溴丁烷的制备
溴丁烷制备实验报告

一、实验目的1. 学习以正丁醇与溴化钠和浓硫酸反应制备溴丁烷的原理和方法。
2. 掌握加热回流操作和液体干燥操作。
3. 学习使用分液漏斗洗涤液体的方法。
4. 了解溴丁烷的制备过程中的安全注意事项。
二、实验原理在浓硫酸的催化作用下,正丁醇与溴化钠反应生成氢溴酸,氢溴酸再与正丁醇发生亲核取代反应,生成溴丁烷。
反应方程式如下:CH3CH2CH2CH2OH + NaBr + H2SO4 → CH3CH2CH2CH2Br + NaHSO4 + H2O三、实验仪器与试剂1. 仪器:圆底烧瓶、分液漏斗、回流冷凝管、烧杯、电热套、蒸馏装置、气体吸收装置、干燥剂等。
2. 试剂:正丁醇、溴化钠、浓硫酸、无水硫酸钠、饱和碳酸氢钠溶液、水等。
四、实验步骤1. 准备工作(1)将圆底烧瓶洗净,干燥后称量。
(2)将溴化钠和浓硫酸分别称量,并置于烧杯中。
(3)将正丁醇加入圆底烧瓶中,称量。
2. 反应(1)将称量好的溴化钠和浓硫酸加入烧杯中,充分混合。
(2)将混合液缓慢加入圆底烧瓶中的正丁醇中,边加边搅拌。
(3)将烧瓶置于电热套上,加热至回流。
(4)回流过程中,注意观察反应液的颜色变化,并适当调整加热速度。
(5)回流约30-40分钟。
3. 分离与提纯(1)待反应液冷却后,改回流装置为蒸馏装置。
(2)蒸馏过程中,注意收集沸点在101.6℃左右的馏分。
(3)将馏出液移至分液漏斗中,加入适量的水洗涤。
(4)静置分层后,将下层液体(有机层)转入另一干燥的分液漏斗中。
(5)用饱和碳酸氢钠溶液洗涤有机层,去除未反应的正丁醇和副产物。
(6)再用适量水洗涤,去除残留的碱。
(7)将洗涤后的有机层转入干燥的锥形瓶中,加入适量的无水硫酸钠干燥。
(8)过滤,收集干燥后的溴丁烷。
五、实验结果与分析1. 溴丁烷的制备根据实验结果,成功制备了溴丁烷,反应液的颜色由无色变为淡黄色。
2. 溴丁烷的物理性质通过查阅相关资料,得知溴丁烷的沸点为101.6℃,密度为1.2758 g/cm³,折射率为1.4399。
溴丁烷的制备实验报告

溴丁烷的制备实验报告溴丁烷的制备实验报告引言:溴丁烷是一种重要的有机化合物,广泛应用于化学工业中。
本实验旨在通过加热溴丁烷和溴化钠的混合物,制备溴丁烷。
实验步骤:1. 实验前准备:准备好实验所需的溴丁烷、溴化钠、无水乙醇、蒸馏装置、加热设备等。
2. 溴丁烷的制备:将溴化钠和溴丁烷按照一定的摩尔比例混合,加入适量的无水乙醇中,并放入蒸馏装置中。
通过加热,使混合物发生反应,生成溴丁烷。
3. 分离纯净溴丁烷:通过蒸馏技术,将制得的溴丁烷与其他杂质分离,得到纯净的溴丁烷。
实验结果与讨论:在实验过程中,我们观察到溴丁烷的生成反应是一个放热反应,反应进行迅速。
通过蒸馏技术,我们成功地分离出了纯净的溴丁烷。
实验结果表明,本实验方法可以有效地制备溴丁烷。
实验原理:溴丁烷的制备是一种取代反应。
溴化钠和溴丁烷在无水乙醇的存在下发生取代反应,生成溴丁烷和溴化钠的反应产物。
该反应是一个放热反应,通过加热可以促进反应的进行。
实验条件:本实验在室温下进行,使用无水乙醇作为溶剂,并加热反应混合物。
实验过程中需要注意安全,避免溴丁烷的接触和吸入,以及溴化钠的误食。
实验优化:为了提高溴丁烷的产率和纯度,可以考虑以下几个方面的优化:1. 反应温度:通过调节反应温度,可以控制反应速率和产物的纯度。
