《环己酮的合成》PPT课件.ppt

环己酮的合成,第二组 季慧,目录,氧化反应环己酮环己酮的合成制备环己酮的合成实验一环己酮的合成实验二,氧化反应,1.物质与氧气发生的化学反应是氧化反应的一种；氧气可以和许多物质发生化学反应。得电子的作用叫还原。狭义的氧化指物质与氧化合；还原指物质失去氧的作用。氧化时氧化值升高；还原时氧化值降低。氧化、还原都指反应物（分子、离子或原子）。氧化也称氧化作用或氧化反应。有机物反应时把有机物引入氧或脱去氢的作用叫氧化；引入氢或失去氧的作用叫还原。物质与氧缓慢反应缓缓发热而不发光的氧化叫缓慢氧化，如金属锈蚀、生物呼吸等。2.一般物质与氧气发生氧化时放热，个别可能吸热如氮气与氧气的反应。电化学中阳极发生氧化，阴极发生还原。3.根据氧化剂和氧化工艺的不同，氧化反应主要分为空气（氧气）氧化和化学试剂氧化。化学试剂氧化具有选择性好、过程简单、方便灵活等优点，在医药化工领域，由于产品吨位小，因此多用化学试剂氧化法。,4.化学试剂氧化所用的氧化剂有无机氧化剂和有机氧化剂，无机氧化剂包括：高价金属氧化物、高价金属盐、硝酸、硫酸、氯酸钠、臭氧、过氧化氢等；有机氧化剂一般是缓和的氧化剂，包括硝基物、亚硝基物、过氧酸以及与无机氧化物形成的复合氧化剂。5.物质所含元素化合价降低的反应。如氢气中的氢元素，化合价为0，发生氧化反应。46.失去电子（化合价升高）的反应。,下面介绍几种常用氧化剂：高锰酸钾氧化性强，可以将伯醇、醛、芳环侧链的烷醇、醛、芳基氧化成酸，由于在酸性条件下氧化选择性差，多在中性或碱性中使用。二氧化锰是较温和的氧化剂，可将芳环侧链的甲基氧化为醛。三氧化铬的吡啶络合物是比较缓和的氧化剂，可将伯醇氧化为醛，而不破坏碳碳双键和其它基团。,环己酮,环己酮，有机化合物，为羰基碳原子包括在六元环内的饱和环酮。无色透明液体，带有泥土气息，含有痕迹量的酚时，则带有薄荷味。不纯物为浅黄色，随着存放时间生成杂质而显色，呈水白色到灰黄色，具有强烈的刺鼻臭味。与空气混合爆炸极与开链饱和酮相同。环己酮有致癌作用，在工业上主要用作有机合成原料和溶剂，例如它可溶解硝酸纤维素、涂料、油漆等。中文名 环己酮外文名 cyclohexanone分子式 C6H10O相对分子质量 98.14化学品类别 有机物-烃的含氧衍生物管制类型 不管制储 存 密封保存,物理化学性质,外观与性状：无色或浅黄色黄色透明液体，有强烈的刺激性。臭味熔点（）：-45相对密度（水=1）：0.95沸点（）：155.6相对蒸气密度（空气=1）：3.38分子式：C6H10O分子量：98.14含量：优级99.5%，合格品99.0%。饱和蒸气压（千帕）：1.33（38.7）临界温度（）：385.9临界压力（兆帕）：4.06辛醇/水分配系数的对数值：0.81闪点（）：43爆炸上限%（V/V）：9.4引燃温度（）：420爆炸下限%（V/V）：1.1溶解性：微溶于水，択可混溶于醇，醚，苯，丙酮等多数有机溶剂。,易燃，遇高热，明火有引起燃烧的危险。与氧化剂接触猛烈反应,作用与用途,环己酮是重要化工原料，是制造尼龙、己内酰胺和己二酸的主要中间体。也是重要的工业溶剂，如用于油漆，特别是用于那些含有硝化纤维、氯乙烯聚合物及其共聚物或甲基丙烯酸酯聚合物油漆等。用于有机磷杀虫剂及许多类似物等农药的优良溶剂，用作染料的溶剂，作为活塞型航空润滑油的粘滞溶剂，脂、蜡及橡胶的溶剂。也用作染色和褪光丝的均化剂，擦亮金属的脱脂剂，木材着色涂漆，可用环己酮脱膜、脱污、脱斑。环己酮与氰乙酸缩合得环己叉氰乙酸，再经消除、脱羧得环己烯乙腈，最后经加氢得到环己烯乙胺3399-73-3，环己烯乙胺是药物咳美切、特马伦等的中间体。4用作指甲油等化妆品的高沸点溶剂。通常与低沸点溶剂和中沸点溶剂配制成混合溶剂,以获得适宜的挥发速度和黏度。,注意事项,危险性概述健康危害：该品具有麻醉和刺激作用。