2-甲基-2-己醇的制备教学资料

1、2 - 甲 基 - 2 - 己 醇 的 制备2-甲基-2-己醇的制备作者： xxx学号： xxx摘要：以正溴丁烷和镁屑为原料，碘单质为催化剂，在无水无氧的条件下制备格氏试剂，再将格氏试剂与丙酮进行加成，在酸解即可生成2-甲基 -2-己醇。在实验过程中，要求掌握格氏试剂的制备方法和应用，同时要掌握无水无氧的操 作技术。关键词：格氏试剂、无水无氧、 2-甲基 -2-己醇、制备The preparation of 2 - methyl - 2 hexanolAuthor: xxxStudent number: xxxAbstract: Bromobutane and magnesium scrap

2、is as raw materials and iodine elemental is as catalyst. Under the condition of no water and oxygen ,we can preparate grignard reagent.And we can acetone with the grignard reagent addition.It is again in acid solution that can be generated 2 - methyl - 2 - hexanol. In the experimental process,we req

3、uire the preparation method and application of grignard reagent.At the same time ,it is necessary to master the operation of anaerobic technology.Keywords: grignard reagent, anhydrous anaerobic, 2 - methyl - 2 - hexanol and preparation醇是一种重要的有机化合物，被广泛应用于医药、农药、香料等诸多领域，随 着现代石油化工和精细化工的发展，一些结构更复杂的多碳醇越来越

4、受人们的 重视。例如在对乙醇柴油在柴油机上的应用研究过程中，一个最大的问题是如 何解决柴油和乙醇的难互溶问题和混合互溶后的存储稳定性，经过研究，作为 乙醇柴油混合燃料助溶剂使用的多碳醇类油料与柴油的互溶性更好且价格更便 宜。因此对多碳醇的研究将会产生巨大的经济效益。工业上以石油裂解气中的烯烃为原料合成醇，低级醇是某些碳水化合物和蛋白 质发酵的产物。实验室制备醇的方法有很多，可以看作是在分子中引进羟基的 方法。用烯烃为原料制备醇是一类常用的方法，最简单的为烯烃强酸水解，但 此方法对于复杂的底物是无法应用的，目前一般是通过硼氢化反应制的相应的 醇。硼氢化反应的特点是：步骤简单、副反应少，生成的醇的

5、产率很高。醛、 酮分子中的羰基，可以在催化剂 Pt ， Ni 等存在下加氢，醛加氢后还原成伯醇， 酮加氢和还原成仲醇，还原时也可用乙酸加钠、四氢铝合锂、四氢硼化钠。 醛、酮与格氏试剂的反应是实验室常用的方法，也是格氏试剂的重要应用之 一。醛、酮的官能团都是羰基，容易发生加成反应，与格氏试剂的加成就是醛 和酮的典型反应之一。由有机卤素化合物（卤代烷、活泼卤代芳香烃）与金属 镁在绝对无水无氧中反应形成有机镁试剂，称为“格林尼亚试剂”，简称“格氏试 剂”。现常用卤代烃与镁粉在无水乙醚中反应制得，制备过程绝对要保证是无水 无二氧化碳无乙醇等具有活泼氢的物质（如：水、醇、氨、卤化氢、末端炔 等）条件下进

6、行。格氏试剂是一种活泼的有机合成试剂，能进行多种反应，主 要包括：烷基化反应、羰基加成、共轭加成及卤代烃还原等。1. 结果与讨论 实验装置的选取格氏试剂可以与水、二氧化碳、醇、氨、卤代烃等反应，因此在反应过 程中，反应环境应保证无水无氧无二氧化碳，因此在反应之前应对反应装置进 行烘干，对反应试剂进行干燥，由于该反应不能有水存在，因此水不能作为溶 剂，在该反应中无水乙醚作为溶剂，但由于乙醚的沸点很低，只有 34.6 度，因 此在反应装置三颈瓶上应当放置一个球型冷凝管，防止无水乙醚被蒸出反应体 系外，球型冷凝管外应接一个干燥管，防止空气中的水蒸气通过球型冷凝管进 入反应体系，与格氏试剂反应，影响产

7、物 2- 甲基 -2- 己醇的产率。用恒压滴液 漏斗往反应体系中滴入正溴丁烷和无水乙醚的混合溶液，不仅可以较好的控制 溶液的滴加速度，还避免了与反应体系外进行气体交换。后来从恒压滴液漏斗 中加入 25ml 的稀硫酸，对格氏试剂与丙酮的加成产物进行酸解，体系中引进了 水，无水乙醚和未反应的丙酮和反应产物 2-甲基-2- 己醇都不能溶于水，因此 在产物的提纯的过程中，使用分液漏斗将有机相和水相分离。多次萃取后，由 于2-甲基-2- 己醇的沸点是 141-142度，正溴丁烷的沸点为 101.6 度，丙酮的 沸点为 56.53 的沸点，无水乙醚的沸点为 34.6 ，因此在最后的 2-甲基-2- 己醇的

8、提纯中，可以用蒸馏的方法进行提纯，收集 137-142 度的馏分 实验现象的分析 由于正溴丁烷与镁屑反应制备正丁基溴化镁的反应为放热反应，且乙醚的沸点为 34.6 度，故在其反应过程中，溶液会沸腾，且乙醚会大量挥发，所以经冷凝后才 会大量回流。反应进行一段时间后，该反应较缓慢，放热也没有刚开始那么剧烈， 因此，液体后来并没有明显回流。溶液变成三层，下层为水层，中间层为碘单质和 正丁基溴化镁层，上层为醚层。后加入丙酮进行加成，未反应的碘单质因浓度极低 故呈现棕褐色，加成后生成了格氏试剂，故有灰白色的胶状沉淀。后加入硫酸，格 氏试剂水解，又因为有氢氧化镁生成，氢氧化镁与硫酸发生中和反应放出大量热，

