坎尼查罗(Cannizzaro)反应：苯甲醇和苯甲酸的制备-新版课件.ppt
Cannizzaro反应-——苯甲酸和苯甲醛
Cannizzaro反应—苯甲醇和苯甲酸一、实验目的1、掌握苯甲醇和苯甲酸的制备；2、学习Cannizzaro（康尼扎罗）反应原理；3、熟练掌握实验中的萃取、洗涤等基本操作。
二、实验原理1、苯甲酸和苯甲醇的相关性质2、Cannizzaro反应及反应机理没有α-氢的醛，如苯甲醛，在强碱作用下，会发生分子间的氧化还原反应，一分子被还原成苯甲醇，另一分子被氧化成苯甲酸，即Cannizzaro反应。
反应机理：3、本实验的相关反应主反应：副反应：4、刚果红试纸刚果红试纸是由刚果红溶液浸泡制成。
刚果红呈枣红色粉末状，能溶于水和酒精，遇酸呈蓝色。
它不仅能作染料，也用作指示剂。
刚果红是酸性指示剂，变色范围为3.5到5.2，碱态为红色，酸态为蓝紫色。
有人认为刚果红毒性很大，其实是错误的。
刚果红能做为药剂成分．三、实验装置示意图四、实验步骤1、加料，歧化反应：100ml锥形瓶中，加18gKOH ，18ml 水和10ml苯甲醛，该反应是两相反应，不断振摇是关键。
得白色糊状物。
静置2、萃取，分离：加水溶解，置于分液漏斗中。
每次用20ml乙醚萃取，共萃取水层3次（萃取苯甲醇），水层保留。
3、洗涤醚层：依次用亚硫酸氢钠(饱和)、10%碳酸钠、水各5ml洗涤醚层。
除去苯甲醛, 酸性亚硫酸氢钠盐4、干燥，蒸馏：用无水硫酸镁干燥半小时。
水浴回收乙醚。
用空气冷凝管收集苯甲醇 200-204℃馏分。
N201.5396，约4-5g.5、酸化，重结晶：浓盐酸酸化使刚果红试纸变蓝，冷却析出苯甲酸。
必要时用水重结晶。
.mp.121-122℃6、测折射率五、注意事项1．如果第一步反应不能充分振摇，会影响后续反应的产率。
如混合充分，放置24小时后混合物通常在瓶内固化，苯甲醛气味消失；2．用分液漏斗分液时，水层从下面分出，乙醚层要从上面倒出，否则会影响后面的操作；3．用干燥剂干燥时，一定要澄清后才能倒在蒸馏瓶中蒸馏，否则蒸出的产物不纯；4．水层如果酸化不完全，会使苯甲酸不能充分析出，导致产物损失。
苯甲酸和苯甲醛的合成暨Cannizzaro反应
苯甲酸和苯甲醛的合成暨Cannizzaro反应作者：段璞摘要：本文是第四次合成化学实验的实验报告，主要介绍了以苯甲醛为原料进行的Cannizzaro反应制备苯甲酸与苯甲醇的方法。
反应后通过萃取分离苯甲酸与苯甲醇，并分别运用重结晶和加压蒸馏提纯两产物。
本次实验投放原料苯甲醛10mL（10.4g，0.1mol），共制得提纯产物苯甲酸4.38g、苯甲醇3.68g。
实验原理：无-α-氢的醛（如芳香醛、甲醛等）在浓碱的作用下发生歧化反应，一分子醛失去氢被氧化为酸，而另一分子醛得到氢而被还原为醇，此反应即为Cannizzaro反应。
如本次反应中使用的苯甲醛歧化反应：Cannizzaro反应的实质是羰基的亲核加成。
反应的机理是OH-对一个醛分子的羰基进行亲核进攻生成负离子，此负离子使原来醛基上的氢带着一对电子对另一分子芳香醛进行亲核加成。
反应机理如下：由于第一步反应为可逆反应，且平衡偏向反应物一侧，所以Cannizzaro反应需要非常高的碱度，常用过量一倍以上的浓度为50%的强碱。
本次反应中使用了10g氢氧化钠（0.25mol，即2.5当量）。
利用产物苯甲酸与苯甲醇在碱性溶液与乙醚中溶解度的不同（苯甲酸以苯甲酸盐的形式存在于碱液，而苯甲醇主要存在于乙醚）达到分离两种产物的效果。
接着利用未反应完全的苯甲醛易与亚硫酸氢钠反应生成α-羟基苄磺酸钠，从而达到与苯甲醇分离的效果。