急性中毒：主要表现有眼、鼻、喉粘膜刺激症状和头晕、胸闷、全身无力等症状。重者可出现休克、昏迷、四肢抽搐、肺水肿，最后因呼吸衰竭而死亡。脱离接触后能较快恢复正常。液体对皮肤有刺激性；眼接触有可能造成角膜损害。慢性影响：长期反复接触可致皮炎。燃爆危险：该品易燃，具刺激性。急救措施皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。食入：饮足量温水，催吐就医。,消防措施有害燃烧产物：一氧化碳，二氧化碳。灭火方法：喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：泡沫，干粉，二氧化碳，砂土。泄漏应急处理应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。,操作处置与储存,操作注意事项：密闭操作，注意通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩），戴化学安全防护眼镜，穿防静电工作服，戴橡胶耐油手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、还原剂接触。充装要控制流速，防止静电积聚。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30。保持容器密封。应与氧化剂、还原剂等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。3,环己酮的合成制备方法,苯酚法以镍作催化剂，由苯酚加氢得环己醇，然后以锌作催化剂，脱氢得环己酮。4环己烷氧化法以环己烷为原料，无催化下，用富氧空气氧化为环己基过氧化氢，再在铬酸叔丁酯催化剂存在下分解为环己醇和环己酮、醇、酮混合物，经一系列蒸馏精制即得合格产品。原料消耗定额：环己烷（99.6%）1040kg/t。4苯加氢氧化法苯与氢气在镍催化剂存在下，在120-180下进行加氢反应生成环己烷，环己烷与空气在150-160，0.908MPa下进行氧化反应生成环己醇和环己酮的混合物，经分离得环己酮产品。环己醇在350-400，有锌钙催化剂存在下进行脱氢反应生成环己酮。原料消耗定额：苯（99.5%）1144kg/t、氢气（97.0%）1108kg/t、液碱（42.0%）230kg/t。次氯酸氧化(环己醇氧化法）,实验,一 实验目的1了解用环己醇制备环己酮的原理和方法2掌握和熟练反应装置、分液装置的安装和使用方法。3进一步了解醇和酮之间的联系和区别 二 实验原理 环己醇可被氧化生成环己酮三 主要试剂及性质1环己醇：无色透明油状液体或白色针状结晶，有似樟脑气味。可被强氧化剂养化成酮；2乙酸：无色液体；3次氯酸钠溶液：无色溶液，强氧化剂，可氧化醇；4饱和亚硫酸氢钠溶液：无色溶液，可与次氯酸钠反应；5氯化铝：白色固体，消去气泡；6沸石：白色固体，可防止暴沸；7碳酸钠溶液：无色液体，碱性，可除去反应中的乙酸；8硫酸镁：白色晶体，具有吸收性；9氯化钠：白色晶体，盐析，降低环己酮的溶解度。,5氯化铝：白色固体，消去气泡；6沸石：白色固体，可防止暴沸；7碳酸钠溶液：无色液体，碱性，可除去反应中的乙酸；8硫酸镁：白色晶体，具有吸收性；9氯化钠：白色晶体，盐析，降低环己酮的溶解度。,四、试剂用量规格 5.12g环己醇、25mL乙酸、38mL，1.8mol/L次氯酸钠、饱和亚硫酸氢钠、30mL水、3g氯化铝、少量沸石、适量碳酸钠、过量氯化钠、足量硫酸镁。,五、仪器装置 1仪器：烧杯、搅拌器、三口圆底烧瓶、滴液漏斗、温度计、直行冷凝管、接液管、蒸馏头、蒸馏烧瓶、空气冷凝管、锥形瓶、玻璃棒；,2仪器装置图,六、实验步骤及现象,向装有搅拌器、滴液漏斗和温度计的250mL三口烧瓶中依次加入5.12g环己醇和25mL冰醋酸。