正溴丁烷的制备课件.ppt

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1、正溴丁烷的制备,2掌握通过共沸蒸馏提取粗产物、液体有机物的洗涤、干 燥、蒸馏等基本操作。,二、反应式,一、实验目的,1理解从醇制取卤代烃的原理及方法。,机理：,副反应：,三、相关物质的物理常数：,四、实验装置图：,直火加热,吸收碱液勿取太多，浪费！,正好接触液面！,五、产物纯化过程：,若产物卤代烷沸点高，无法蒸馏，此步可省略！,六、液体有机物的干燥剂：,液体有机物含有水分，在蒸馏前通常要先行干燥以除去水分；这样可以使液体沸点以前的馏分(前馏分)大大减少；有时也是为了破坏某些液体有机物与水生成的共沸混合物。,有些反应须在绝对无水条件下进行，所用的原料及溶剂要干燥。,1.目的：,2.干燥剂方法及干

2、燥原理：,分为物理法和化学法除水。,（1）物理法：,常见的有分子筛；,吸附：,多水硅铝酸盐晶体，晶体内部有许多 孔径大小均一的孔道和孔穴，它允许小的分子“躲”进 去。例如，4A型分子筛直径约为4.2，能吸附直径小于 4的分子。5A型直径为5(水分子的直径为3，最小 的有机分子CH4的直径为4.9)。吸附水分子后的分子筛 可经加热至350以上进行解吸后重新使用。,分馏：,共沸蒸馏：,如苯/水*、环己烷/水等体系。,沸点不同。,蒸馏出苯的同时，会携带水一起蒸出；沸点69.4。,（2）化学法：,以干燥剂来进行去水；,分为两类：,a、能与水可逆地结合生成水合物；,如氯化钙、硫酸镁等；,b、与水发生不可

3、逆的化学反应；,如金属钠、五氧化二磷。,目前实验室中应用最广泛。,下面以无水硫酸镁为例讨论这类可逆干燥剂的作用。,MgSO4+H2O,MgSO4H2O,0.13kPa,MgSO4H2O+H2O,MgSO42H2O,0.27kPa,MgSO42H2O+2H2O,MgSO44H2O,0.67kPa,MgSO44H2O+H2O,MgSO45H2O,1.2kPa,MgSO45H2O+H2O,MgSO46H2O,1.33kPa,MgSO46H2O+H2O,MgSO47H2O,1.5kPa,25,无论加入多少量的无水硫酸镁，在25时所能达到最低的蒸汽压力为0.13kPa，也就是说全部除去水分是不可能的。,

4、如加入的量过多，将会使有机液体的吸附损失增多！,如加入的量不足，不能达到一水合物，则其蒸汽压力就要比0.13 kPa高，蒸馏时前馏分增多。,1.水层尽可能分离除净；2.加入的量足够多；3.需要一定的平衡时间，至少0.5h；4.蒸馏以前，必须将这类干燥剂滤去。,3.干燥剂的选择,基本原则：,（1）不发生化学反应或催化作用；,（2）不溶解于该液体中；,如酸性物质不能用碱性干燥剂，碱性物质（胺等）则不能用酸性干燥剂，强碱性干燥剂如氧化钙、氢氧化钠能催化某些醛类或酮类发生缩合，能使酯类或酰胺类发生水解反应，氯化钙易与醇类、胺类形成络合物。,如氢氧化钾(钠)还能显著地溶解于低级醇中。,（3）考虑干燥剂的

5、吸水容量和干燥效能；,吸水容量是指单位重量干燥剂所吸收的水量；,干燥效能是指达到平衡时液体干燥的程度；,如：硫酸钠形成10个结晶水的水合物，其吸水容量达1.25,氯化钙最多能形成6个结晶水的水合物，其吸水容量为0.97。,两者在25时水蒸气压分别为0.26 kPa及0.04 kPa。,说明：硫酸钠的吸水量较大，但干燥效能弱；而氯化钙的吸水量 较小但干燥效能强！,常见的干燥剂的性能及应用范围见表42*。,其中CaCl2和MgSO4最为常用！,4.干燥剂的用量*,取决于液体有机物中水（自由水和结合水）的多少。,以最常用的乙醚和苯两种溶液作为例子。,水在乙醚中的溶解度于室温时约为11.5g/100m

