实验二乙酰乙酸乙酯的制备

实验二乙酰乙酸乙酯的制备 实验二 乙酰乙酸乙酯的制备 一、实验目的 1、学习制备乙酰乙酸乙酯的原理和 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，加深对Claisen酯缩合反应原理的理解和认识; 2、熟悉在酯缩合反应中金属钠的应用和操作; 3、复习无水操作和液体干燥; 4、了解减压蒸馏的原理和应用范围，认识减压蒸馏的主要仪器设备，并初步掌握减压蒸馏 仪器的安装和操作方法。 二、实验原理 含有α-H的酯在碱性催化剂存在下，能和另一分子酯发生缩合反应生成β-酮酸酯，这类反应称为Claisen酯缩合反应。乙酰乙酸乙酯就是通过这个反应制备的。 反应式: CHONa25+-2CHCOCH3225 Na[CHCOCHCOCH]32 225 HOAcCOCHCOCH + NaOAc32 225 CH 反应机理: OO OCCHCOCHH+CHCOCH+CHOH3252522525 OOOO CHCOCHCHCHCHCOCHCCHCOCHCOCHCOOCH +2253253225325 NaOCH25 CHCOOH3CHCOCHCOOCH + CHCOONa32253 其催化剂是乙醇钠。因为金属钠和残留在乙酸乙酯中少量乙醇(少于3%)作用后就有乙醇钠生成。乙酰乙酸乙酯的生成是经过如下一系列平衡反应: 1CHOH，Na?CHONa，H25252 2 随着反应的进行，也不断地生成了醇，所以反应就能不断地进行下去，直至金属钠消耗。乙酸乙酯中总是含有少量乙醇副产物，所以此对反应有利。但如果作原料的酯中乙醇的含量过大时，对反应也是不利的。因为Claisen酯缩合反应是可逆的，β-酮酯在醇和醇钠的作用下可分解为两分子酯，使产率降低: 三、实验部分 1、实验仪器:圆底烧瓶、分液漏斗、球形冷凝管、直形冷凝管、干燥管、减压蒸馏装置、 烧杯、锥形瓶、量筒、滴管、玻璃棒、电热套等 2、实验药品:乙酸乙酯、Na、二甲苯、HOAc(50%)、饱和NaCl、无水NaSO、CaCl242 【主要反应试剂及产物的物理常数】 溶解度 分子 颜色 2020名称 m.p. b.p. d n HO 乙乙4D2质量 晶型 醇 醚 二甲苯 106.17 col lq -25.18 144.4 0.8802 1.5055 i ? ? 13乙酸乙酯 88.12 col lq -83.6 77.1 0.9003 1.3723 8.5 ? ? 金属钠 22.99 silvmet,cb 97.82 881.4 0.968 d d i 乙酰乙酸 17130.15 col lq ,-80 180.4 1.0282 1.4194 13 ? ? 乙酯 【乙酰乙酸乙酯沸点与压力的关系】 3、操作步骤 1(安装回流反应装置 2(制钠珠:将金属0.9g(39.1 mmol)Na迅速切成薄片，放入50mL的圆底烧瓶中， 并加入10mL经过干燥的二甲苯，小火加热回流使熔融，拆去冷凝管，用橡皮塞塞 住瓶口，用力振摇即得细粒状钠珠。稍冷后将二甲苯滗入回收瓶。 3(加酯回流:迅速放入10mL(9g,102.2mmol)乙酸乙酯，反应开始。若慢可温热。 回流至钠基本消失，得橘红色溶液，有时析出黄白色沉淀(均为烯醇盐)。 4(酸化:加入50%醋酸至反应液呈弱酸性(pH=5~6)，固体未溶完可加少量水溶完。 5(分液:反应液转入分液漏斗，加等体积饱和氯化钠溶液，振摇，静置，分液。水层 (下层)用8mL乙酸乙酯萃取，萃取液和有机层合并，倒入锥形瓶中，并用适量 的无水NaSO干燥。 24 6(蒸馏:将已充分干燥的有机混合液水浴加热蒸馏出未反应的乙酸乙酯，停止蒸馏， 冷却。 7(将蒸馏得到的剩余物移至10mL圆底瓶中进行减压蒸馏，收集馏分。 【实验装置图】 干燥管 克氏蒸馏头 球形冷凝管 接真空系统 圆底烧瓶 【实验流程】 4、实验注意事项: (1)仪器干燥，严格无水。金属钠遇水即燃烧爆炸，故使用时应严格防止钠接触水或皮肤。 钠的称量和切片要快，以免氧化或被空气中的水气侵蚀。多余的钠片应及时放入装有 烃溶剂(通常二甲苯)的瓶中。 (2)本实验的关键:是所用仪器必须是干燥的，所用的乙酸乙酯必须是无水的。水的存在 金属钠易与水反应生成放出氢气及大量的热易导致燃烧和爆炸。NaOH的存在易使乙 酸乙酯水解成乙酸钠，更重要的是水的存在使金属钠消耗难以形成碳负离子中间体， 导致实验失败。 (3)摇钠为本实验关键步骤，因为钠珠的大小决定着反应的快慢。钠珠越细越好，应呈小 米状细粒。否则，应重新熔融再摇。钠珠的制作过程中间一定不能停，且要来回振摇， 使瓶内温度下降不至于使钠珠结块。 (4)醋酸不能多加，否则会造成乙酰乙酸乙酯的溶解损失。用醋酸中和时，若有少量固体 未溶，可加少许水溶解，避免加入过多的酸。 (5)体系压力(mmHg)= 外界大气压力(mmHg)— 水银柱高度差(mmHg)[开口式压 力计] (6)在系统充分抽空后通冷凝水，再加热蒸馏。一旦减压蒸馏开始，就应密切注意蒸馏情 况，调整体系内压，经常记录压力和相应的沸点值，根据要求，收集不同馏分。 (7)蒸馏完毕，移去热源，慢慢旋开螺旋夹(防止倒吸)，并慢慢打开二通活塞，平衡内 外压力，使测压计的水银柱慢慢地回复原状，(若打开得太快，水银柱很快上升，有 冲破测压计的可能)，然后关闭油泵和冷却水。 (8)液体样品不得超过容器的1/2。 (9)减压蒸馏前先抽真空，真空稳定后再慢慢升温。 (10)装仪器时，首先要求检查磨口仪器是否有裂纹。安装仪器时每一个磨口都必须配合好 同时为了提高气密性要求在磨口上涂凡士林。 四、结果与讨论 1、实验步骤及现象 制钠珠 加热后钠成熔融状态，趁热摇匀后得到小钠珠。 回流、酸化 金属钠逐渐消失，溶液呈红棕色透明液体。加入酸后先有黄白色固体生成， 继续加酸后固体消失，溶液呈黄棕色。 分液、干燥 分液干燥后得到黄棕色液体。 减压蒸馏 气压为8.2kpa，温度为31?时有前馏分蒸出，气压为4.6kpa温度为83?时 有馏分蒸出，此时开始收集产物。收集到的产物为淡黄色透明液体。 2、实验思考 (1)为什么使用二甲苯做溶剂，而不用苯或甲苯, 答:因为二甲苯:b.p.140?，苯:b.p.80.1?，甲苯:b.p.110.6?，而钠的熔化温度为97.5?，所以选用二甲苯比较好。 (2)为什么要做钠珠, 答:增大钠的比 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面积，利于反应。 (3)为什么用醋酸酸化，而不用稀盐酸或稀硫酸酸化, 答:因为用稀盐酸或稀硫酸的话，酸性太强，会增大乙酸乙酰乙酯在水中的溶解度，而醋酸的酸性比较适合。 (4)加入饱和食盐水的目的是什么, 答:降低酯在水中的溶解度，提高收率。 (5)中和过程开始析出的少量固体是什么, 答:析出的是烯醇盐。 6)乙酰乙酸乙酯沸点并不高，为什么要用减压蒸馏的方式, ( 答:因为乙酰乙酸乙酯在常压蒸馏时易分解，产生去水乙酸。所以为了减少副反应的发生，提高产率，采用减压蒸馏的方式比较好。 (7)在怎样的情况下才用减压蒸馏, 答:沸点高的物质以及在普通蒸馏时还没达到沸点温度就已分解，氧化或聚合的物质才用减压蒸馏。 (8)使用油泵减压时，实有哪些吸收和保护装置,其作用是什么, 答:油泵的结构较精密，工作条件要求较严，蒸馏时如有挥发性的有机溶剂、水、酸蒸气都会损坏泵和改变真空度。所以要有吸收和保护装置。 主要有:?冷阱:使低沸点(易挥发)物质冷凝下来不致进入真空泵;?无水CaCl干燥塔:2吸收水汽;?粒状氢氧化钠塔:吸收酸性气体;?切片石蜡:吸收烃类物质。 (9)在进行减压蒸馏时，为什么必须用热浴加热，而不能用直接火加热,为什么进行减压蒸馏时须先抽气才能加热, 答:用热浴的好处是加热均匀，可防止暴沸，如果直接用火加热的话，情况正好相反。因为系统内充满空气，加热后部分溶液气化，再抽气时，大量气体来不及冷凝和吸收，会直接进入真空泵，损坏泵改变真空度。如先抽气再加热，可以避免或减少之。 (10)当减压蒸完所要的化合物后，应如何停止减压蒸馏,为什么, 答:蒸馏完毕移去热源，慢慢旋开螺旋夹，并慢慢打开二通活塞，(这样可以防止倒吸)，平衡内外压力，使测压计的水银柱慢慢地回复原状(若放开得太快，水银柱很快上升，有冲破压力计的可能)然后关闭油泵和冷却水。