苯甲醇的绿色合成及性质检测

苯甲醇的绿色合成及性质检测

1853年，发现不含-h的乙酰胺能在浓碱条件下产生自己的氧化还原反应，即colite反应。目前大多数教材采用苯甲醛在浓碱条件下，用力振荡成白色糊状，放置24h(作为本科实验，通常将反应物放置一周),加水，加热搅拌至溶解，用乙醚萃取苯甲醇，经饱和亚硫酸氢钠溶液和10%的碳酸钠溶液洗涤，硫酸镁干燥后水浴蒸馏出乙醚，然后直接加热收集198～204℃的馏分，即苯甲醇；在经乙醚萃取后收集的水相中加入浓盐酸调节pH=2,冰水浴冷却析出白色晶体，抽滤并干燥后得到苯甲酸为了缩短反应时间，提高产率，减少苯甲醛用量，尽量避免使用危险管制类试剂，提高实验综合性，我们改进了该实验，使其更加适合于考试实验。1苯甲醇和苯甲酸的合成(1)学习用Cannizzaro反应制备苯甲醇和苯甲酸的原理和方法。(2)学习使用研磨法合成苯甲醇和苯甲酸。(3)巩固蒸馏、重结晶、萃取、抽滤、薄层色谱和柱色谱技术。2苯甲醇的分离苯甲醛在氢氧化钠作用下，研磨发生氧化还原反应，生成苯甲醇和苯甲酸钠。反应混合物加水溶解后，用盐酸调节pH至弱碱性，乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯层经洗涤、干燥、减压蒸馏和柱色谱分离得到苯甲醇；水层进一步酸化后得到苯甲酸，反应方程式如下：苯甲醛在空气中容易被氧化成苯甲酸，该实验可能的副反应方程式如下研磨法是固相有机合成的一个重要方法，其特点为条件温和、操作简单、环境友好，是一种较理想的合成方法3检测仪器和检测方法仪器：研钵、烧杯、薄层色谱板、色谱柱、分液漏斗、锥形瓶、圆底烧瓶、紫外分析仪、旋转蒸发仪、循环水式真空泵、显微熔点仪、折射仪等。试剂：苯甲醛、氢氧化钠、饱和亚硫酸氢钠、10%碳酸钠、无水硫酸镁、200～300目硅胶、石油醚、乙酸乙酯等。44.1研磨法：苯甲醛法在研钵中加入3.2g颗粒状的氢氧化钠，研磨成粉末，然后加入5.0mL苯甲醛，继续研磨10min。然后转入烧杯，加入15mL水，加热搅拌至溶解4.2浓盐酸调节ph上述水溶液冷却后，加入浓盐酸调节pH至8(使用盐酸约3.5mL)4.3苯甲醇的分离纯化将有机相转入分液漏斗，用5mL饱和亚硫酸钠洗涤一次，然后用5mL10%的碳酸钠洗涤一次，分别收集水相和有机相，TLC(石油醚∶乙酸乙酯=4∶1)监测水相和有机相，用无水硫酸镁干燥有机相，过滤，用旋转蒸发仪减压蒸馏除去乙酸乙酯得到苯甲醇粗产物。然后采用柱色谱纯化，固定相为200～300目的硅胶，先用石油醚∶乙酸乙酯=8∶1的流动相分离出杂质(未反应的苯甲醛),然后用乙酸乙酯分离出纯的苯甲醇(TLC监测，石油醚∶乙酸乙酯=4∶1),取少量样品测折光率。4.4苯甲酸的含量测定搅拌下，在4.2收集的水相中滴加浓盐酸至pH=2(使用浓盐酸约3.5mL),然后放入冰水浴中冷却，抽滤，将滤饼用水重结晶，抽滤并干燥后得到纯的苯甲酸(TLC监测，石油醚∶乙酸乙酯∶乙酸=60∶20∶1),取少量样品测试熔点。55.1tlc检测的结果在研钵中加入氢氧化钠和苯甲醛，立即放热，研磨后变成浅黄色蜡状固体。加水溶解后得黄色透明溶液，滴加盐酸调节pH=8,溶液依然透明(如果不慎加入过量的酸，导致pH过低，将析出苯甲酸固体，此时需要适量添加氢氧化钠调节pH至固体溶解)。TLC监测发现反应生成苯甲醇(R改进后的合成方法使用原料少，更加绿色环保，反应时间短，能够在一次实验课完成；避免将反应瓶长时间放置导致苯甲醛被氧化，产生过量的苯甲酸；通过TLC检测，可以发现反应不彻底，有少量原料未参与反应。5.2萃取有机相中的甲醇采用20mL乙酸乙酯分三次萃取后，TLC监测发现苯甲醛和苯甲醇全部被萃取到有机相中。改进后的方法用乙酸乙酯代替乙醚作为萃取剂，避免使用管制类试剂，同时采用TLC监测，3次萃取后苯甲醇和苯甲醛全部在有机相中，不需要再次萃取。5.3苯甲醇的纯化将有机相用饱和亚硫酸氢钠和10%的碳酸钠洗涤后，TLC监测发现水相中含有苯甲醛，同时含有少量苯甲醇，而有机相主要为苯甲醇，同时含有少量苯甲醛，洗涤除去了大部分的苯甲醛杂质，同时也损失了少量苯甲醇产物，说明要得到纯的苯甲醇，不能仅依靠洗涤。将有机相采用旋转蒸发仪减压蒸馏后得到2.10g浅黄色粗产物。柱分离后得到1.90g无色透明液体，即苯甲醇，产率：71.7%。改进后的方法采用TLC监测发现采用饱和亚硫酸氢钠洗涤可以除去大部分苯甲醛，但是不能彻底除完，需要进一步纯化处理。研究发现采用蒸馏法来提纯存在缺陷，苯甲醇溶液在加热过程中，两分子苯甲醇快速发生分子间脱水转化成二苄醚，苯甲醇逐渐减少直至最后消失，导致苯甲醇产率低，而在较低温度下，苯甲醇难发生分子间脱水成醚反应5.4苯甲酸的合成在水相中滴加盐酸，立即析出白色固体，冰水浴冷却促进固体析出，抽滤得到白色苯甲酸粗产物，重结晶后TLC检测(R改进后的方法增加了TLC检测产物，苯甲酸含有酸性基团，展开剂中滴加乙酸，防止拖尾现象。5.5全熔产物的纯度显微熔点仪测定实验所得苯甲酸熔点，初熔：121.9℃,全熔：122.8℃,与文献值122.4℃接近，同时熔程较短，说明产物纯度较高；阿贝折射仪测定实验所得苯甲醇折光率：1.5345,测试温度为：19℃,校正后折光率为：nD6发酵剂提取乙酸乙酯(1)Cannizzaro反应、安息香缩合反应及羟醛缩合反应的区别是什么?(2)反应物溶解后，采用盐酸调节pH=8,然后再用乙酸乙酯萃取，调节pH的目的是什么?加入盐酸过少或过多的影响是什么?(3)采用饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤乙酸乙酯层的目的是什么?写出相关反应方程式。若洗涤时出现较多固体，则需要过滤后才用10%的碳酸钠洗涤，为什么?写出相关反应方程式。7苯甲醇的合成改进后的实验采用研磨法合成，乙酸乙酯萃取分离苯甲醇和苯甲酸粗产物，柱色谱分离纯化苯甲醇，薄层色谱应用于监测反应、萃取及分离纯化，分别用显微熔点仪和折光仪测定实验所得苯甲酸的熔点及苯甲醇的折