9、 因此溶液剧烈沸腾，未反应的镁与硫酸反应生成氢气，因此反应过程中有气泡产 生。后用乙醚萃取时，未反应的碘单质溶于其中，呈现紫色。后随着碘单质的浓度 越来越低，醚层慢慢变成黄色，向醚层中加入碳酸钠后，中和溶液的 pH 值，镁离 子沉淀了一部分，因此有絮状沉淀产生。 产物产率误差分析产物产率为 25%几乎所有的反应都不能进行完全，所以该反应的产率本不能达到百分之百，其次在本次实验中，严格上说是没有达到完全的无水无氧的条件，反应过程中仍会混有少量的氧气，因此格氏试剂会发生与氧气的副反应，使格氏试剂与丙酮的加成减少， 产物 2-甲基-2- 己醇的量会相应减少。同时，在反应过程中发现有未反应完的镁 屑，

10、因此在正丁基溴化镁的制备过程中，镁的量有所损失，因此正丁基溴化镁的产量也减少， 2- 甲基 -2- 己醇的产率也会减少。2. 实验部分 仪器与试剂 仪器：三颈瓶、球型冷凝管、恒压滴液漏斗、干燥器、磁力加热搅拌器、铁架台、 分液漏斗、烧杯、三角瓶、温度计、蒸馏烧瓶、直形冷凝管、尾接管试剂：项目试剂化学式用量密度沸点分子量正溴丁烷C4H9Br4.2ml1.2758101.6137.03镁屑Mg1g24.3050丙酮C3H6O3.1ml0.78856.5358.08无水乙醚C4H10O5ml0.7134.674.12无水碳酸钾K2CO3138.21硫酸H2SO41.8498.08碳酸钠Na2CO31

11、05.99 实验方法 首先先制备正丁基溴化镁，向烧瓶中放入 1g 镁屑，在滴液漏斗中装入 4.2ml 正溴 丁烷溶入 15ml 无水乙醚中，自滴液漏斗先滴入 3-5ml 溶液，待反应开始后，使反 应保持微沸状态，将剩余溶液缓慢滴入烧瓶中，加完后在水浴上回流 10 分钟，直 至镁屑几乎全溶。后与丙酮进行加成，将烧瓶在冷水冷却下，自滴液漏斗中缓慢加 入 4.2ml 丙酮和 5ml 无水乙醚混合。在常温下搅拌十分钟，最后瓶中析出灰白色粘 稠的固体。最后对加成物进行分解及提纯，将烧瓶用冷水冷却，自滴液漏斗中加入 20-25ml 硫酸。分解完全后，将溶液倒入分液漏斗中，分出醚层，水层用 15ml 乙 醚

12、分两次萃取，合并醚层，用 10ml 碳酸钠溶液洗涤一次。有机层用无水碳酸钾干 燥后进行蒸馏，蒸出乙醚后收集 137-141 度的馏分。参考文献：1. 湖大版实验教材2. 复旦，兰州大学版实验教材3. 2-甲基-2- 己醇制备实验中合成产物的 GC/MS分析4. 2-甲基 -2- 己醇的实验改进初探附加材料： 实验室装置图 反应和后处理实验步骤和现象时间温度操作现象10： 20称取 1g 镁条，用砂纸打磨后，用剪刀将其 剪成镁屑将三颈瓶和恒压滴液漏斗放在烘箱中烘干10： 40如图搭好实验装置图，向恒压滴液漏斗中 加入 4.2ml 正溴丁烷和 15ml 无水乙醚10： 45向烧瓶中加入 3ml 左

13、右的正溴丁烷与无水 乙醚和混合溶液10： 50反应未发生，向其中加入一小勺碘单质反应迅速剧烈发 生，溶液微沸且变 成紫黑色，镁屑逐 渐溶解继续滴加正溴丁烷和无水乙醚的混合溶液有大量液体回流， 后无明显回流11： 04恒压滴液漏斗中的 溶液滴完，溶液沸 腾变得非常缓慢11： 10溶液几乎不沸腾11： 15将加热套移开，三颈瓶水浴冷却烧瓶中的溶液分为 三层，上下两层都 为灰白色，中间为 紫黑色11： 20搅拌溶液，向体系中加入丙酮和乙醚的混合溶液烧瓶上层出现大量 的白色泡沫，底部 有大量未溶的镁 屑，呈棕褐色11： 25白色泡沫变成灰白色的胶状沉淀11： 26向恒压滴液漏斗中加入 25ml10%的

14、硫酸有芳香味的气体产 生11： 31向烧瓶中缓慢滴加硫酸11： 34加快滴加硫酸的速度液体表面有少量气 泡产生11： 36进一步加快硫酸的滴加速度溶液沸腾剧烈，有 大量气泡产生，溶 液变澄清，有液体 回流11： 38恒压滴液漏斗中的 硫酸全部加入到烧 瓶中，烧瓶中两层 液体之间 Mg 屑在 溶解放出气体产生 气泡，有少量液体 回流，上层溶液略 浑浊11： 46停止搅拌，将滴液漏斗和冷凝管移除烧瓶中溶液呈淡黄 色将溶液转移到分液漏斗中，分层，收集醚层，水层由 7ml 乙醚萃取醚层为黄色，水层 为无色将醚层混合，水层继续用 8ml 乙醚萃取萃取过程中皆有气泡产生12： 00将醚层混合醚层整体呈淡黄色12： 02向醚层中加入 10ml5%的碳酸钠，用分液漏 斗分离出上层溶液有白色絮状沉淀产 生，醚层为淡黄色12： 04将溶液转移到 50ml 蒸馏瓶，如图搭好蒸馏 装置12：