实验七_正溴丁烷的制备

1、正渎丁烷的制备时间：2021.03. 09创作：欧阳法【实验目的】1. 了解以正丁醇、渓化钠和浓硫酸为原料制备正渓 丁烷的基本原理和方法。2 .掌握带有害气体吸收装置的加热回流操作。3.进一步熟悉巩固洗涤、干燥和蒸馅操作。【实验原理】【实验的准备】仪 器：圆底烧瓶（5（） ml、100 ml各1个）；冷凝管（直形、球形各1支）；温度计套管（1个）；短径 漏斗（1个）；烧杯（80（） ml 1个）；蒸馆头（1 个）；接引管（1个）；水银温度计（150C 1 支）；锥形瓶（2个）；分液漏斗（1个）。药品： 正丁醇 5g 6.2 ml （0.068 mol）;決化钠（无水）8.3 g （0.08 m

2、ol）； 浓硫酸（d=1.84） 10 ml （0.18 mol）;10 %碳酸钠溶液、无水氯化钙。【物理常数】化 合 物 名 称分子 量性状比重(d)熔 点、 (C)沸 点 (C)折光 率(n)溶解度水乙 醇乙 瞇正T醇74.12液体0.81089.811&01.39919巧OOOO正渙T烷137.03液体1.275112.4101.61.43960.0616OOOO化 钠102.9无色立 方晶体3.2037551390可 溶略 溶不 溶浓 硫 酸9&08无色油状液体1.2410,35340(分 解)OO1-T烯56.10气体0.5946185.4 6.31.3777不 溶易 溶易 溶正T

3、瞇130,22液体0.77397.9142.41.3992 CH3CH2CH 二 CH2+H2OH2SO4 浓）+2CH3CH2CH2CH2（）H - CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH+ H2（） 控制反应温度不要过高4、后处理时，各步洗涤的目的何在？为什么要用浓硫 酸洗一次?为什么在用 饱和碳酸氢钠水溶液洗涤前， 首先要用水洗一次？答：用等体积的浓硫酸洗涤除去粗产物中未反应的原 料丁醇或溶解的副产物 烯等。有机相依次用等体积 的水 （除硫酸）、饱和碳酸氢钠溶液（中和未除尽 的硫酸）和水（除残留的碱）5. 回流在有机制备中有何优点？为什么在回流装置 中要用球形冷凝管？答：有机反

4、应很多情况下是在溶剂、原料的沸腾温度 或较高温度下进行的，为了防止溶剂、原料或产物逸 出反应体系引起损失、带来汚染及不安全因素，常需 要 采用回流装置。因为球型冷凝管冷凝面积大，各 处截面积不同，冷凝物易回流下来。6、在正渓丁烷制备实验中，硫酸浓度太高或太低会 带来什么结果？答：硫酸浓度太高：会使NaBr氧化成Br2,而Br2 不咼亲核试剂。2 NaBr+3 H2S()4(浓)Br2+S()2+2H2()+2NaHS()4 加热回流时可能有大量HBr气体从冷凝管顶端逸 出形成酸雾。硫酸浓度太低：生成的HBr量不足， 使反应难以进行。7、在正渙丁烷的制备实验中，各步洗涤的目的是什 么？答：用硫酸

5、洗涤：除去未反应的正丁醇及副产物1一 丁烯和正丁瞇。第一次水洗：除去部分硫酸及水溶性杂质。碱洗(Na2C()3):中和残余的硫酸。第二次水洗：除去残留的碱、硫酸盐及水溶性杂质。8、在臭丁烷的合成实验中，蒸馅出的镐出液中1- 渙丁烷通常应在下层，但有时可能出现在上层，为什 么？若遇此现象如何处理？答：若未反应的正丁醇较多，或因蒸縮过久而蒸出一 些氢決酸恒沸液，则液层的相对密度发生变化，1-渓 丁烷就可能悬浮或变为上层。遇此现象可加清水稀 释，使油层(1打臭丁烷)下沉。9、粗产品臭丁烷经水洗后油层呈红棕色是什么原 因？应如何处理？答：油层若呈红棕色，说明含有游离的渓。可用少量 亚硫酸氢钠水溶液洗涤

6、以除去游离渙。反应方程式 为：Br2 + NaHS()3 + H2O - 2HBr + NaHS()41()、以渓化钠、浓硫酸和正丁烷制备正決丁烷时，浓 硫酸要用适量的水稀释目的是？答：(1)降低浓硫酸的氧化性，防止副反应的产生；(2)使生成的渓化氢气体充分溶解于水中，变 成氢渙酸与正丁醇充分反应。11、写出正丁醇与氢渙酸反应制备臭丁烷的反应机 理。并说明实验中采用了哪些措施使可逆反应的平衡 向生成1-渓丁烷的方向移动？答：此反应主要是按SN2机理进行的。机理如下： 实验中采取了下列措施促使可逆反应的平衡向生成1 - 渙丁烷的方向移动。加了过量的浓硫酸。浓硫酸在此反应中除与NaBr 作用生成氢