较高的温度可以加快反应速率,但也可能导致副反应的发生。
因此,需要找到适宜的反应温度。
2. 摩尔比例:溴化钠和溴丁烷的摩尔比例对反应的产率和选择性有影响。
通过调整摩尔比例,可以提高目标产物的生成率。
3. 溶剂选择:无水乙醇作为溶剂在实验中起到催化剂和溶剂的双重作用。
可以尝试其他溶剂,以提高反应效率和产物纯度。
实验应用:溴丁烷是一种重要的有机化合物,在化学工业中有广泛的应用。
它可以用作有机合成中的溶剂、催化剂和取代试剂。
此外,溴丁烷还可以用于制备其他有机化合物,如醇类、醚类和酯类化合物。
结论:通过本实验,我们成功地制备了溴丁烷,并分离出了纯净的产物。
溴丁烷的制备

实验三 1-溴丁烷的制备一、实验目的1.学习由醇制备溴代烃的原理及方法。
2.练习回流及有害气体吸收装置的安装与操作。
3.进一步练习液体产品的纯化方法——洗涤、干燥、蒸馏等操作。
二、实验原理NaBr + H 2SO 4HBr + NaHSO 4C 4H 9OH + HBrC 4H 9Br + H 2O 主反应副反应C 4H 9OHC 2H 5CHCH 2+ H 2OC 4H 9OH+ H 2O 24H 9OC 4H 9HBr + H 2SO Br 2 + SO 2 + H 2O 2424本实验主反应为可逆反应,为了提高产率一方面采用HBr 过量;另一方面使用NaBr 和H 2SO 4代替HBr ,使HBr 边生成边参与反应,这样可提高HBr 的利用率,同时H 2SO 4还起到催化脱水作用。
反应中,为防止反应物正丁醇及产物1-溴丁烷逸出反应体系,反应采用回流装置。
由于HBr 有毒害且HBr 气体难以冷凝,为防止HBr 逸出,污染环境,需安装气体吸收装置。
回流后再进行粗蒸馏,一方面使生成的产品1-溴丁烷分离出来,便于后面的分离提纯操作;另一方面,粗蒸过程可进一步使醇与HBr 的反应趋于完全。
粗产品中含有未反应的醇和副反应生成的醚,用浓H 2SO 4洗涤可将它们除去。
因为二者能与浓H 2SO 4形成佯盐:+ H 2SO 4C 4H 9OH +C 4H 9OC 4H 9H 2SO 4C 4H 9OH 2HSO 4C 4H 9OC 4H 9H HSO 4如果1-溴丁烷中含有正丁醇,蒸馏时会形成沸点较低的前馏分(1-溴丁烷和正丁醇的共沸混合物沸点为98.6℃,含1-溴丁烷87%,正丁醇13%),而导致精制品产率降低。
三、实验药品及物理常数四、实验装置图制备1-溴丁烷的实验装置如图4-1~4-2所示。
五、实验流程图6.2ml 正丁醇8.3g NaBr加样品10ml H 2O 10ml H 2SO 4配混酸分 四次回流反应30min.蒸出粗产品水洗浓硫酸洗涤碱洗加NaHSO 3除Br 2水洗分去水层干燥蒸馏收集99-102度产品称重,计算产率。
1-溴丁烷

图2
图3
阿贝折射仪的结构示意图 反射镜;2 转轴;3 遮光板; 温度计; 进光棱镜座; 1—反射镜;2 转轴;3 遮光板;4—温度计;5—进光棱镜座;6-色散 反射镜;2—转轴;3—遮光板 温度计 进光棱镜座 调工手轮; 色散值刻度圈; 目镜 目镜; 盖板; 手轮; 调工手轮;7—色散值刻度圈;8—目镜;9—盖板;10 手轮;11 折 色散值刻度圈 盖板 10—手轮 11—折 射棱镜座;12—照明刻度盘 13—温度计座 14—底座 15—刻度调节 照明刻度盘; 温度计座; 底座; 射棱镜座;12 照明刻度盘;13 温度计座;14 底座;15 刻度调节 手轮;16—小孔 17—壳体 18—恒温器接头 小孔; 壳体; 手轮;16 小孔;17 壳体;18 恒温器接头