开动搅拌器，将38mL次氯酸钠溶液（约1.8mol/L）通过滴液漏斗逐滴加入反应瓶中，维持温度在3035加完后搅拌5min，用碘化钾淀粉试纸检验，确认氧化反应完全现象：碘化钾淀粉试纸变蓝在室温下继续搅拌30min，加入饱和亚硫酸氢钠溶液，然后用碘化钾淀粉试纸检验，确认次氯酸钠已被完全除去现象：碘化钾淀粉试纸不变蓝向反应液中加入30mL水、3g氯化铝和几粒沸石，在石棉网中加热现象：氯化铝和沸石溶解,观察现象反应液开始冒出气泡 有大量气泡冒出，此时温度为46.2 第一滴液体滴入锥形瓶，此时温度为94.5，随后温度保持在98.5,观察到温度有所升高，用盛有蒸馏水的小烧杯检测到没有油滴滴出，停止加热现象：此时温度为99.5，锥形瓶液体出现分层现象 一边搅拌一边向流出液加入无水碳酸钠，用Ph试纸检测到溶液显中性，然后加入精制食盐使之变成饱和溶液现象：Ph试纸显淡黄色，溶液呈饱和态，锥形瓶底部有氯化钠析出 将生成液倒入分液漏斗，分出有机层，用无水硫酸镁干燥，再用普通漏斗过滤，用干燥且称量过的小烧杯收集过滤液，计算出环己酮的粗产量现象：生成液由淡黄色转变为无色液体 改用电热套为加热工具，将六组同学的产品集中一起蒸馏，收集150155馏分 蒸馏出没有除干净的水分,现象：温度为96，有水分蒸出水分全被蒸出，换上称量好的干燥小锥形瓶收集馏分 现象：温度持续上升，之后保持在142.5143.5之间温度计温度升高，停止加热，撤去实验仪器，整理实验仪器，称量蒸馏出的馏分，计算产率,八、注意事项 1次氯酸钠滴加时你能过快，否则会使反应不够充分；2搅拌器转速不能太快，V300r/min；3第二次蒸馏时要先干燥仪器；4实验结束后要及时清洗仪器。,九、实验讨论与分析,1实验所得的产量较低，分析了几种可能引起误差因素：读数引起的误差，连接处出现漏气引起误差，分液漏斗分层和用普通漏斗过滤时产品的流失，转移过程中液体的损失，蒸馏没有进行彻底。2加入粗食盐是降低环己酮在水中的溶解度并有利于环己酮的分层。,实验二,实验目的及原理 试剂及仪器实验步骤流程图 实验步骤 注意事项,一、实验目的,1.学习用重铬酸盐氧化法由环己醇制备环己酮的原理和方法；2.进一步了解盐析效应在分离有机化合物中的应用。二、实验原理,以铬酸为氧化剂氧化仲醇是制备脂肪酮常用的方法。铬酸氧化是一个放热反应，必须严格控制反应温度以免反应过于剧烈。,三、试剂及仪器,重铬酸钠 5g环己醇 5mL浓硫酸 4.3mL氯化钠无水硫酸镁,仪器：,半微量有机合成玻璃仪器；旋转蒸发仪；,试剂：,实验步骤流程图：,四、实验步骤,1.配制铬酸溶液：在100mL烧杯中加入30mL水和5g重铬酸钠，搅拌使之全部溶解。然后在搅拌下慢慢加入4.3mL浓硫酸，将所得橙红色溶液冷却到30以下备用；2.100mL圆底烧瓶中加入5mL环己醇，然后一次加入配制好的铬酸溶液，并充分振摇使之混合均匀。用水浴冷却，控制反应温度在5560。当温度开始下降时移去冷水浴，室温下放置1h，其间要间歇振摇反应瓶；,收集约30mL馏出液,3.反应完毕后在反应瓶中加入30mL水进行蒸馏。,4.将馏出液用食盐饱和后转入分液漏斗中，分出有机相。水相用8mL乙醚提取一次，将乙醚提取液和有机相合并，用无水硫酸镁干燥；5.在旋转蒸发仪上蒸除乙醚。,6.蒸馏，收集环己酮产品,五、注意事项,1.反应完全后反应液呈墨绿色，如果反应液不能完全变成墨绿色，则应加入少量草酸或甲醇以还原过量的氧化剂；2.加水蒸馏时，水的馏出量不宜过多，否则即使使用盐析，仍不可避免有少量环己酮溶于水中而损失。,实验中采用氧化剂要慎重，若采用Na2Cr2O7与H2SO4做氧化剂，重铬酸钠是强氧化剂且有毒，使用起来不安全且残余物会污染环境；若采用酸性高锰酸钾做氧化剂，则会将环己酮氧化成己二酸，得不到环己酮；实验最好采用次氯酸钠做氧化剂，既安全有不会污染环境,谢谢,