溴乙烷的制备与甲基-丁醇的制备和性能分析

1、北京石油化工学院综合性有机化学实验报告题目名称：澳乙烷的制备与2-甲基-2-丁醇的制备和性能分析学生姓名：崔永瑞专 业：化学工程与工艺学 院：化学工程学院年 级：2013级指导教师：林世静2014年12月7日漠乙烷的制备与2-甲基-2-丁醇的制备和性能分析(北京石油化工学院化学工程学院，北京102300)摘要：澳乙烷是有机合成的重要原料。农业上用作仓储谷物、仓库及房舍等的恿蒸 杀虫剂。本实验的制备方法是醇和氢卤酸作用，氢卤酸也可以由卤化钠和硫酸作用的方法制 得。本实验是微量实验，实验共使用3g (0. 029mol)澳化钠，5ml (6.24g, 0.064mol) 78% 硫酸，2ml (1

2、. 52g, 0. 033mol) 95%乙醇，产量约为1. 4g,时间约为3h。2-甲基-2-丁醇是常用的有机溶剂与有机原料，可用于生产药物、香料、增塑剂、浮选剂 等。本实验首先利用漠乙烷与镁合成Grignard试剂叫 再用Grignard试剂与丙酮反应，经 酸化得到2-甲基-2-丁醇，最后用Lucas试剂检验产物。本实验是常量实验，实验共使用1. 8g (0. 073mol)镁、10mL (4. 4g, 0. 13mol)漠乙烷、5mL (3. 95g, 0. 068mol)丙酮，得到产 物2. 7g,产率45%,产率适中，适合实验室少量制备醇类化合物使用。关键词：漠乙烷，2-甲基-2 丁

3、醇：制备；Grignard试剂1前言” h 漠乙烷，别名：乙基漠乙烷，化学式:C2H5Br缩写为EtBc结构简式：CH3-CH2Bro蒸气有毒。浓度高时有麻醉作用。能刺 H H 激呼吸道。漠乙烷在水溶液中或熔化状态下均不电离，是非电解 质。 2-甲基-2-丁醇，俗称“叔戊醇”，结构式如右图。常温 oh下为无色液体，沸点102°C,相对密度为0. 805,折射率尤。cI甲5 为1.4052,有类似樟脑气味。微溶于水，与乙醇、乙醯、苯、ch3氯仿、甘油互溶。易燃，易发生消除反应。2实验部分2.1实验仪器及药品仪器：调温电热套DZH10,北京市光明医疗仪器厂；250mL圆底三口烧瓶， 扬州

4、市信谊玻璃仪器有限公司；恒压滴液漏斗，扬州市信谊玻璃仪器有限公司； 球形冷凝管，扬州市信谊玻璃仪器有限公司；干燥管，扬州市信谊玻璃仪器有限 公司；分液漏斗，扬州市信谊玻璃仪器有限公司；锥形瓶，扬州市信谊玻璃仪器 有限公司；蒸饰头，扬州市信谊玻璃仪器有限公司；直形冷凝管，扬州市信谊玻 璃仪器有限公司；接受弯头，扬州市信谊玻璃仪器有限公司。药品：漠乙烷，分析纯，天津市化学试剂三厂；丙酮，分析纯，北京化工厂； 无水乙醸，分析纯，北京化工厂；镁屑，分析纯，北京恒业中远化工有限公司； 无水碳酸钾，分析纯，北京化工厂；硫酸，分析纯，北京化工厂。2.2实验装置图：制备澳乙烷的实验装置图反应装置：直行冷凝管/

