正溴丁烷的制备 主讲教师:高先池 、实验目的 ■掌握从醇制备氯代烃的原理和方法; ■掌握带有气体吸收装置的加热回流操作; ■掌握分液漏斗的使用和液体的洗涤
正溴丁烷的制备 一、实验目的 掌握从醇制备氯代烃的原理和方法; 掌握带有气体吸收装置的加热回流操作; 掌握分液漏斗的使用和液体的洗涤。 ---------主讲教师:高先池
二、实验原理 ■主反应 NaBr+H2SO4一 HBr NaHSO4 n -Choo + HBr H SO4 4 n-C4Ho Br+ H2O 机理 Br CH3CH2 CH2CH2OH+H→→CH3CHCH2CH2OH2 SN2 CH3 CH2 CH,CH2 Br +H2O
二、实验原理 主反应 NaBr + H2 SO4 HBr + NaHSO4 n-C4 H9 OH + HBr H2 SO4 n-C4 H9 Br + H2 O 机理 CH3CH2CH2CH2OH + H+ CH3CH2CH2CH2-O+ H2 Br - SN2 CH3CH2CH2CH2Br + H2O
■可能的副反应 HoSO CH CHCHCHOH CH2 CH=CH2 H2O HoSO 2CH2 CHoCHCHOH CH3CH2CH2CH2)2O+ H2O 2HBr+H2SO4-△ Br2+ sO2+ 2H2O 试剂及性能 浓硫酸14mL,溴化钠139(0.13mo),正丁醇92mL(01mo) 正丁醇:bp=1177℃,d=0.81,无色透明,溶于水、苯等。可 与正溴丁烷成共沸物,沸点98.6°C。 正溴丁烷:bp=1016℃,d=127,无色液体,不溶于水, 易溶于醇、醚等 丁基醚:bp=142°C,d=0.77,无色液体,不溶于水,易溶 于醇、醚等
可能的副反应 CH3 CH2 CH2 CH2 OH H2 SO4 CH2 CH2 CH=CH2 + H2 O 2CH3 CH2 CH2 CH2 OH H2 SO4 (CH3 CH2 CH2 CH2 ) 2 O + H2 O 2HBr + H2 SO4 Br 2 + SO2 + 2H2 O 试剂及性能 浓硫酸14mL,溴化钠13g(0.13mol),正丁醇9.2mL(0.1mol) 正丁醇:bp=117.7℃,d=0.81,无色透明,溶于水、苯等。可 与正溴丁烷成共沸物,沸点98.6℃。 正溴丁烷:bp=101.6℃,d=1.27,无色液体,不溶于水, 易溶于醇、醚等。 丁基醚:bp=142℃,d=0.77,无色液体,不溶于水,易溶 于醇、醚等
■操作前分析 ■目的:控制副反应,增加主反应,提高产率 (1)硫酸的作用是催化,副反应成烯、醚均需脱 水,硫酸浓度不易太髙,因此浓硫酸需加水稀释。 (2)硫酸加水时放热,高温下可增加有机物的氧 化或脱水反应,因此加料时要等温度下降后再加。 (3)硫酸易氧化Br离子成Br2,HBr也是易挥发 的酸,用量上要适当增加,并加装气体吸收装置 加料过程中将NaBr最后加入,以减少相应损失 (4)产品是混合物,有卤代烷、醚、未反应醇 酸、盐等,需要提纯 ■(5)有机反应速度慢,需加热,HBr是反应中间 产物,加装回流装置,减少挥发
操作前分析 目的:控制副反应,增加主反应,提高产率 (1)硫酸的作用是催化,副反应成烯、醚均需脱 水,硫酸浓度不易太高,因此浓硫酸需加水稀释。 (2)硫酸加水时放热,高温下可增加有机物的氧 化或脱水反应,因此加料时要等温度下降后再加。 (3)硫酸易氧化Br离子成Br2,HBr也是易挥发 的酸,用量上要适当增加,并加装气体吸收装置, 加料过程中将NaBr最后加入,以减少相应损失。 (4)产品是混合物,有卤代烷、醚、未反应醇、 酸、盐等,需要提纯。 (5)有机反应速度慢,需加热,HBr是反应中间 产物,加装回流装置,减少挥发
■分析结论 ■(1)实验装置应是回流装置,并有气体吸 收 (2)加料时先加水、硫酸、降温,再加正 丁醇,最后加NaBr (3)粗产物提纯过程中要有去酸、去醇 去醚的过程,可考虑用水或碱去酸,硫酸 去醇醚。如不去除未反应的醇,则与产物 成共沸物,不易分离
分析结论 (1)实验装置应是回流装置,并有气体吸 收。 (2)加料时先加水、硫酸、降温,再加正 丁醇,最后加NaBr。 (3)粗产物提纯过程中要有去酸、去醇、 去醚的过程,可考虑用水或碱去酸,硫酸 去醇醚。如不去除未反应的醇,则与产物 成共沸物,不易分离
实验装置 球型冷凝管,增加 气体上升阻力 正好接触液面,防 止倒吸
三、实验装置 球型冷凝管,增加 气体上升阻力 正好接触液面,防 止倒吸
四、操作 ■向圆底烧瓶中加入10mL水—小心加入10mL 浓硫酸一→冷却至室温 依次加入92mL 正丁醇、13 gNaBr加2~3粒沸石—装回 流冷凝管及气体吸收瓶 加热回流30-40min 稍冷 改蒸馏装置,蒸出所有有机物 依次用10m水、5mL浓硫酸、0mL饱和碳酸钠 10mL水洗涤 氯化钙干燥—蒸馏,收集 99-103°馏分
四、操作 向圆底烧瓶中加入10mL水 小心加入10mL 浓硫酸 冷却至室温 依次加入9.2mL 正丁醇、13gNaBr 加2~3粒沸石 装回 流冷凝管及气体吸收瓶 加热回流30-40min 稍冷 改蒸馏装置,蒸出所有有机物 依次用10mL水、5mL浓硫酸、10mL饱和碳酸钠、 10mL水洗涤 氯化钙干燥 蒸馏,收集 99-103℃馏分
五、实验要点 ■1、加料次序要正确,不能将浓硫酸与溴化 钠直接混和 ■2、注意观察气体吸收瓶,防止倒吸。 ■3、各步洗涤时,要正确判断有机层的位置, 当不能确认时,可将认为是废液的一层保 留至下步操作完成,当发现下步洗涤不分 层时,可确认上步判断失误。 ■4、用分液漏斗洗涤过程中,要注意放气
五、实验要点 1、加料次序要正确,不能将浓硫酸与溴化 钠直接混和。 2、注意观察气体吸收瓶,防止倒吸。 3、各步洗涤时,要正确判断有机层的位置, 当不能确认时,可将认为是废液的一层保 留至下步操作完成,当发现下步洗涤不分 层时,可确认上步判断失误。 4、用分液漏斗洗涤过程中,要注意放气
思考题 1、粗产物中含有那些杂质?各步洗涤的目的是什 ■2、洗涤是时如何判断有机层是在上层,还是在下 层 ■3、用浓硫酸洗涤时,为什么要用干燥的分液漏斗?
六、思考题 1、粗产物中含有那些杂质?各步洗涤的目的是什 么? 2、洗涤是时如何判断有机层是在上层,还是在下 层? 3、用浓硫酸洗涤时,为什么要用干燥的分液漏斗?