试验7：正溴丁烷的制备剖析.ppt

* * * * * * * 正溴丁烷的制备 一、实验目的： 学习以溴化钠、浓硫酸和正丁醇制备正溴丁烷的原理与方法； 练习带有吸收有害气体装置的回流加热操作。 学习液体有机化合物的干燥；巩固分液漏斗的使用操作 二、实验原理 1、卤代烃的分类：卤代烷、卤代烯炔、 芳香族卤代物 2、卤代烷的制备方法： （1）烷烃的卤化[自由基机理] （2）烯烃与HX加成[亲电加成机理] （3）醇的取代[亲核取代机理] 注：前两个方法得到的产物为混合物，不易分离，不常用 醇与HX的反应是制备卤代烷RX最方便的方法，根据 存在的醇结构的不同，反应存在两种不同的机理。叔醇按 SN1机理，而伯醇主要按双分子亲核取代SN2机理进行。 醇与HX反应的难易随所用醇的结构与HX不同而有所不同。反应的活性次序为： 叔醇 仲醇 伯醇 HI HBr HCl 叔醇在无催化剂存在下，室温即可与HX进行反应； 仲醇需温热及酸催化以加速反应； 伯醇则需更剧烈的反应条件及更强的催化剂。 本实验中正溴丁烷是由正丁醇与溴化钠、浓硫酸共热而制得： 主反应： 副反应： C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 O H C H 2 C H 2 C H = C H 2 + H 2 O 2 C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 O H ( C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 ) 2 O + H 2 O 2 H B r + H 2 S O 4 B r 2 + S O 2 + 2 H 2 O H 2 S O 4 H 2 S O 4 正丁烯： -6.5 ℃ 正丁醚： 143 ℃ 正丁醇： 117 ℃ 正溴丁烷： 101 ℃ 实验过程？ 正丁醇 化学纯 7.5mL 0.08mol 浓硫酸 工业品 12mL 0.22mol 溴化钠 化学纯 10 g 0.1mol 饱和碳酸氢钠溶液， 无水氯化钙 三、主要试剂用量及规格 四、实验装置 回流装置 气体吸收装置 蒸馏装置 分液装置 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7.5 ml正丁醇和10 g溴化钠，充分振荡后加入几粒沸石。 14ml浓H2SO4 9.2ml正丁醇 13g溴化钠 10ml水 以酒精灯为热源安装如图装置(电热套控温不好，导致试验极易失败！！）。 开始加热，调整酒精灯火焰及与圆底烧瓶的距离，保持沸腾而又平稳回流，并时加摇动烧瓶促使反应完成。反应约30—40min。（注意：1.圆底烧瓶底部与石棉网间的距离。2.摇动烧瓶的操作。3.防止碱液被倒吸，5%的氢氧化钠溶液） 注意回流现象 2、加热回流 反应结束，熄灭酒精灯，待反应液冷却后，改回流装置为蒸馏装置，温度计为200℃。依然用酒精灯蒸馏，防止反应液温度过高碳化，蒸出粗产物。（注意判断粗产物是否蒸完）。 注意蒸馏现象 3、分离粗产物 1.洗涤前检查分液漏斗是否漏液，旋塞是否灵活，实心塞是否漏液。 2.将馏出液移至分液漏斗中，加入10mL的水洗涤，静置分层后（如果反应完全，正溴丁烷含量较高，则产物在下层；如果反应不完全，正溴丁烷含量较低，则产物在上层）。 2.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—丁烯、2—丁烯。尽量分去硫酸层（下层）。 注意：洗涤时拿分液漏斗的姿势。 4、洗涤粗产物 3. 有机用10mL的水洗涤（除硫酸）。 4. 再用10mL的饱和碳酸氢钠溶液洗涤（中和未除尽的硫酸）。 5.最后再用10mL的水洗涤（除残留的碱）。 6. 转入干燥的锥形瓶中，加入1—2g的无水氯化钙干燥，间歇摇动锥形瓶，直到液体清亮为止。 4、洗涤粗产物 5、收集产物 干燥好的产品倾泻到量筒中，称量产品质量，计算产率，产品回收！注意不要把干燥剂倒入瓶中。（无需再次蒸馏，时间不够） 产率计算 因其它试剂过量，理论产量按正丁醇计算。 理论产量：0.065*137＝8.91g 百分产率：6.1/8.91*100％＝68.5％ 实验关键步骤： 投料时应严格按教材上的顺序；投料后，一定要混合均匀。 反应时，保持回流平稳进行，防止导气管发生倒吸。 洗涤粗产物时，注意正确判断产物的上下层关系。 干燥剂用量合理。 浓硫酸用量及作用 硫酸在反应中与溴化钠作用生成氢溴酸，氢溴酸与正丁醇作用发生取代反应生成正溴丁烷。（催化和脱水作用） 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，即氢溴酸和