6、L（结合水），如用无水氯化钙来干燥，最大吸水容量是0.97，因此无水氯化钙的理论用量至少要1.5g；,但实际上则远较1.5g多，这是因为萃取时，在乙醚层中的水分不可能完全分净（自由水），其中还有悬浮的微细水滴。,100mL含水乙醚常需用710g无水氯化钙。,水在苯中的溶解度极小(约0.05g/100mL)，理论上讲只是要很小量的干燥剂。由于自由水的存在，实际用量还是比较多的。但可少于干燥乙醚时的用量；,一般的用量为每10mL液体约需0.51g，但由于水分含量不等，干燥剂的质量、颗粒大小和温度等诸多原因，因此很难规定具体的数量。,实际用量通过观察干燥剂在液体中的外观来决定！,5.操作：,在干燥前

7、应将被干燥液体中的水分尽可能分离干净。宁可损失一些有机物，不应有任何可见的水层。,将该液体置于具塞锥形瓶中，用骨勺取适量的干燥剂直接放入液体中，振摇片刻。,如果发现干燥剂附着瓶壁，互相粘结，通常是表示干燥剂不足，应继续添加。,最后，液体由浑浊变为澄清*，,观察干燥剂的形态，若它的大部分棱角还清楚可辨，表明干燥剂的量已足够了*。,并不一定说明它已不含水分！,最后记得塞上塞子，放置至少0.5h！,七、实验步骤及操作上的要求及注意事项：,在100mL圆底烧瓶上安装回流冷凝管，冷凝管的上口接一气体吸收装置（见图4-1），用5的氢氧化钠溶液作吸收剂。在圆底烧瓶中加入10 mL水，并小心地加入14 mL（

8、0.28moL）浓硫酸，混合均匀后冷至室温。再依次加入9.2mL（0.10moL）正丁醇和13g（0.13moL）溴化钠，充分摇振后加入几粒沸石，连上气体吸收装置。将烧瓶置于电热套上用小火加热至沸，调节火焰使反应物保持沸腾而又平稳地回流，并不时摇动烧瓶促使反应完成。由于无机盐水溶液有较大的相对密度，不久会分出上层液体即是正溴丁烷。回流约需3040min(反应周期延长1h仅增加12的产量)。待反应液冷却后，移去冷凝管加上蒸馏弯头，改为蒸馏装置，蒸出粗产物正溴丁烷*。,取一试管收集几滴馏出液，加水摇动，观察有无油珠出现。,如何判断蒸馏已结束？,将馏出液移至分液漏斗中，加入等体积的水洗涤*。产物转入

9、另一干燥的分液漏斗中，用等体积的浓硫酸洗涤*。尽量分去硫酸层。有机相依次用等体积的水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤后转入干燥的锥形瓶中。用12 g黄豆粒大小的无水氯化钙干燥，间歇摇动锥形瓶，直至液体清亮为止*。将干燥好的产物过滤*到蒸馏瓶中，在石棉网上加热蒸馏*，收集99103*的馏分，产量78g。纯粹正溴丁烷的沸点为101.6*，折光率nD20 1.4399。,洗涤时，产物时而在在上层，时而在下层，如何判断？,1.根据两相的密度。2.加几滴洗涤试剂，观察 溶于上层或下层。,注意安全！,塞上塞子，放置0.5h。,通过塞有少许脱脂棉的玻璃漏斗过滤。,直形冷凝管须干燥！,不要因为温度计误差，而影响产品的产率！在指定沸点附近沸点恒定，即应收集。,收集产品的沸点越窄，纯度越高！,