反应机理如下：实验操作及现象：1.于150mL锥形瓶中称取10g氢氧化钠（0.25mol）加入10mL水。
溶解并冷却至室温后，边振摇边加入10mL苯甲醛（10.4g，0.1mol）。
加完后用称量纸封口，剧烈振摇，充分混合，数分钟后，原料凝结成固体，呈现微黄色，后逐渐变为淡粉色。
于避光处放置两礼拜。
2.取适量水溶解，转移至分液漏斗，乙醚萃取3次，每次25mL。
初次醚层呈红褐色，水层微浑浊，萃取若干次后基本澄清。
合并醚层，倒入分液漏斗中，先用10mL饱和亚硫酸氢钠洗涤；再用20mL碳酸氢钠洗涤，放出少量气泡；最后用10mL水洗。
苯甲酸和苯甲醇的制备
苯甲酸和苯甲醇的制备
将反应混合液倒入分液漏斗中，用30ml乙醚分3次萃取，合并乙 醚液。将所得的水液和醚液分别进行处理。
苯甲醇：将乙醚液倒入分液漏斗中，依次用5 ml饱和亚硫酸氢钠溶液、 10mL10％碳酸钠溶液、10mL水进行洗涤。将乙醚溶液放入一干燥小 锥形瓶中，用1~2g/10ml无水硫酸镁干燥。
注：趁热抽滤前，整套抽滤装置用热水预热！
苯甲酸和苯甲醇的制备
（五）粗产物纯化原理
1、重结晶的原理
其原理是利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同，或 在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同而达到分离提纯的目的。
2、重结晶提纯法的过程： 选择溶剂→固体溶解→除去杂质→晶体析出→晶体的收集与洗涤
→晶体干燥
苯甲酸和苯甲醇的制备
（三）实验仪器、试剂规格及物理常数表
3. 物理常数表
药品名称 分子量 性状 (mol wt)
熔点 沸点 比重 (℃) (℃) (d420)
溶解度
易溶 水(g/100ml)
苯甲醛
106.12 无色液体
‒26
179.5
1.044
乙醇、乙醚 等有机溶剂
微溶
苯甲醇
108.13
无色液体
‒15.3
苯甲酸和苯甲醇的制备
（四）实验步骤及装置图
1. 苯甲酸和苯甲醇的制备
方法二：在250ml三颈烧瓶中加入8g氢氧化钠和 30mL水，搅拌溶解。冷却后加入10mL的苯甲醛， 安装机械搅拌和回流装置，另一口塞住。开启搅拌 器，调节转速，使搅拌平稳匀速。加热回流40分钟， 停止加热，从球形冷凝管管口缓慢加入20mL蒸馏 水，混合均匀后冷却至室温。
苯甲酸和苯甲醇的制备
（四）实验步骤及装置图
实验十苯甲醇和苯甲酸的制备
实验十苯甲醇和苯甲酸的制备一、实验目的1．学习由苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸的原理和方法。
2．进一步熟悉机械搅拌器的使用。
3．进一步掌握萃取、洗涤、蒸馏、干燥和重结晶等基本操作。
4．全面复习巩固有机化学实验基本操作技能。
二、基本原理无α-H的醛在浓碱溶液作用下发生歧化反应，一分子醛被氧化成羧酸，另一分子醛则被还原成醇，此反应称坎尼扎罗反应。
本实验采用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中发生坎尼扎罗反应，制备苯甲醇和苯甲酸，反应式如下：CHO+ NaOH 2CH2OH+COONaCOONa+ HCl COOH+ NaCl三、主要试剂与仪器1．试剂苯甲醛10 mL（0.10 mol），氢氧化钠8g (0.2mol)，浓盐酸，乙醚，饱和亚硫酸氢钠溶液，10％碳酸钠溶液，无水硫酸镁。
2．仪器100mL 圆底烧瓶，球形冷凝管，分液漏斗，直形冷凝管，蒸馏头，温度计套管，温度计（250℃），支管接引管，锥形瓶，空心塞，量筒，烧杯，布氏漏斗，吸滤瓶，表面皿，红外灯，机械搅拌器。
