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文档简介

1、正漠丁烷的合成实验报告正漠丁烷的制备实验一 1-漠丁烷的制备计划学时:5学时一、实验目的:1、学习以漠化钠、浓硫酸和正丁醇制备正漠丁烷的原理与方法;2、练习带有吸收有害气体装置的回流加热操作。二、实验原理:本实验中正漠丁烷是由正丁醇与漠化钠、浓硫酸共热而制得:【反应式】主反应:NaBr + H2SO4n-C4H9OH + HBr可能的副反应:HBr + NaHSO4n-C4H9Br + H2OCH3CH2CH2CH2OH2CH3CH2CH2CH2OH2HBr + H2SO4CH2CH2CH=CH2 + H2O(CH3CH2CH2CH2)2O + H2O 2+ SO2 + 2H2O三、主要原料、

2、产品和副产物的物理常数【试剂】7.5ml(0.08mol)正丁醇,10g(0.10mol)漠化钠,浓硫酸,饱和碳酸氢钠溶液,无水氯化钙四、实验装置:图1五、实验步骤:1、投料在圆底烧瓶中加入10ml水,再慢慢加入12ml浓硫酸,混合均匀并冷至室温后,再依次加入7.5ml正丁醇和10g漠化钠,充分振荡后加入几粒沸石。(硫酸在 反应中与漠化钠作用生成氢漠酸,氢漠酸与正丁醇作用发生取代反应生成正漠丁 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 反应的发生,即氢漠酸和正漠丁烷的生成)2、以电热套为热源,按图1安装回流装置(含气体吸收部分)。(注意防止碱液 被倒吸)3、加热

3、回流在石棉网上加热至沸,调整加热速度,以保持沸腾而又平稳回流,并不时摇动 烧瓶促使反应完成。反应约3040min。4、分离粗产物待反应液冷却后,改回流装置为蒸馏装置(用直形冷凝管冷凝),蒸出粗产物。(注意判断粗产物是否蒸完)。见【注释】(2)5、洗涤粗产物将馏出液移至分液漏斗中,加入10ml的水洗涤(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5ml的浓硫酸洗涤(除去粗产物中的少量未 反应的正丁醇及副产物正丁醚、1一丁烯、2一丁烯。尽量分去硫酸层(下层)。有机相依次用10ml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

4、入12g的无水氯化钙干燥,间歇摇动锥形瓶,直到液体清亮为 止。6、收集产物将干燥好的产物移至小蒸馏瓶中,蒸馏,收集99-103?的馏分。六、实验注意事项:1、投料时应严格按教材上的顺序;投料后,一定要混合均匀。2、反应时,保持回流平稳进行,防止导气管发生倒吸。3、洗涤粗产物时,注意正确判断产物的上下层关系。4、干燥剂用量合理。七、思考题:漠丁烷制备实验为什么用回流反应装置,漠丁烷制备实验为什么用球型而不用直型冷凝管做回流冷凝管,漠丁烷制备实验采用1:1的硫酸有什么好处,4.什么时候用气体吸收装置,怎样选择吸收剂,漠丁烷制备实验中,加入浓硫酸到粗产物中的目的是什么,漠丁烷制备实验中,粗产物用75

5、度弯管连接冷凝管和蒸馏瓶进行蒸馏,能否改成一般蒸馏装置进行粗蒸馏,这时如何控制蒸馏终点八、Kpq 八、,在1-漠丁烷制备实验中,硫酸浓度太高或太低会带来什么结果,习题:1、实验报告2、P.93【思考题】(1)(2)(3)预习:P.105-106正丁醚的制备思考题答案:此反应较慢,需要在较高的温度下、长时间反应,而玻璃反应装置可达到的 最高反应温度是回流温度,所以采用回流反应装置。因为球型冷凝管冷凝面积大,各处截面积不同,冷凝物易回流下来。减少硫酸的氧化性,减少有机物碳化;水的存在增加HBr溶解量,不易逃出 反应体系,减少HBr损失和环境污染。有污染环境的气体放出时或产物为气体时,常用气体吸收装

6、置。吸收剂应该 是价格便宜、本身不污染环境,对被吸收的气体有大的溶解度。如果气体为产物, 吸收剂还应容易与产物分离。除去粗产物中未反应的原料丁醇或溶解的副产物丁烯等。可用一般蒸馏装置进行粗蒸馏,馏出物的温度达到100?时,即为蒸馏的终点,因为1-漠丁烷/水共沸点低于100?,而粗产物中有大量水,只要共沸物都蒸出 后即可停止蒸馏。硫酸浓度太高:会使NaBr氧化成Br2,而Br2不是亲核试剂。2 NaBr + 3 H2SO4(浓)?Br2 + SO2 + 2 H2O +2NaHSO4加热回流时可能有大量HBr气体从冷凝管顶端逸出形成酸雾。硫酸浓度太低:生成的HBr量不足,使反应难以进行。P.93(

7、2)用硫酸洗涤:除去未反应的正丁醇及副产物1, 丁烯和正丁醚。第一次水洗:除去部分硫酸及水溶性杂质。碱洗(Na2CO3):中和残余的硫酸。第二次水洗:除去残留的碱、硫酸盐及水溶性杂质。篇二:正漠丁烷的制备实验报告成绩:老师签名:成绩:老师签名:篇三:有机化学实验报告-1-漠丁烷的制备1,漠丁烷的制备一、实验目的学习由醇制备漠代烃的原理及方法。练习回流及有害气体吸收装置的安装与操作。进一步练习液体产品的纯化方法、洗涤、干燥、蒸馏等操作。二、实验原理卤代烃是一类重要的有机合成中间体。由醇和氢卤酸反应制备卤代烷,是卤代 制备中的一个重要方法,正漠丁烷是通过正丁醇与氢漠酸制备而成的,HBr是一种 极易

