正溴丁烷的制备
Preparation of butyl bromide
实验课时:5学时
实验类型:综合性合成实验
教学对象:应化、制药、化工、医学八年制、材料、生物等专业
一、实验目的与要求
1(学习以溴化钠、浓硫酸和正丁醇制备1,溴丁烷的原理和方法。
2(练习连有气体吸收装置的加热回流操作和液体干燥操作。
3(巩固分液漏斗洗涤液体的方法。
4(巩固蒸馏操作。
二、实验原理
主反应:HBr + NaHSONaBr + HSO424
HSO24n-CHCHCHCHOH + HBrCHCHCHCHBr + HO322232222
HSO24副反应:CHCHCHOHn-CHCHCHCH=CH + HO32223222
HSO24(CHCHCHCH)O + HOn-CHCHCHCHOH3222223222
Br + SO +2HOSO2HBr + H22224 三、物理常数
2020正丁醇 (n- butanol):分子量 74.12，沸点117.7?, n 1.3992 d 0.8098。溶于D4水、苯，易溶于丙酮，与乙醇、丙酮可以任何比例混合。20?时，本品在水中的溶解度(质量分数)7.7%。是一种用途广泛的重要有机化工原料。
2020正溴丁烷(n—bromobutane):分子量 138.9，沸点101.6?, n 1.4399 , d 1.2764,D4无色液体,不溶于水,易溶于醇、醚，是一种有机合成原料。
四、内容提要
以正丁醇、溴化钠、浓硫酸为主要原料，经亲核取代反应制备正溴丁烷。然后经萃取与洗涤、液体化合物的干燥、蒸馏等基本操作，分离提纯得正溴丁烷。以5g正丁醇计，理论产量9.37g。
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五、教学要点
1(重点与难点
重点:粗产物的制备和分离;难点:反应产物的洗涤
2(操作要点和说明
(,) 浓硫酸用水稀释，摇动混合物均匀冷却至室温，然后才加料(为什么,);加料时，不要让溴化钠粘附在烧瓶璧;
(,) 勿使导气漏斗全部埋入水中(为什么);
(,) 小火加热回流，并经常摇动装置(怎么摇,)，否则反应混合物很快颜色变深，甚至
产生少量碳渣。操作情况良好时油层仅成浅黄色，冷凝管顶端无溴化氢逸出。 (,) 改为蒸馏时，需重新放入沸石;为防止蒸馏温度过高，建议用温度计控制蒸汽的温
度，当升至105?左右而馏出液增加甚慢时或反应瓶中的油层消失时即可停止蒸馏。 (,) 洗涤产物时，要注意所需组分在哪一层，不要搞错～(如何判断,) (,) 用浓硫酸洗涤粗产物时，所用分液漏斗必须干燥(为什么,); (,) 使用浓硫酸注意安全。酸液回收至指定瓶中(环境保护)。
3(操作示范
(,)回流-气体吸收装置;(,)指名演示分液漏斗的使用并强调要点(若单独开了萃取实验)
为防止溴化氢逸出，最好预先安装好气体吸收装置。巡回指导:
4(巡回指导 重点:回流-气体吸收装置;洗涤与分液，液体干燥
六、思考题及简要解答
1(加料时，先使溴化钠和浓硫酸混合，然后再加正丁醇和水，行不行,为什么,
,,,242224答:不行。因为:2NaBr + 3 HSOBr+ SO+ 2 HO + 2 NaHSO 2(反应后的产物中可能含有哪些杂质,各步洗涤目的何在,用浓硫酸洗涤时为何需用干燥的分液漏斗,
994422442答:可能含有杂质为:n,CHOH， (n,CH)O，HBr， HSO，NaHSO，HO 各步洗涤目的:
94?水洗除HBr、大部分n,CHOH
99424?浓硫酸洗去(n,CH)O，余下的n,CHOH
24?再用水洗除大部分HSO
324?用NaHCO洗除余下的HSO
34?最后用水洗除NaHSO与过量的NaHCO等残留物
用浓硫酸洗时要用干燥分液漏斗的目的是防止降低硫酸的浓度，影响洗涤效果。 如果1-溴丁烷中含有正丁醇，蒸馏时会形成前馏分(1-溴丁烷-正丁醇的恒沸点98.6?,含正丁醇13%),而导致精制产率降低。
3(用分液漏斗洗涤产物时，产物时而在上层，时而在下层，你用什么简便方法加以判断, 答:从分液漏斗中倒出一点上层液或放出一点下层液于一盛水试管中，看是否有油珠出现来判断。
4(写出无水氯化钙吸水后所起化学变化的反应式，为什么蒸馏前一定要将它过滤掉, 由于无水氯化钙能与水可逆地结合生成2，4，6-水合物，因而蒸馏前要将它过滤掉。 5( 回流加热后反应瓶中的内容物呈红棕色，这是什么缘故,蒸馏正溴丁烷后，残余物应趁热倒入烧杯中，何故,
答:氢溴酸被硫酸氧化生成的溴;硫酸氢钠固体析出，不便清洗。
七、参考书
1(兰州大学，复旦大学合编(有机化学实验(第二版)(北京:高等教育出版社(1994 2(周科衍，高占先主编(有机化学实验(第三版)(北京:高等教育出版社
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