正丁醚制备79895.ppt

正丁醚的制备 一、实验目的 1 ．掌握醇脱水制醚的反应原理和实 　　　验方法。 2 ．学习使用分水器的实验操作。 二、实验原理 醇分子间脱水生成醚是制备简单醚的常用方法。用硫酸作为催化剂，在不同温度下正丁醇和硫酸作用生成的产物会有不同，主要是正丁醚或丁烯，因此反应须严格控制温度。 反应式： 副反应： 三、主要仪器与试剂 仪器：三口烧瓶，分水器，冷凝管， 0－150 ℃温度计，10mL 圆底烧瓶，5mL 吸量管，阿贝折光仪。 试剂：正丁醇，浓 ，饱和食盐水，5% NaOH ，无水 CaCl 2 。 ＊分水装置 由于原料正丁醇（沸点 117.7 ℃）和产物正丁醚（沸点 142 ℃）的沸点都较高，故在控制反应温度的条件下，反应在装有分水器的回流装置中进行，使生成的水或水的共沸物不断蒸出，促使可逆反应朝有利于生成醚的方向进行。虽然蒸出的水中会夹有正丁醇等有机物，但由于它们在水中溶解度较小，比重又较小，浮于水层之上，因此借分水器使大部分的正丁醇自动连续地返回反应瓶中继续反应。 四、实验流程 五、实验步骤 在 25mL 三口烧瓶中加入 6.2mL （0.136mol）的正丁醇，边摇边加 0.9mL 浓硫酸，充分摇均 ，加入几粒沸石。按右图 将仪器安装好。先在分水器中加入 0.6mL 的饱和食盐水 ，然后加热，使瓶内液体微沸，开始回流。当馏液在分水器中已全部被充满时，水层不再变化，瓶中反应温度达150℃，表示反应已基本完成 。 待反应液冷却后，拆下分水器，将仪器改成蒸馏装置，再加二粒沸石，蒸馏至无馏出物为止。 将馏出液倒入盛有 10mL 水的分液漏斗中，充分振摇，静置弃去下层水液，上层粗正丁醚，依次用 5mL 水， 3mL 5% NaOH 、 3mL 水和 3mL 饱和氯化 钙溶液洗涤，分净水层，将粗产物自漏斗上口倒入洁净干燥的小锥形瓶中，然后用 0.2－0.4g 无水氯化钙干燥。 4、收集产物 干燥后产物滤入 10mL 烧瓶中，蒸馏收集 140~144 ℃馏分，产量约 1.2~1.6g 。纯粹正丁醚的沸点 142.4 ℃，拆光 六、实验关键及注意事项 （ 1 ）投料时须充分摇动，否则硫酸局部过浓，加热后易使反应溶液变黑。 （ 2 ）按反应方程式计算，生成水约为 0.6g 左右，实际分出水层的体积大于理论计算量，因为有单分子脱水的副产物生成。分水器的容积约 1mL 。预加约 0.6mL 饱和食盐水为宜，待分水器中放满水后，先分掉约 0.6mL 水。 （ 3 ）用饱和食盐水的目的是降低正丁醇和正丁醚在水中的溶解度。 （ 4 ）在反应溶液中，正丁醚和水形成的恒沸物沸点为 94.1 ℃，含水 33.4% 。正丁醇和水形成的恒沸物，沸点为 93 ℃，含水 44.5% 。正丁醚和正丁醇形成二元恒沸物， 117.6 ℃，含正丁醇 82.5% 。此外正丁醚还能和正丁醇、水形成三元恒沸物，沸点为 90.6 ℃，含正丁醇 34.6% ，含水 29.9% 。这些含水的恒沸物冷凝后，在分水器中分层。上层主要是正丁醇和正丁醚，下层主要是水。利用分水器就可以使上层有机物流回反应器中。 （ 5 ）反应开始回流时，因为有恒沸物的存在，温度不可能马上达到 135 ℃。但随着水被蒸出，温度逐渐升高，最后达到 135 ℃以上，即应停止加热。如果温度升得太高，反应溶液会炭化变黑，并有大量副产物丁烯生成。 （ 6 ）在碱洗过程中，不宜激烈地摇动分液漏斗，否则严重乳化，难以分层。 七、思考题 1 ．使用分水器的目的是什么？ 2 ．制备正丁醚时，试计算理论上应分出多少体积的水？实际上往往超过理论值，为什么？ 3 ．反应物冷却后，为什么要倒入 10mL 的水中？精制时，各步洗涤的目的何在？ * 回流 收集正丁醚馏分140－144 oC 有机层 粗制正丁醚 正丁醇 浓H2SO4 有机层 用分水器 干燥 洗涤后 蒸馏 分液 分液 1、投料反应 2、分离粗产物 CaCl2 3、洗涤粗产物