8实验七 正溴丁烷的制备.doc

Experiment 7 Preparation of n-bromobutane
计划学时:6学时
[实验目的]
1、学习以溴化钠、浓硫酸和正丁醇反应制备正溴丁烷的原理与方法。
2、掌握回流反应及气体吸收装置的安装和使用。
[实验重点] 卤代烃的制备方法
[实验难点] 正溴丁烷粗产物的提纯:即分步多次洗涤和简单蒸馏。
[教学内容]
一、实验原理
卤代烷制备中的一个重要方法是由醇和氢卤酸发生亲核取代(nucleophilic substitution reaction)来制备。反应一般在酸性介质中进行。实验室制备正溴丁烷是用正丁醇与氢溴酸反应制备,由于氢溴酸是一种极易挥发的无机酸,因此在制备时采用溴化钠与硫酸作用产生氢溴酸直接参与反应。在该反应过程中,常常伴随消除反应和重排反应的发生。
该反应方程式为:(插入讲解反应机理)
二、实验仪器及药品
仪器:100 mL 的圆底烧瓶、球形冷凝管、长颈玻璃漏斗、烧杯等
所需药品: g( mL, mol)正丁醇(M = ),13 g( mol)无水溴化钠(M = ),浓硫酸,饱和碳酸氢钠溶液,无水氯化钙
三、实验步骤
1、投料
在圆底烧瓶中加入10 mL水,再慢慢加入14 mL浓硫酸,混合均匀并冷至室温后, mL正丁醇和13 g溴化钠,充分振荡后加入几粒沸石。(硫酸在反应中与溴化钠作用生成氢溴酸,氢溴酸与正丁醇作用发生取代反应生成正溴丁烷。硫酸用量和浓度过大,会加大副反应进行;若硫酸用量和浓度过小,不利于主反应的发生,即氢溴酸和正溴丁烷的生成)
投料注意事项:
(1)加料顺序不能颠倒。应先加水,再加浓硫酸,依次是醇,NaBr。加水的目的是:减少HBr的挥发;防止产生泡沫;降低浓硫酸的浓度,以减少副产物的生成。
(2)在此过程中要不断的摇晃,水中加浓硫酸时振摇,是防止局部过热;加正丁醇时混匀,是防止局部炭化;加NaBr时振摇,是防止NaBr结块,影响HBr的生成。
2、加热回流
在烧瓶上装上冷凝管,并在冷凝管上接一个气体吸收装置,用电热套加热回流1 h。
注意:在回流过程中要不断的摇动烧瓶。因为是两相反应,通过摇动增加反应物分子的接触几率。
3、分离粗产物
待反应液冷却后,改回流装置为蒸馏装置(用直形冷凝管冷凝),蒸出正溴丁烷粗产品。注意:判断粗产物是否蒸完。
判断的标准:
馏出液由浑浊变澄清;
蒸馏烧瓶内油层(上层)消失;
c、取几滴馏出液,加少量水摇动,如无油珠,表示已蒸馏完毕。
4、粗产物的洗涤和干燥
将馏出液移至分液漏斗中,加入等体积的水洗涤(由于正溴丁烷的密度大于水,固产物在下层),静置分层后,将产物转入另一干燥的分液漏斗中,用等体积的浓硫酸洗涤(除去粗产物中的少量未反应的正丁醇及副产物正丁醚、1-丁烯、2-丁烯。尽量分去硫酸层(下层)。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)洗涤后,转入干燥的锥形瓶中,加入1—2g的无水氯化钙干燥,间歇摇动锥形瓶,直到液体清亮为止。
注:(1) 正丁醇和正溴丁烷可形成共沸物(℃,含正丁醇13%),故必须除净正丁醇。(2) 无水氯化钙干燥时,不仅可除去水分,还可除去醇类,因为醇类化合