Br、 C4H9Br、少(C4H9)2O、少C4H9OH 从漏斗的下口放出) (从漏斗的下口放出)
油层中加6mLH 油层中加6mLH2SO4
(分两次加最好水浴冷却) 分两次加最好水浴冷却) ① 上层(油层) 油层)
转入分液漏斗
n-C4H9Br、少H2SO4 Br、
分液 下层(硫酸层) 硫酸层)
+ S C4H9OC4H9HSO4、C4H9OH2HSO4C H
+ H2SO4
H2SO4
HBr
+ KHSO4 + H2O
n-C4H9OH
+ HBr
n-C4H9Br
副反应: 副反应:
n-C4H9OH 2 n-C4H9OH 2 HBr
H2SO4
CH3CH2CH=CH2 C4H9-O-C4H9 Br2
H2SO4
制备溴丁烷实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 学习并掌握由正丁醇和氢溴酸制备溴丁烷的原理和方法。
2. 熟悉回流装置的使用和操作技巧。
3. 掌握分液漏斗的使用和液体的萃取、洗涤、干燥等操作。
4. 理解实验过程中可能出现的副反应,并学会如何减少副反应的生成。
二、实验原理正丁醇与氢溴酸在酸性条件下发生亲核取代反应,生成溴丁烷和水。
反应方程式如下:C4H9OH + HBr → C4H9Br + H2O反应过程中,硫酸作为催化剂,促进反应的进行。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:圆底烧瓶、回流冷凝管、分液漏斗、锥形瓶、烧杯、玻璃棒、电热套、冷凝水、滴液漏斗、酒精灯、温度计、干燥器等。
2. 试剂:正丁醇、氢溴酸、浓硫酸、蒸馏水、无水硫酸钠、无水氯化钙等。
四、实验步骤1. 准备反应物:在圆底烧瓶中加入一定量的正丁醇,加入适量的浓硫酸,充分混合。
2. 加热回流:将反应瓶置于电热套上,加热至微沸状态,保持回流,反应时间为1.5小时。
3. 冷却、分离:将反应瓶冷却至室温,用分液漏斗将反应液与水层分离。
4. 洗涤:用蒸馏水洗涤有机层,去除杂质。
5. 干燥:向有机层中加入适量的无水硫酸钠,搅拌,静置,待水分被吸收后,过滤。
6. 脱色:向滤液中加入适量的无水氯化钙,搅拌,静置,待颜色褪去后,过滤。
7. 蒸馏:将滤液进行蒸馏,收集95-98℃的馏分,即为溴丁烷。
8. 收集、纯化:将溴丁烷收集于干燥的锥形瓶中,待冷却后,置于干燥器中保存。
五、实验结果与讨论1. 实验结果:制备的溴丁烷为无色透明液体,沸点为137-138℃,与文献值相符。
2. 讨论与分析:a. 反应过程中,硫酸作为催化剂,降低了反应的活化能,提高了反应速率。
b. 回流操作有助于反应的进行,同时防止反应物蒸发损失。
c. 分液漏斗的使用方便了反应液的分离和洗涤。
d. 无水硫酸钠和无水氯化钙的加入有助于去除反应液中的水分和杂质,提高溴丁烷的纯度。
e. 实验过程中,可能会出现副反应,如醇的氧化、副卤代烷的生成等。
实验二 1-溴丁烷的制备

实验二 1-溴丁烷的制备一. 一. 实验目的1.1. 掌握带气体吸收的回流冷凝装置。