5、00接受弯头圆底烧瓶一锥形瓶蒸谓头单口甌冰水浴溫度计接受弯头形祖制备2甲基2 J醇的实验装置图反应装置:分液装置二分液漏斗蒸瞬置温度计蒸詹头直形泠:疑管单口际形瓶2. 3反应原理：漠乙烷的制备 主要反应:NaBr 十 H HB1 十 NaHSO4C2H5OH 十 HB（C2H5B1 十 H2O副反应：HSO42C2H5OH: C2H5OC2H5 十 H20C2H5OH H：sc）4 ch2 = ch2 十 h2oH2SO 4 + 2HBitSO2 + B12 + 2H2O2冲基2丁醇的制备C2H5Br + Mg 无水乙电亠 C2H5MgBr0H3C一CCH3 + C2H5MgBr H3COMg

6、Br9C2H53 HHC2H5实验首先用漠乙烷与镁在无水乙醛中反应制备Grignard试剂，然后将Grignard试剂与丙酮在无水乙醯中反应，将产物酸化，得到2-甲基-2-丁醇。2. 4具体操作步骤及现象如下:澳乙烷的制备:步骤现彖注释1在25ml圆底烧瓶中加入研细 的3g澳化钠，然后加入2ml 95%乙醇，置于冷水浴中，分 次加入51111 78%硫酸，冷却 至室温，加入两粒沸石；摇 荡加入6.0gNaBi （研细的粉 末）。NaBr粉末结块，溶液中有淡黄色2 HBr + H2SO4B12 +SO2 + 2 H2O在加NaBr之前加沸石， 是因为NaEr加入后会结 块，先加沸石，沸石在底 部

7、，起到防止爆沸的作用。2按反应装置接好仪器，接收瓶 内加少量水，接液管末端浸没 在水中，接收瓶浸入热水中， 加热至无油状物生成为止。NaBr块溶解，反应瓶中有大量气 泡。有油状物生成，反应液先淡 黄色加深后又褪色。NaBr + H2SO4HBr +NaHSO4C2H5OH + HB1C2H5B1 + H2O3移去接收瓶后停止加热防止倒吸现彖发生4将馆出物转入分液漏斗中，分 出有机层，置于干燥的锥形瓶 中，将锥形瓶置于冰水浴中摇 动卞加入2inl浓硫酸上层为水层 下层是有机层在冰水浴中加硫酸是为了 防止浓硫酸加入后遇水放 热使澳乙烷蒸发，避免了 产物的损失5用干燥的分液漏斗分去硫酸上层为有机层，

8、下层是硫酸用干燥的分液漏斗是为了 防止浓硫酸遇水放热使澳 乙烷挥发6将有机层转入5ml干燥的原1 1 烧瓶中，加入几粒沸石，按纯 化装置连接仪器，水浴加热蒸 馆，接收瓶浸入冰水浴冷却， 收集3740°C的馆分33°C有物质馆出，34°C换接收 瓶；收集3740°C的懈分，产 量约为1.4g接收瓶用冰水浴是为了提 高澳乙烷的产率2-甲基2-丁醇的制备:步骤现象1向250三II烧瓶中加入10mL无水乙醯、1.8g镁、少许碘。恒压 滴液漏斗中加入10mL无水乙艇和10mL漠乙烷，轻摇反应装置， 使其混合均匀。冷凝管通冷凝水。2按反应装置接好仪器3恒压滴液漏斗先

9、放出约1/3澳乙烷乙瞇溶液，立即用手加热反 应烧瓶使反应开始，反应变缓后再滴加漠乙烷乙醯溶液，保持 反应微沸状态。反应中要不时摇动反应装置，控制反应速度， 既要使反应激烈进行，又不要使反应过于激烈造成反应过快使 乙醯来不及冷凝而逸出。全部加完后小心加热回流至镁基本消 失为止反应开始后反应液逐 渐变浑浊，呈灰色。反应 比较剧烈，放热，冷凝管 中不时有液滴滴下。4用冰水浴冷却烧瓶至室温。关闭恒压滴液漏斗，向其中加入5mL (3.95g, 0.068mol)丙酮和5ml无水乙瞇，轻摇反应装置，使 其混合均匀。5在冰水浴卞将恒压滴液漏斗中的丙酮乙瞇溶液小心滴加到 反应瓶中，边加边摇动反应装置，全部加完