四、主要物料的物理常数五、实验装置本实验制备苯甲醇和苯甲酸，采用机械搅拌下的加热回流装置，如图1所示。
乙醚的沸点低，要注意安全，蒸馏低沸点液体的装置如图2所示。
图1 制备苯甲酸和苯甲醇的反应装置图图2 蒸乙醚的装置图六、实验步骤1．在250mL三口烧瓶上安装机械搅拌及回流冷凝管，另一口塞住，如图1。
2．加入8g氢氧化钠和30mL水，搅拌溶解。
稍冷，加入10 mL新蒸过的苯甲醛。
3．开启搅拌器，调整转速，使搅拌平稳进行。
加热回流约40 min。
4．停止加热，从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20mL，摇动均匀，冷却至室温。
5．反应物冷却至室温后，倒入分液漏斗，用乙醚萃取三次，每次10mL。
水层保留待用。
6．合并三次乙醚萃取液，依次用5 mL饱和亚硫酸氢钠洗涤，10mL 10%碳酸钠溶液洗涤，10 mL 水洗涤。
7．分出醚层，倒入干燥的锥形瓶，加无水硫酸镁干燥，注意锥形瓶上要加塞。
苯甲醇和苯甲酸的制备实验
苯甲醇和苯甲酸的制备实验一、实验原理利用坎尼扎罗（Cannizzaro）反应由苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸。
坎尼扎罗反应是指无α－活泼氢的醛类在浓的强NaOH或KOH水或醇溶液作用下发生的歧化反应。
此反应的特征是醛自身同时发生氧化及还原作用，一分子醛被氧化成羧酸（在碱性溶液中成为羧酸酸盐），另一分子醛则被还原成醇。
主反应：机理：醛首先和氢氧根负离子进行亲核加成得到负离子，然后碳上的氢带着一对电子以氢负离子的形式转移到另一分子的羰基不能碳原子上。
二、反应试剂、产物、副产物的物理常数三、药品四、实验流程图五、实验装置图图1 磁力搅拌器图2 分液漏斗的振摇方法图3 分液漏斗图4 抽滤装置六、实验内容往锥形瓶中加 12.0g(0.21mol)氢氧化钾和12ml水，放在磁力搅拌器上搅拌，使氢氧化钾溶解并冷至室温。
在搅拌的同时分批加入新蒸过的苯甲醛，每次加入2-3ml，共加入13.5ml(约14g，0.13mol)。
加后应塞紧瓶口，若锥形瓶内温度过高，需适时冷却。
继续搅拌60min，最后反应混合物变成白色蜡糊状。
(1)苯甲醇向反应瓶中加入大约45ml水，使反应混合物中的苯甲酸盐溶解，转移至分液漏斗中，用45ml 乙醚分三次萃取苯甲醇，合并乙醚萃取液。
保存水溶液留用。
依次用15ml25%亚硫酸氢钠溶液及8ml水洗涤乙醚溶液，用无水硫酸镁干燥。
水浴蒸去乙醚后，继续蒸馏，收集产品，沸程204-206℃，产率为75%。
纯苯甲醇有苦杏仁味的无色透明液体。
沸点bp=205.4℃，折光率=1.5463。
(2)苯甲酸在不断搅拌下，往留下的水溶液中加入浓盐酸酸化，加入的酸量以能使刚果红试纸由红变蓝为宜。
充分冷却抽滤，得粗产物。
粗产物用水重结晶后晾干，产率可达80%。
纯苯甲酸为白色片状或针状晶体。
熔点mp=122.4℃。
（一）制备阶段1.准备锥形瓶：一只100ml锥形瓶。
2.加药品与歧化反应：向锥形瓶中加 12.0g氢氧化钾和12ml水，向瓶内放入一只搅拌子，然后将锥形瓶放在磁力搅拌器上搅拌，使氢氧化钾溶解并冷至室温。
苯甲醇和苯甲酸的制备
苯甲醇和苯甲酸的制备
实验目的
1.学习用坎尼札罗（Cannizzaro）反应制苯甲醇 和苯甲酸的原理和方法； 2. 2.掌握低沸点易燃有机物及高沸点有机物的蒸馏 技术； 3.复习固体有机物的分离纯化。
实验原理
不含α-氢原子的醛在浓碱作用下，能发生自 身的氧化还原反应，即Cannizzaro反应。反应时 一分子醛被氧化成羧酸（在碱性溶液中为羧酸 盐）；另一分子醛则被还原为醇。 本实验为苯甲醛在浓氢氧化钾作用下，生成 苯甲醇和苯甲酸钾。反应混合物加水溶解后，用 乙醚加以萃取，乙醚层经洗涤、干燥、蒸馏，得 到苯甲醇。水层经酸化得到苯甲酸。
反应方程式： 反应方程式：
CHO 浓KOH CH2OH + COOK
C注意事项
1.苯甲醇的制备 苯甲醇的制备
饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤醚层的目的何在？ 蒸馏乙醚对实验装置有何要求？ 为何在蒸馏苯甲醇时要换用空气冷凝管？
2.苯甲酸的制备 苯甲酸的制备
如何保证苯甲酸的产量？
苯甲酸和苯甲醇的制备
过滤
醚溶液 （苯甲醇205 ℃ +乙醚34.6℃） 热水浴加热 蒸馏
残液产物 （苯ຫໍສະໝຸດ 醇）（氧化、萃取剂）五、实验步骤
水层（④）
浓盐酸 酸化
白色沉淀 刚果红试纸变蓝 充分冷却 粗产物的一半重结晶 苯甲酸析出完全 抽滤 苯甲酸粗产物 用水重结晶
苯甲酸
六、思考问答
1. 试比较Cannizzaro 反应与羟醛缩合反应在醛的结构上有 何不同？怎样利用Cannizzaro 反应将苯甲醛全部转化成 苯甲醇？
沸点
Boiling Point
熔点
Melting Point
密度
Density （g/mL）
折光率
Refractive Index
溶解度
Solubility
苯甲醛
C7 H6 O
106.12
178.1℃
-26℃
1.0415
1.5455
微溶于水 （0.6wt，20℃）
苯甲醇
C7 H8 O
108.14
205℃
苯甲酸和苯甲醇的制备
一、实验目的
1. 掌握Cannizzaro 反应制备苯甲酸和苯甲醇的原 理与方法； 2.通过萃取分离粗产物，熟练掌握洗涤、蒸馏及重 结晶等纯化技术。
二、实验原理
无α-氢的醛类（如芳香醛、甲醛等）和浓的强碱溶液作 用时，发生分子间的自氧化还原反应，一分子醛被还原 成醇，另一分子醛被氧化成酸，此反应称为Cannizzaro 反应。如：
水层 ④ 此反应为非均相的，反应过程可间 隔一定时间振摇反应瓶。
醚层 ③
五、 实验步骤
醚层（醇、醛） （①②③）
5mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤（醛） 醚层 10mL10%碳酸钠溶液 醚层 10mL水 醚层 无水硫酸镁 或无水碳酸甲干燥 过滤、蒸馏装置（包括沸 石）需干燥。 洗涤 水层 洗涤 粗产物 水层 空气浴加热 204～206℃ 馏分 蒸馏 乙醚 （回收） 水层
苯甲醇及苯甲酸的制备
4. 合并有机层和萃取液， 10 mL饱和亚硫酸氢钠、 15 mL10%碳酸钠溶液及10 mL水各洗涤一次。
5. 用无水硫酸镁干燥 6. 蒸馏，先蒸出乙醚（蒸出的乙醚倒回原试剂瓶 ），收集204~207℃的馏分为苯甲醇。
注意：蒸出乙醚后需放掉冷凝水
7. 乙醚萃取后的水溶液用50%的硫酸酸化到ph=2 （大约用15~20 mL ），冷却，抽滤得苯甲酸。
注意：Ⅰ两相反应，必须充分搅拌或间歇振摇 Ⅱ因使用强碱，回流中间需转动几次冷凝器，防止回流完沾 在起，取不下来。
3. 冷却，加入25 mL 水，以溶解苯甲酸钠，并转入 分液漏斗，用20 mL 乙醚淋洗反应瓶，并将醚液 转入分液漏斗，分出有机层，水层用乙醚提取2次 （ 15 mL 、10 mL）。
注意：水层要保留
5
实验二
一、实验原理
苯甲醇及苯甲酸的制备
坎尼扎罗（Cannizzaro）反应
