正溴丁烷的制备详解.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。 二、实验原理 1、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。 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 机理： （SN2） 反应活性： 伯醇 ＞仲醇＞叔醇 HI ＞ HBr ＞ HCl 5.0g（6.2ml，0.07mol）正丁醇， 8.7g（约0.08mol）无水溴化钠， 浓硫酸， 饱和碳酸氢钠溶液， 无水氯化钙 三、试剂 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16.4ml硫酸（7ml水加9.4ml浓硫酸，已配好），再依次加入6.2ml正丁醇和8.7g溴化钠，充分振荡后加入搅拌磁子。（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。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，即氢溴酸和正溴丁烷的生成） 9.4ml浓H2SO4 6.2ml正丁醇 8.7g溴化钠 7ml水 油浴加热，安装回流装置（含气体吸收部分）。（注意圆底烧瓶底部与石棉网间的距离和防止碱液被倒吸） 在石棉网上加热至沸，调整圆底烧瓶底部与石棉网的距离，以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40min。 2、加热回流 几种气体吸收装置 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）。 3、分离粗产物 将馏出液移至分液漏斗中，加入等体积的水洗涤（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，用等体积的浓硫酸洗涤（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）。有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。 5、洗涤粗产物 CaCl2 6、收集产物 将干燥好的产物移至小蒸馏瓶中，在石棉网上加热蒸馏，收集99—103℃的馏分。 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。 六、思考题 1、反应后的粗产物中含有哪些杂质？各步洗涤的目的何在？ 2、用分液漏斗洗涤产物时，正溴丁烷时而在上层，时而在下层，若不知道产物的密度，可用什么简便的方法加以判断？ 3、正溴丁烷必须蒸完，否则会影响产率，这可以从以下几个方面判断： （1）溜出液是否由浑浊变为澄清。 （2）反应瓶上层油层是否消失。 （3）取一试管收集几滴溜出液，加水振摇，观察有无油珠出现。 4、产物处理过程中，加入浓硫酸是为了除去未反应的正丁醇，否则它与正溴丁烷形成共沸物而难以除去。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *