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2-甲基-2-丁醇的合成 摘要：Grignard反应、合成、乙基溴化镁、叔戊醇 2-甲基-2-丁醇又名叔戊醇，它作为一种基本有机化工原料有着相当广泛的用途，广泛应用于频呐酮、彩色胶片成色剂、佳乐麝香和粉檀麝香、叔戊基过氧化物、N一苯基氨基甲酸叔戊醇、酰氟基对氧萘酮的制备等行业，同时还可用于回收石油的溶液添加剂与氯化物清洗剂的稳定剂[1]。七十年代中叶，日本研究以2-甲基-2-丁醇为原料合成中间体频那酮获得成功，使一批高附加值的延伸产品问世， 将2-甲基-2-丁醇的深度加工推向一个新的高度。 2-甲基-2-丁醇的合成是有机合成实验中比较经典的传统实验。2-甲基-2-丁醇合成方法有多种，包括以乙炔和丙酮为原料，固体氢氧化钾为催化剂，在液氨介质中，采用釜式反应器合成甲基丁炔醇，还对甲基丁炔醇选用釜式反应器进行液相加氢合成2-甲基-2-丁醇；异戊烯法采用直接水合法和硫酸水台法两种流程，原料是2-甲基-1-丁烯和2-甲基-2-丁烯。但硫酸水合法，对设备腐蚀严重， 废酸较难处理是其缺点，有被直接水合法取代的趋势。直接水台法是用酸性阳离子交换树脂催化剂、在超临界条件下进行的水合反应。反应温度和压力等操作条件与生产仲丁醇的方法相似[2]；此外还有乙烯和丙烯共聚法、丙烯和异丁烯歧化法、异戊二烯选择性加氧法、3-甲基-1一丁烯异构化法等众多合成方法[]。 考虑到传统的2-甲基-2-丁醇合成实验中，所需的试剂量大，时间长，污染大。严重影响了师生的身心健康，张洪权等[]将传统试剂用量减至微量、半微量与之常量进行对比研究，证明二者皆可替代常量实验。 (250mL)。 无水氯化钙、溴乙烷、乙醚、丙酮、硫酸、无水碳酸钠等试剂均为分析纯。 1.2 实验原理 醇在有机化学中应用广泛，不但可以做有机溶剂，而且易于形成卤化物、烯、醚、醛、酮等有机物。实验中醇的制备方法较多，常用的就是采用Grignard反应制备。Grignard试剂的制备是在无水乙醚存在下，卤代烷与金属镁作用后形成的烷基卤化镁。有水存在时，会阻碍卤代烷和镁之间的反应，同时会破坏Grignard试剂而影响产率，Grignard试剂遇水会发生下列分解： 此外，Grignard试剂还可以和具有活泼氢的化合物(醇、羧酸等)发生分解反应。Grignard试剂遇氧后，发生如下反应：。Grignard试剂的制备和后续反应均需在无水、无醇以及无氧的条件下进行，反应体系最好用氮气保护。 Grignard试剂与醛酮反应形成加成物时，在酸性条件下进行水解，如通常采用稀盐酸或稀硫酸以使产生的碱式卤化镁转变成易于水解的镁盐，便于乙醚溶液和水溶液分层。由于水解时放热，故要在冷却下进行。对于遇酸极易脱水的醇，一般采用氯化铵溶液水解。 2-甲基-2-丁醇的合成原理如下； 1.2 实验操作 (1)乙基溴化镁的制备 在250 mL的三颈烧瓶上分别装置搅拌器、回流冷凝管和恒压滴液漏斗，在冷凝管及滴液漏斗的上口装置氯化钙干燥管。瓶内放入3.5g(约0.14mol)镁屑和25 mL无水乙醚。在滴液漏斗中加入14mL溴乙烷(19g，0.17mol)和15mL无水乙醚，混匀。先往三颈烧瓶中滴加3~4mL混合液，数分钟后即见溶液微微沸腾，乙醚自行回流（若不发生反应，可温热促进反应或者加入一定量的碘）。反应开始时比较剧烈，待反应缓和后，开动搅拌器．继续滴加其余的混合液，控制滴加速度，维持反应液呈微沸状态；若发现反应物呈粘稠状．则补加适量的无水乙醚。滴加完毕。用温水浴回流搅拌30min，使镁屑几乎作用完全。 (2)与丙酮的加成反应 将反应瓶置于冰水浴中，在搅拌下从滴液漏斗中缓缓加入9mL无水丙酮(7.99g,0.14mol)及10mL无水乙醚的混合液．滴加完毕，在室温下搅拌回流15min，瓶中有灰白色或黑色粘稠状固体析出。 (3)加成物的水解和产物的提取 将反应瓶在冰水浴冷却和搅拌下，自滴液漏斗滴入65mL 20％的硫酸溶液(预先配好，置于冰水浴中冷却)分解产物。待分解完全后，将溶液倒入分液漏斗中，分离出醚层。水层每次用15mL乙醚萃取两次，合并醚层，用15mL 5％碳酸钠溶液洗涤，再用无水碳酸钠干燥30min。用温水浴蒸去乙醚。然后在石棉网上加热蒸馏，收集95～105℃馏分。 2 结果分析 2.1 反应速度的选择 在Grignard反应过程中，有大量热量放出，所以滴加速度不宜过快。必要时反应瓶需用冷水冷却以防止爆沸。在制备Grignard试剂时，必须先加入少量的卤代烷和镁作用，待引发后反应缓和时，再将其余卤代烷逐滴加入。调节滴加速度使乙醚刚好保持微沸为宜。在活性较差的卤代烷或反应不易发生时，可采用加热或加入少许碘粒来引发反应。 2.2 产物的纯化 有机合成中副反应多，需要对粗产品进行提纯，本实验采用蒸馏法进行粗产品的提纯。由于2-甲基-2