实验二乙酰乙酸乙酯的制备.doc

实验二乙酰乙酸乙酯的制备.doc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，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：
反应机理：
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：
C2H5OH＋Na→C2H5ONa＋H2
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Na2SO4、CaCl2
【主要反应试剂及产物的物理常数】
名称
分子
质量
颜色
晶型
.
.
d420
nD20
溶解度
H2O
乙醇
乙醚
二甲苯

col lq
-



i
∞
∞
乙酸乙酯

col lq
-




∞
∞
金属钠

silvmet,cb



d
d
i
乙酰乙酸
乙酯

col lq
＜-80



1317
∞
∞
【乙酰乙酸乙酯沸点与压力的关系】
3、操作步骤
安装回流反应装置
制钠珠：（ 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。
加酯回流：迅速放入10mL（9g,）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）。
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。
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Na2SO4干燥。
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。
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】
【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