实验六 正丁醚的制备及表征

实验六正丁醚的制备及表征一、实验目的1、 掌握醇分子间脱水制备醚的反应原理和实验方法。2、 学习共沸脱水的原理和分水器的实验操作。3、 巩固分液漏斗的操作。二、实验原理正丁醚常采用浓硫酸催化正丁醇进行分子间脱水的方法制备。H2S04、反应2〔也地吐二卜2曲■ 亠(CH.CH2CH23l-2).0十H：0畐IJ反应：CH3CH2CH2CH2OH比汨4.c2h5ch=ch2+h2o本实验、反应为可逆反应，为了提高产率，利用正丁醇能与生成的正丁醚及水形成共沸物的特性，可把生成的水从反应体系中分离出来。三、药品和仪器药品名称分子量(molwt)用 量(ml、g、mol)熔点(°C)沸点(C)比重(d420)水溶解度(g/100ml)正丁醇74.1231ml(0.34mol)117.70.80987.9正丁醚130.231420.7689不溶于水浓硫酸984.5ml1.84易溶于水其它药品50%硫酸、无水氯化钙仪器：100ml三口瓶，球形冷凝管，分水器，温度计，125ml分液漏斗，50ml蒸馏瓶。四、实验装置(如下图所示)分水器图1、反应装置图反应装置图温度计球形冷凝管图2、简易蒸馏装置图分水器图1、反应装置图反应装置图温度计球形冷凝管图2、简易蒸馏装置图三口瓶图3、常压蒸馏装置图正丁醇+浓H2SO4+沸石反应混合物、倒入冷水中分离（上层）醚层（粗产物）水层（下层）弃去50%HSO2酸洗涤后分离J水洗涤分离＞醚层无水CaCl2＞干燥 蒸馏提纯（收集139-142C馏分）干燥I五、实验操作在100ml三口烧瓶中，加入31ml正丁醇＞4.5ml浓硫酸和几粒沸石，摇匀后，一口装上温度计，温度计插入液面以下，另一口装上分水器，分水器的上端接一回流冷凝管。先在分水器内放置（V—4.0）mI水，另一口用塞子塞紧。然后将三口瓶放在石棉网上小火加热至微沸，进行分水。反应中产生的水经冷凝后收集在分水器的下层，上层有机相积至分水器支管时，即可返回烧瓶。大约经1.5h后，三口瓶中反应液温度可达134一136C。当分水器全部被水充满时停止反应。若继续加热，则反应液变黑并有较多副产物烯生成。将反应液冷却到室温后倒人盛有50mI水的分液漏斗中，充分振摇，静置后弃去下层液体。上层粗产物依次用25ml水、15ml5%氢氧化钠溶液、15ml水和15ml饱和氯化钙溶液洗涤，用1—2g无水氯化钙干燥。（或者采用如下方式：待反应混合物稍冷后，拆除分水器，将仪器改装成图2所示简易蒸馏装置，加2粒沸石，进行蒸馏至无馏出液为止。将馏出液放人分液漏斗中，静置后分去水层。粗产物用两份冷的15ml50%硫酸洗涤两次，再用水洗涤两次，最后用1—2g无水氯化钙干燥。）干燥后的产物倾入50ml蒸馏烧瓶中按图3所示装置蒸馏，收集140—144cC馏分，产量7—8go六、正丁醚的表征1、正丁醚沸点的测定 b.p142.4oC2、正丁醚折光率的测定nD20=1.39923、正丁醚红外光谱的测定与分析。如图所示。将合成的正丁醚的红外光谱图与标准样的红外光谱图对比，如两者一致，则可确定产物为正丁醚。回收产品，并记录产品质量，计算产率。七、实验注意事项1、加料时，正丁醇和浓硫酸如不充分摇动混匀，硫酸局部过浓，加热后易使反应溶液变黑。2、 本实验根据理论计算失水体积为3ml,但实际分出水的体积略大于计算量，故分水器放满水后先放掉约4.0ml水。3、 制备正丁醚的较宜温度是130—140°C，但开始回流时，这个温度很难达到，因为正丁醚可与水形成共沸点物（沸点94.1C含水33.4%）；另外，正丁醚与水及正丁醇形成三元共沸物（沸点90.6C，含水29.9%，正丁醇34.6%），正丁醇也可与水形成共沸物（沸点93C，含水44.5%），故应在100—115C之间反应半小时之后可达到130C以上。本实验利用恒沸混合物蒸馏方法，采用分水器将反应生成的水层上面的有机层不断流回到反应瓶中，而将生成的水除去。在反应液中，正丁醚和水形成恒沸物，沸点为94.1C，含水33.4%。正丁醇和水形成恒沸物，沸点为93C，含水45.5%。正丁醚和正丁醇形成二元恒沸物，沸点为117.6C,含正丁醇82.5%。此外正丁醚还能和正丁醇、水形成三元恒沸物，沸点为90.6C,含正丁醇34.6%，含水29.9%。这些含水的恒沸物冷凝后，在分水器中分层。上层主要是正丁醇和正丁醚，下层主要是水。利用分水器可以使分水器上层的有机物流回反应器中。4、 在碱洗过程中，不要太剧烈地摇动分液漏斗，否则生成乳浊液，分离困准。5、 正丁醇溶在饱和氯化钙溶液中