乙酰苯胺的制备与重结晶实验思考题

乙酰苯胺的制备为什么反应时要控制分馏柱顶温度在105°C左右，若高于此温度有什么不好？为了让生成的水蒸出，而又尽可能地让沸点接近的醋酸（b.p117.9）少蒸出来，本实验采用较长的分馏柱进行分馏且控制分馏柱顶温度在105C左右。若高于此温度则会造成反应原料醋酸的损失乙酰苯胺的制备反应完成应产生几毫升水，为什么实际收集液体远多于理论量，0.0505x18=0.909ml因为醋酸的沸点是118°C,虽然高于水的沸点，但是醋酸易挥发，，在加热的同时会有醋酸蒸发出来，经过冷凝后而收集下来，所以要比理论值多。用醋酸直接酰化和用醋酸酐进行酰化各有什么特点，除此之外，还有什么酰化试剂？醋酸的优点：不与被提纯物质发生化学反应；溶剂易挥发，易与结晶分离除去，能给出较好的结晶；价格低、毒性小、易回收、操作安全。缺点：反应较慢醋酸酐的优点：1、醋酸酐容易断键，反应较快2、醋酸酐能吸水，有利于反应的进行3、无副反应，生成物较纯。缺点：容易水解除此之外还有酰氯可作为乙酰化试剂本实验利用什么原理来提高乙酰苯胺的产率？本反应是可逆的，为提高平衡转化率，加入了过量的冰醋酸，同时不断地把生成的水移出反应体系，可以使反应接近完成。重结晶1、 重结晶法一般包括哪几个步骤？各步骤的主要目的如何？答：一般包括：（1）选择适宜溶剂，制成热的饱和溶液。（2）热过滤，除去不溶性杂质（包括脱色）。（3）抽滤、冷却结晶，除去母液。（4）洗涤干燥，除去附着母液和溶剂。2、 某一有机化合物进行重结晶，最适合的溶剂应该具有哪些性质？答：（1）与被提纯的有机化合物不起化学反应。（2）因对被提纯的有机物应具有热溶，冷不溶性质。（3）杂质和被提纯物质，应是一个热溶，一个热不溶。（4）对要提纯的有机物能在其中形成较整齐的晶体。（5）溶剂的沸点，不宜太低（易损），也不宜太高（难除）。3、 加热溶解待重结晶的粗产物时，为什么要加入溶剂的量要比计算的略少?然后逐渐添加至恰好溶解，最后再加入少量的溶剂，为什么？这样主要是为了形成一个饱和溶液，（刚好溶解）为了以后冰水浴或冷却结晶的时候可以使晶体很快很好的析出来。如果加入过量的溶剂，溶液不饱和，冷却结晶时不利于晶体的析出4、用活性炭脱色为什单要待固体物质完全溶解后才加入？为什么不能在溶液沸腾时加入？是否可以直接向热的溶液中加入活性炭？答：活性炭可吸附有色杂质、树脂状物质以及均匀分散的物质。因为有色杂质虽可溶于沸腾的溶剂中，但当冷却析出结晶体时，部分杂质又会被结晶吸附，使得产物带色。所以用活性炭脱色要待固体物质完全溶解后才加入，并煮沸5—10min。要注意活性炭不能加入已沸腾的溶液中，以一免溶液暴沸而从容器中冲出。5、将溶液进行热过滤时，为什么要尽可能减少溶剂的挥发？如何减少其挥发？答：溶剂挥发多了，会有部分晶体热过滤时析出留在滤纸上和漏斗颈中，造成损失，若用有机溶剂，挥发多了，造成浪费，还污染环境。为此，过滤时漏斗应盖上表面皿(凹面向下)，可减少溶剂的挥发。盛溶液的容器，一般用锥形瓶(水溶液除外)，也可减少溶剂的挥发。6、 用抽气过滤法收集气体时，为什么在关闭水泵前，要先打开安全瓶活塞或打开水泵和吸滤体系是负压状态，不先通大气直接关泵就发生倒吸了啊7、 在布氏漏斗中用溶剂洗涤固体时应该注意些什么？答：用重结晶的同一溶剂进行洗涤，用量应尽量少，以减少溶解损失。如重结晶的溶剂的熔点较高，在用原溶剂至少洗涤一次后。可用低沸点的溶剂洗涤，使最后的结晶产物易于干燥，(要注意此溶剂必须能和第一种溶剂互溶而对晶体是不溶或微溶的8、 使用有机溶剂重结晶时，哪些操作容易着火？怎样才能避免呢？答：有机溶剂往往不是易燃就是有一定的毒性，也有两者兼有的，操作时要熄灭邻近的一切明火，最好在通风橱内操作。常用三角烧瓶或圆底烧瓶作容器，因为它们瓶口较窄，溶剂不易发，又便于摇动，促使固体物质溶解。若使用的溶剂是低沸点易燃的，严禁在石棉网上直接加热，必须装上回流冷凝管，并根据其沸点的高低，选用热浴，若固体物质在溶剂中溶解速度较慢，需要较长时问，也要装上回流冷凝管，以免溶剂损失。9、 重结晶操作的目的是获得最高回收率的精制品，解释下列操作为什么会得到相反的效果：在溶解时用了不必要的大量溶剂。过量溶剂会造成溶液浓度过低，降低温度时结晶析出的量一定会少量。抽滤得到的结晶在干燥之前没有用新鲜的冷溶剂洗涤。抽滤得到的结晶在干燥前用新鲜的热溶剂洗涤。溶质重新溶解，使收率严重偏低但继续结晶后常常会使含量提高-相当于二次重结晶。活性炭用量过大。产品大量损失，来自于活性炭的杂质会增加。所以在重结晶的时候，最好是用好的活性炭，少量，也叫做抛光。结晶是从油状物的固话凝块粉粹得到的，而此油状物原来是从热溶液中析出的。将热过滤得到的热溶液立即放入冰水中加速结晶答案比较粗略，不太完整。有些答案没有额o_O