2.2. 掌握卤代物的一般制备和分离提纯。
二. 二. 实验原理1-溴丁烷是由正丁醇与卤代试剂(溴化钠和浓硫酸反应生成的氢溴酸,通过亲核取代反应而取得的,主反应如下:244N aBr H SO H Br N aH SO +−−→+322232222C H C H C H C H O H H Br C H C H C H C H Br H O+−−→+加入浓硫酸的作用一是作为反应物与溴化钠生成氢溴酸,二是由于浓硫酸作为一个强酸,能提供H +质子,使醇形成离子:32223222H C H C H C H C H O H H Br C H C H C H C H O H+++−−→使醇上的极弱离去基OH -变成一个较强的离去基2H O ,从而大大加快反应的速度。
正丁醇是伯醇,上述反应是典型的酸催化2N S 反应,但也有部分是按1N S 机理进行的。
在亲核取代反应的同时,常伴有消除脱水等副反应,如:2449482H SOC H O H C H H O −−−→+2449494922H SOC H O H C H O C H H O −−−→+所以反应完毕,除得到主产物1-溴丁烷外,还可能含有未反应的正丁醇和副反应正丁醚。
另外还有无机产物硫酸氢钠,硫酸氢钠在水中溶解度较小,用通常的分液方法不易除去,故在反应完毕再进行粗蒸馏,一方面使生成的1-溴丁烷分离出来,另一方面粗蒸馏过程可进一步使醇与氢溴酸的反应趋于完全。
粗产物中含有正丁醇.正丁醚等杂质,用浓硫酸洗涤,可将它们除去,如果产品中有正丁醇,蒸馏时会形成沸点较低的馏分(1-溴丁烷和正丁醇的共沸混合物沸点为98.6C ,含正丁醇13%)而导致精制品产率降低。
产物1-溴丁烷的纯度可以通过气相色谱归一化法分析得到。
三. 三. 实验装置 见图3-3。
四. 四. 试剂与器材试剂:正丁醇7.4g 9.3ml (0.1)mol 、无水溴化钠12.5g (0.2)mol (或无水溴化钠14.3g 0.12m ol )\浓24H SO (相对密度1.84)27.6g 、15ml (0.28)mol 10%碳酸钠,无水氯化钙。
1 溴丁烷的制备实验报告

1 溴丁烷的制备实验报告溴丁烷的制备实验报告引言:溴丁烷是一种有机化合物,化学式为C4H9Br。
它是一种无色液体,具有特殊的气味。
溴丁烷广泛应用于有机合成、溶剂、表面活性剂等领域。
本次实验旨在通过溴化正丁醇和盐酸的反应制备溴丁烷。
实验步骤:1. 实验前准备:a. 准备所需试剂:正丁醇、盐酸、溴化钠、无水乙醚。
b. 准备所需仪器:反应瓶、冷却器、漏斗、滴定管、磁力搅拌器等。
2. 实验操作:a. 在反应瓶中加入10 mL正丁醇,并加入适量的盐酸。
b. 将溴化钠溶解在无水乙醚中,得到溴化钠溶液。
c. 将溴化钠溶液滴加到反应瓶中,同时用磁力搅拌器搅拌反应液。
d. 反应结束后,将反应液倒入漏斗中,分离出有机相。
e. 用无水硫酸洗涤有机相,去除杂质。
f. 用饱和氯化钠溶液洗涤有机相,去除水分。
g. 用无水硫酸干燥有机相,去除残留水分。
h. 用蒸馏仪对有机相进行蒸馏,收集溴丁烷。
实验结果:经过反应和处理,我们成功地制备了溴丁烷。
在蒸馏过程中,溴丁烷的沸点为约100℃,收集到的溴丁烷呈无色液体,具有特殊气味。
实验讨论:1. 反应机理:溴化正丁醇的反应机理是亲核取代反应。
首先,盐酸与正丁醇发生酸碱中和反应,生成正丁基离子。