10、后取下冰水浴，将 反应液在室温下放置15mino该反应剧烈，随着丙酮乙艇溶液的加入反应瓶内出现白色 固体。反应放热，冷凝管中不时有液滴滴下。该反应剧烈，随着丙 酮乙醯溶液的加入反应瓶 内出现白色固体。反应放 热，冷凝管中不时有液滴 滴下。6将反应烧瓶再置于冰水浴上。关闭恒压滴液漏斗活塞，向其中 加入50mL的10%硫酸。将恒压滴液漏斗中的硫酸小心的加入反 应烧瓶中，边加边摇动，使烧瓶充分冷却。反应剧烈，随着硫酸的加 入反应瓶内的白色固体逐 渐溶解。冷凝管中不时有 液滴滴下。反应结束后反 应液呈无色透明状，分层， 底部有少量白色固体。7将反应液分液，有机相转移至原反应烧瓶内，水相用10mL乙醯

11、萃取两次，每次的萃取液转移至原反应烧瓶内。有机相用10mL 的10%碳酸钠水溶液洗一次，分液，然后有机相用无水碳酸钾干 燥。干燥过程中可以观察 到无水碳酸钾变得膨胀蓬 松。8在lOOmL烧瓶中蒸懈所得混合液，乙瞇回收，收集100"102°CtgI 分。收集到的液体呈无色透明 状，有类似樟脑气味。用 Lucas试剂检验，溶液浑浊 分层。 折光率的测定：使用阿贝折光仪测定2-甲基2-丁醇的折光率为1.4045。 性质验证：将制得的醇与卢卡斯试剂反应，溶液变浑浊。3实验结果 澳乙烷：实验共获得产品0.8g,产品呈无色油状液体。理论产量：1.4g。产率：0.8/1.4*100X57

12、%。 2-甲基2-丁醇：实验共获得产品l.Og,产品呈无色透明状，有类似樟脑气味。理论产量：6. 0go产率：1.0/6.0*100X17%。4实验结果分析及讨论 澳乙烷：本次实验产率较低，是由于加热过快过猛,使低沸点反应物未反应便被蒸出， 同时使大量副反应剧烈发生。装置密闭性不是很好，导致一些物质逸出。分液时 没有很好的控制开关，使所需溶液未完全分开。加浓硫酸除杂时未冷却，使产物 挥发出去。有少量硫酸未吸出，蒸係时，氧化产物，造成产率很低。蒸馅前，所 有装置未完全干燥，使产物中混有少量的水。 2-甲基2-丁醇：实验产率17%,产率很低。本实验釆用Grignard试剂合成法，在Grignard

13、 试剂的使用中要避免含活性氢物质存在，这是保证实验成功的基本条件之一。实 验中要控制反应的激烈程度，既要使反应激烈进行，乂要防止反应过于激烈使低 沸点物质逸出。有机化学反应反应速率一般较慢，因此保证反应的时间格外重要, 不能操之过急，但也不能长时间反应，有可能会导致副反应发生，应严格按照规 定的时间控制实验节奏。实验使用的镁屑可能部分己被氧化，导致无法反应；实 验还进行了多次酸化、碱洗操作，2-甲基-2-丁醇微溶于水，虽然进行了两次萃 取，但仍无法避免部分产物随废液被丢弃。这些都是造成实验产率一般的原因。5思考漠乙烷的制备：1. 本实验是釆用什么办法使用平衡向右移动，提高产率的？答：通过将反应中生成的低沸点的漠乙烷及时地从反应混合物中蒸馅出來使反应向右移动，提高产率。2. 计算产率时，应以何种原料为依据？答：应该以漠化钠为依据。3. 浓硫酸洗涤的目的是什么？答：除去澳乙烷中的乙醍、乙醇等杂质。2-甲基2-丁醇的制备：1.本实验所用仪器、试剂为什么必须干燥？为此你采取了哪些措施？答：因为Grignard