乙酸乙酯的制备［适用对象］中药学（知识产权保护方向）、中药资源与开发、环境科学、药学、药物制剂、中药学、制药工程、中药学（国际交流方向）专业［实验学时］8学时一、实验目的了解从有机酸合成酯的一般原理及方法。掌握蒸馏。分液漏斗的使用等操作。二、实验原理反应式：CfCOOH + c2h5oh ^^^^°4ch3cooc2h5 +HO3 25 110-140 2副反应：浓H2so42Ch3ch2oh •-140-ch3ch2och2ch3+h2o浓H浓H2so4CH3CH2OH [O]aCH3CHO+1浓H2SO4[O]so2+h2oCH3COOHso2+h2o h2so3三、仪器设备三颈瓶、滴液漏斗、温度计、蒸馏弯管、直形冷凝管、锥形瓶、分液漏斗、蒸馏瓶、相关知识点本实验所采用酯化方法，仅适用于合成一些沸点较低的酯类。优点是能连续进行，用较小容积的反应瓶制得较大量的产物。对于沸点较低的酯类，若采用相应的酸和醇回流加热来制备，常常不够理想。滴液漏斗使用前，活塞涂上凡士林，并用橡皮筋固定，检查是否漏液，以免漏液，引起火灾。温度不宜过高，否则会增加副产物乙醚的含量。滴加速度太快会使醋酸和乙醇来不及作用而被蒸出。同时，反应液的温度会迅速下降，不利于酯的生成，使产量降低。用碳酸钠饱和溶液除去醋酸，亚硫酸等酸性杂质后，碳酸钠必须洗去，否则下一步用饱和化钙溶液洗去乙醇时，会产生絮状的碳酸钙沉淀，造成分离的困难。为减少酯在水中的溶解度（每17份水溶解1份乙酸乙酯），故用饱和食盐水洗碳酸钠。乙酸乙酯与水或醇能形成二元或三元共沸物，其组成及沸点如下表：由上表可知，若洗涤不净或干燥不够时，都使沸点降低，影响产率。如果在70-72度蒸出的馏出液较多时，可另外收集，重新除醇，干燥除水和重蒸馏。a） 假如浓硫酸有机物混合不均匀，加热时往往会使有机物炭化，溶液发黑。b） 假如未冷却，低沸点的乙酸乙酯易因挥发而损失。馏出液主要是乙酸乙酯，同时含有少量水。乙醇。乙醚和乙酸五、实验步骤125ml三颈瓶中，放入12ml95%乙醇，在震摇下分批加入12ml浓硫酸使混合均匀，并加入几粒沸石。旁边两口分别插入60滴液漏斗及温度计，漏斗末端及温度计的水银球浸入液面以下，距平地0.5-1cm。中间一口装一蒸馏弯管与直形冷凝管连接，冷凝管末端连接一接液管，升入50ml具塞锥形瓶中。将12ml95%乙醇及12ml冰醋酸（约12。6克。0。21mol/L）的混合液，由60ml滴液漏斗滴入蒸馏瓶内约3—4ml。然后将三颈瓶在石棉网上用小火加热，使瓶中反应液温度升到110度，减小火焰，立即从滴液漏斗慢慢滴入其余的混合液。控制滴入速度和馏出速度大致相等（约每秒一滴）并维持反应液温度在110—120度之间。滴加完毕后，继续加热数分钟，直到温度升高到130度时不再有液体馏出为止。馏出液中含有乙酸乙酯及少量乙醇、乙醚、水和醋酸。在此馏出液中慢慢加入饱和碳酸钠溶液（约10ml），时加摇动，直至无二氧化碳气体逸出（用试纸检验，酯层应呈中性）。将混合液移入分液漏斗，充分振摇（注意活塞放气）后，静置。分去下层水溶液酯层用10ml饱和食盐水洗涤后，再每次用10ml饱和化钙饱和溶液洗涤二次。齐去下层液，酯层自分液漏斗上口倒入干燥的50ml具塞锥形瓶中，用无水硫酸镁（或无水硫酸钠）干燥。将干燥的粗乙酸乙酯滤入干燥的30ml蒸馏瓶中，加入沸石后在水浴上进行蒸馏。收集73—78°C的馏分，产量10.5—12.5克（产率57%—68%).°C,折光率1.3723。六、实验报告要求实验现象要表达正确，数据记录要完整，真实。