芳醛和无α-氢的醛（如甲醛、三甲基乙醛等）在浓碱的 作用下发生自身氧化还原反应，即一分子醛被氧化成酸，另 一分子醛被还原为醇，这种反应称为歧化反应，又叫坎尼扎 罗（Cannizzaro）反应。
2 CHO 浓NaOH CH2OH COONa H+ COOH
注意：苯甲酸为下一实验原料
4
四、问题：
1.各步洗涤的目的是什么？ 2.在利用坎尼扎罗反应制备苯甲酸苯甲醇的实验中， 为什么苯甲醇产率会过低？ 答：苯甲醛容易被直接氧化为苯甲酸，一般使用的 苯甲醛中就有少量的苯甲酸，而且在反应过程中 也有一些苯甲醛被氧化。所以该实验一般得到的 苯甲酸较多，而苯甲醇产率较低。
1
Cannizzaro反应的实质是羰基的亲核加成反应。
机理：
Ar Ar C OH H
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《实验化学二》 《有机化学实验》
精选
实验目的
• 了解Cannቤተ መጻሕፍቲ ባይዱzzaro反应的原理与应用，加深 对羰基亲核反应的理解；
• 掌握萃取、蒸馏、过滤、重结晶等基本操 作。
精选
实验原理
• 不含α-活泼氢的醛类在浓的强碱作用下，可 以发生分子间自身氧化还原反应，一分子 醛被氧化成酸，而另一分子醛则被还原为 醇，此反应称为坎尼查罗反应。例如:
精选
试剂
• 21g （20mL，0.2mol）苯甲醛（新蒸）， 18g（0.32mol）氢氧化钾，乙醚，10％碳 酸钠溶液，浓盐酸
精选
步骤
• 在125ml锥形瓶中配制18g氢氧化钾和18ml水的溶液，冷 至室温后，加入20ml蒸过的
• 苯甲醛。用橡皮塞塞紧瓶口，用力振摇[1]，使反应物充分 混合，最后成为白色糊状物，放置24h上。
• 向反应混合物中逐渐加入足够量的水（约65ml），不 断振摇使其中的苯甲酸盐全部溶解。
• 将溶液倒入分液漏斗，每次用20mL乙醚萃取三次（萃取 出什么？）。合并乙醚萃取液，依次用10ml饱和亚硫酸氢 钠溶液、10mL 10％碳酸钠溶液及10mL水洗涤，最后用 无水硫酸镁或无水碳酸钾干燥。
• 干燥后的乙醚溶液，先在水浴上蒸去乙醚，再换上空气冷 凝管蒸馏苯甲醇，收集204一206℃的馏分，产量约8～ 8.5g。
• 甲醛气味消失。
精选
思考题
• 1. 试比较cannizzaro反应与羟醛缩合反应在醛 的结构上有何不同？
• 2. 本实验中两种产物是根据什么原理分离提纯 的？用饱和的亚硫酸氢钠及10％碳酸钠溶液洗 涤的目的何在？
• 3. 乙醚萃取后的水溶液，用浓盐酸酸化到中 性是否最适当？为什么？不用试纸或试剂检验， 怎样知道酸化已经恰当？
• 4. 写出下列化合物在浓碱存在下发生 cannizzaro反应的产物。
精选
精选
• 纯粹苯甲醇的沸点为205℃，折光率 n1.5396。
• 乙醚萃取后的水溶液，用浓盐酸酸化至 使刚果红试纸变蓝。充分冷却使苯甲酸析 出完全，
• 抽滤，粗产物用水重结晶，得苯甲酸8.5一 9.5g。熔点121一122℃。
• 纯粹苯甲酸的熔点为122.4℃。
精选
附注
• 充分摇振是反应成功的关键。如混合充分， 放置24h后混合物通常在瓶内固化，苯
CHO
2
+ KOH
CH2OH
COOK
+
精选
• 反应中只有一半的醛转变成醇，，而另一 半醛转变成酸。甲醛是所有醛中还原性最 强的醛，如欲使上述这些醛都转变成醇， 则可以用这些醛和稍为过量的甲醛 （1.3:lmol）反应，即可使所有醛还原成醇， 而甲醛则被氧化成甲酸。在Cannizzaro 反 应中一分子醛失去氢被氧化，另一个醛得 到氢被还原。这种分子间的氢转移反应又 叫歧化反应。