8、挥发的无机酸,无论是液体还是气体刺激性都很强。因此,在本实验中采用NaBr与硫酸作用产生HBr 的方法,并在反应装置中加入气体吸收装置,将外逸的HBr气体吸收,以免造成对 环境的污染。在反应中,过量的硫酸还可以起到移动平衡的作用,通过产生更高浓 度的HBr促使反应加速,还可以将反应中生成的水质子化,阻止卤代烷通过水的亲 核进攻返回到醇。主反应 NaBr + H2SO4C4H9OH + HBr副反应C4H9OH2C4H9OHHBr + NaHSO4C4H9Br + H2OC2H5CHCH2+ H2O4H9OC4H9+ H2OBr2 + SO2 + H2OHBr + H2SO醇类、醚类可与浓硫酸作

9、用生佯盐溶于浓硫酸中,故用浓硫酸洗涤 的目的是除录像机,又佯盐遇水分解,必须用干燥漏斗进行此步洗涤(1):C4H9OH +H2SO4C4H9OC4H9 + H2SO4C4H9OH2HSO4C4H94H9HSO4H三、实验药品及物理常数四、实验装置图回流冷凝装置蒸馏装置五、实验步骤(1)在100ml圆底烧瓶中加入15ml水,然后加入18ml浓硫酸(分3-4次加), 摇匀后,冷却至室温,再加入11.2ml正丁醇,混合后加入15g漠化钠(小心加入, 节不可在磨口处留有固体),充分振荡,加入几粒沸石,在烧瓶上装上球形冷凝管 回流(因为球型冷凝管冷凝面积大,各处截面积不同,冷凝物易回流下来),在冷凝 管

10、的上口用软管连接一个漏斗,置于盛水的烧杯中。(2)在石棉网上用小火加热回流半小时(在此过程中,要经常摇动)。冷却后, 改作蒸馏装置,在石棉网上加热蒸中所有的漠丁烷。(3)将馏出液小心地转入分液漏斗,用10ml水洗涤,小心地将粗品转入到另一 干燥的分液漏斗中,用5ml浓硫酸洗涤。尽量分去硫酸层,有机层依次分别用水、 饱和碳酸氢钠溶液和水各10ml洗涤。产物移入干燥的小三角烧瓶中,加入无水气 温化钙干燥,间歇摇动,直至液体透明。将干燥后的产物小心地转入到蒸馏烧瓶 中。在石棉网上加热蒸馏,收集99-103度的馏分,产量约为6-7g(产率约为 52%)。六、实验纯化过程与现象混合物(馏液)(呈淡白色浑

11、浊状)(丁醇、漠丁烷、丁醚、水、漠化氢、漠)上层下层(理论:水、HBr、Br2)(理论:丁烷、漠丁烷、丁醚)(实际:呈淡白色,为无机层)(理论:漠丁烷)(理论:丁醇、丁醚、浓硫酸)(实际:呈淡黄色)(实际:呈深黄 色)上层下层(硫酸、水,呈淡黄色)(漠丁烷)10ml碳酸钠上层下层(理论:硫酸、水)(理论:漠丁烷)(实际:呈淡白色)(实际:呈纯白色浑浊)滤渣滤液(水合氯化钙)(漠丁烷、无色透明)蒸馏正漠丁烷 产品产量:4.2g理论产量:0.12*137=16.44产率4.2/16.44=25%七、讨论理论与实验现象不同的原因及解决措施1、馏出液分两层,通常下层为粗正漠丁烷,上层为水,若反应的正丁

12、醇较多,或因蒸馏过久蒸出一些漠化氢恒沸物,则液层的相对密度发生变化,油层可能悬浮或变为 上层,遇此现象,可加清水稀释使油层下沉(2).3、加料用浓硫酸洗涤粗产品时,一定要事先将油层与水层彻底分开,否则浓 硫酸被稀释而降低洗涤的效果。如果粗蒸时蒸出的HBr洗涤前未分离除尽,加入浓硫酸后就被氧化生成Br2,而使油层和酸层都变为橙黄色或橙红色。在 随后水洗时,可加入少量NaHSO3,充分振摇而除去。Br2+3NaHSO3NaBr+NaHSO4+2SO2+H2O4、加料时,不要让漠化钠粘附在液面以上的烧瓶壁上,加完物料后要充分摇 匀,防止硫酸局部过浓,一加热就会产生氧化副反应,使产品颜色加深。2NaBr+3H2SO4Br2+SO2+2H2O+2NaHSO4扩展5、若不用浓硫酸洗涤粗产物,则在下一步蒸馏中,正丁醇与1-漠丁烷由于可 形成共沸物(b.p. 98.6 0C,含正丁醇13%),难以除去,使产品中仍然含有正丁醇 杂质。6、本实验最后蒸馏收集99,103?的馏分,但是,由于干燥时间较短,水一般除 不尽,因此,水和产品形成的共沸物会在99?以前就被蒸出来,这称为前馏分,不能做 为产品收集,要另用瓶接收,等到99?后,再用事先称重的干燥的锥形瓶接收产 品。

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