对现象加以简要的解释，写出主要反应方程式，分标题小结或者最后得出结论。数据计算要表达清晰。针对实验中遇到的疑难问题提出自己的见解或收获。七、 思考题酯化反应有什么特点，本实验如何创造条件促使酯化反应尽量向生成物方向进行？本实验可能有哪些副反应？在酯化反应中，用作催化剂的硫酸量，一般只需醇重量的3%就够了，这里为何用了12ml?如果采用醋酸过量是否可以？为什么？八、 实验成绩评定办法主要评分点：原理描述（10%）、实验流程（20%）、调试过程（10%）、数据记录（10%）、解决问题的能力（20%）、资料搜集（10%）、实验结果（10%）、实验效果（10%）。思考题和测试题思考题1：浓硫酸的作用是什么？思考题2：加入浓硫酸的量是多少？思考题3：为什么要加入沸石，加入多少？思考题4：为什么要使用过量的醇，能否使用过量的酸?思考题5：为什么温度计水银球必须浸入液面以下：思考题6：为什么调节滴加的速率（每分钟30滴左右）？思考题7：为什么维持反应液温度120°C左右？思考题8：实验中，饱和Na2CO3溶液的作用是什么？思考题9：实验中，怎样检验酯层不显酸性？思考题10：酯层用饱和Na2CO3溶液洗涤过后，为什么紧跟着用饱和NaCl溶液洗涤，而不用CaCl2溶液直接洗涤？思考题11：为什么使用CaCl2溶液洗涤酯层？思考题12：使用分液漏斗，怎么区别有机层和水层？思考题13：本实验乙酸乙酯是否可以使用无水CaCl2干燥？思考题14：本实验乙酸乙酯为什么必须彻底干燥？思考题答案思考题1答：在酯化反应中，浓硫酸其催化和吸水作用。思考题2答：硫酸的用量为醇用量的3%时即能起催化作用，当硫酸用量较多时，由于它能够其脱水作用而增加酯的产率。但硫酸用量过多时，由于高温时氧化作用的结果对反应反而不利。思考题3答：加入沸石的目的是防止爆沸，加入1-2粒即可。思考题4答：使平衡向生成物一方移动，使用过量的酸不好，因为酸不能与酯共沸。思考题5答：反应过程中，我们控制的是反应液的温度，所以温度计水银球必须浸入液面以下。思考题6答:若滴加速率太快则乙醇和乙酸可能来不及反应就随着酯和水一起蒸馏出，从而影响酯的产率。思考题7答：温度太高，容易发生副反应，影响产物的纯度和产率。思考题8答：使用饱和Na2CO3溶液中和反应液中残余的乙酸。思考题9答：先将蓝色石蕊试纸湿润，再滴上几滴酯。思考题10答：当酯层用饱和Na2CO3溶液洗涤过后，若紧接着就用饱和CaCl2溶液直接洗涤，有可能产生絮状的CaCO3沉淀，使进一步分离变得困难，故在这步操作之间必须水洗一下。由于乙酸乙酯在水中有一定的溶解度，为了尽可能减少由此而造成的损失，所以采用饱和食盐水进行洗涤。思考题11答：酯层中含有少量未反应的乙醇，由于乙醇和 CaCl2作用生成CaCl2-4H2O结晶化物，所以使用乙醇除去少量未反应的乙醇。思考题12答：乙酯的密度d204=0.9003,所以有机层在上层。如果不知道密度，可以向分液漏斗中加入少量水，比较上层和下层体积的变化。思考题13答：不可以，因为乙醇和CaCl2作用生成CaCl2・4H2O结晶化物。思考题14答：乙酸乙酯与水和醇分别生成二元共沸物，若三者共存则生成三元共沸物。因此，酯层中的乙醇和水除不净时，回形成低沸点共沸物，而影响酯的产率。测试题1、酯化反应有什么特点？实验中如何创造条件使酯化反应尽量向生成物的方向进行？测试题2、本实验若采用醋酸过量的做法是否合适？为什么？测试题3、蒸出的粗乙酸乙脂中主要有哪些杂质？如何除去？测试题4、实验中使用浓硫酸的作用？测试题5、能否用浓氢氧化钠溶液代替饱和碳酸钠溶液来洗涤蒸馏液？测试题6、为什么用饱和碳酸钠溶液洗涤时要小量分批加入，并不断摇动接受器？测试题7、实验中用饱和食盐水洗涤，是否可用水代替？测试题答案：测试题1答：酯化反应为可逆反应，反应进行慢且需要酸催化。为提高产率，本实验中采用增加醇的用量、不断将产物酯和水蒸出、加大浓硫酸用量的措施，使平衡向右移动。测试题2答：不合适，因为使平衡向生成物一方移动，使用过量的酸不好，因为酸不能与酯共沸。测试题3答：主要杂质有乙醚、乙醇、乙酸和水等。由于乙醚沸点低，在多次洗涤中，极易挥发掉；使用饱和的Na2CO3溶