7、渓酸外，过量的浓硫酸作为吸水剂可移去 副产物水；同时又作为氢离子的来源以增加质子化醇 的浓度，使不易离去的務基转变为良好的离去基团 H2()。加入适当过量的NiiBr。过量的NaBr在过量的硫酸 作用下就可以产生过量的氢渙酸。(3)在反应进行到适当的时候，边反应边蒸锦，移去产 物臭丁烷。12、在制备1-涣丁烷时，反应瓶中为什么要加少量的 水？水加多好不好？为什么？答：加少量水的作用：防止反应时产生大量的泡沫；减少反应中HBr的挥发；(3) 减少副产物瞇、烯的生成；(4) 减少HBr被浓硫酸氧化成Br2o加水的量不宜过多。因为正丁醇与氢渓酸反应制1-渙丁烷是可逆反应，副产物是水，增加水的量，不利

8、于可逆反应的平衡向生成1-渓丁烷的方向进行。13、加料时，为什么加了水和浓硫酸后应冷却至室 温，再加正丁醇和渓化钠？能否先使渙化钠与浓硫酸 混合，然后加正丁醇和水？为什么？ 答：因为浓硫酸加水稀释时会产生大量的热，若不经 冷却就加正丁醇和渓化钠，则在加料时，正反应和逆 反应就立即发生，不利于操作，甚至造成危险。若先 使渓化钠与浓硫酸混合，则立即产生大量的渓化氢， 同时有大量泡沫产生而冲出来，不利于操作，也不利 于反应。14、用正丁醇和氢渓酸制备1打臭丁烷，可能发生哪些 副反应？蒸馅出的粗产物中可能含有哪些杂质？答：可能发生的副反应有：粗产物中可能含有的杂质 有：正丁醇、正丁瞇、水和少量的2打臭

9、丁烷。15、用浓硫酸洗涤产品是除去哪些杂质？除杂质的依 据咼什么？答：主要是除去正丁醇、正丁瞇及水。因为醇、瞇及 水能与浓硫酸形成盐而溶在硫酸溶液中。另外浓硫酸 有吸湿性。16、不用浓硫酸洗涤粗产物，对反应产器的质量有何 影响？为什么？答：若不用浓硫酸洗涤粗产物，则在下一步蒸镭中， 正丁醇与臭丁烷由于可形成共沸物（b.p. 98.6 0C,含正丁醇13%）,难以除去，使产品中仍然含有正丁醇杂质。17. 蒸馆粗产物时，应如何判断渙丁烷是否蒸完?答：可以从下列几方面进行判断: 蒸出液是否由浑浊变为澄清； 反应瓶上层油层是否消失;取一支试管收集几滴馅液，加小许水振动，观察有无油珠出现，若无则表明有机

10、物已被蒸完。1久加热后，反应瓶中的内容物常常出现红棕色，这是什么缘故?蒸完粗产品后，残留物为什么要趁热倒出反应瓶?答：加热后，反应瓶中的内容物常常出现红棕色，这是由于反应过程中，渙化氢被浓硫酸氧化成渓溶在了 内容物中的缘故。蒸馅粗产物后，残留物趁热倒出反 应瓶，否则，反应瓶中的残留物亚硫酸氢钠冷却后结 块，很难倒出来。1沢粗产品用浓硫酸洗涤后，为什么不直接用饱和碳酸氢钠洗涤而要用水洗，然后加饱和碳酸氢钠洗涤?答：这是因为刚用浓硫酸洗过的产品还含有不少浓硫 酸（包括漏斗壁），若直接用饱和碳酸氢钠中和，则由 于酸的量太多，酸碱中和产生大量的热，同时有大量 的二氧化碳产生，极易在洗涤时溅出甚至冲出液体， 不易操作，也造成产品的损失。为了使该中和反应不 致于这么剧烈，故在加饱和碳酸氢钠之前，用水洗涤 产品及其漏斗壁上的大部分浓硫酸。2()、在本实验操作中，如何减少副反应的发生？ 答：加料时，在水中加浓硫酸后待冷却至室温， 再加正丁醇和渓化钠； 渓化钠要研细，且应分批 加。反应过程中经常振摇，防止渓化钠结块和使反应 物充分接触；严格控制反应温度，保持反应液呈 微沸状态；(4)加料时加适量的水稀释浓硫酸。21