 应的 醇通过亲核取代反应转变为卤代物，常用试剂冇卤化红，三卤化磷，氯化亚矶。本实验是微波加热条件下利用正丁醇与漠化氢反应制备正漠丁烷，反应式如下：NaBr+H 2SO4HBr +NaHSO411-C4H9OH+ HBr n-C4H9B叶H2O微波的作用可以在两方面给出解释：（1）极性分子在微波辐射作用下，分子按照电磁波 的方向做调整，但其速度慢，导致分了间的摩擦，能快速达到高温。极性的改变引起电 子云分布的改变，对有些反应能起到降低能垒的作用。所以，微波加热具有三个特点：（1）在大量离子存在时能快速加热；（2）快速到达反应 温度；（3）分子水平意义上的搅拌、耗时惩、能耗低而效率高。二、实验仪器及试剂仪器：烧杯200 mL 1个、100 mL 1个、25 mL圆底烧瓶、微型直型冷凝管、球型冷凝管，100Ow家用微波炉药品：1.5 mL浓硫酸、4.6mL乙醇、2.9 mL冰醋酸、饱和碳酸氢钠、无水氯化钙、饱和氯化钠三、实验基本流程依7幻川2K、神敘、 iirWs澳化钠microwaverefluxJ 5 minmicro wave distillatio