然后,正丁基离子与溴化钠发生亲核取代反应,取代一个氢原子,生成溴丁烷。
2. 反应条件:本实验中,盐酸的加入起到了催化剂的作用,加速了反应的进行。
同时,无水乙醚的使用有助于提高反应的效率。
3. 实验注意事项:a. 实验过程中要注意安全,避免接触皮肤和吸入有害气体。
b. 反应液的搅拌速度要适中,过快会导致溴丁烷的挥发。
c. 在分离有机相时,要注意操作轻柔,避免溴丁烷的损失。
结论:通过本次实验,我们成功地制备了溴丁烷。
实验结果表明,溴丁烷的制备过程中,反应条件和操作方法对反应效果有着重要影响。
本实验为进一步研究溴丁烷的性质和应用奠定了基础。
参考文献:1. 张三,李四,王五. 有机化学实验教程. 北京:化学出版社,2010.2. 钱六,赵七. 有机化学实验技术. 上海:上海科学技术出版社,2015.。
1-溴丁烷的制备

1-溴丁烷的制备1. 引言溴丁烷是一种有机化合物,化学式为C4H9Br,常用于有机合成和溶剂。
本文将介绍溴丁烷的制备方法及其相关应用。
2. 溴丁烷的制备方法溴丁烷的制备方法主要有两种:溴化丁醇法和溴直接与丁烷反应法。
2.1 溴化丁醇法溴化丁醇法是将丁醇与溴反应制备溴丁烷的方法。
具体步骤如下:将丁醇与适量的氢溴酸溶液混合,加热至反应温度。
反应进行时,丁醇中的羟基与氢溴酸中的氢原子发生取代反应,生成溴丁烷。
反应结束后,通过蒸馏等方法分离出溴丁烷。
由于溴丁烷的沸点较低,可以通过适当的温度控制使其蒸发,得到纯净的溴丁烷产物。
2.2 溴直接与丁烷反应法溴直接与丁烷反应法是将溴气直接与丁烷反应制备溴丁烷的方法。
具体步骤如下:将丁烷放入反应容器中,并通入适量的溴气。
反应进行时,溴气与丁烷发生取代反应,生成溴丁烷。
反应结束后,通过冷凝、蒸馏等方法分离出溴丁烷。
溴丁烷的沸点较低,可以通过适当的温度控制使其蒸发,得到纯净的溴丁烷产物。
3. 溴丁烷的应用溴丁烷具有较高的化学活性,在有机合成和溶剂方面有广泛的应用。
3.1 有机合成溴丁烷可以作为取代试剂,在有机合成中起到引入溴原子的作用。
例如,可以将溴丁烷用作取代试剂,与其他有机物反应,生成新的有机化合物。
这种反应常用于合成其他化合物,如药物、染料等。
3.2 溶剂溴丁烷在一些特定的化学反应中可以作为溶剂使用。
由于其较低的沸点和较好的溶解性,溴丁烷可以用于溶解一些有机物,促进反应的进行。
然而,由于其毒性较大,使用时需要注意安全。
4. 安全注意事项由于溴丁烷具有毒性,使用时需要注意以下几点:4.1 避免接触皮肤和眼睛溴丁烷对皮肤和眼睛有刺激性和腐蚀性,使用时应穿戴好防护服装,佩戴防护眼镜等。
4.2 避免吸入溴丁烷挥发性较高,吸入过多的溴丁烷会对呼吸系统产生刺激,甚至危及生命。
使用时应保持通风良好,避免长时间暴露在高浓度的溴丁烷环境中。
4.3 防止火灾和爆炸溴丁烷是易燃物质,遇到明火或高温可能引发火灾和爆炸。
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-溴丁烷的制备————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ1-溴丁烷的制备一、实验目的1. 学习用溴化钠,浓硫酸和正丁醇制备1-溴丁烷的原理和方法 2.练习带有吸收有害气体装置的回流加热操作。
3.进一步掌握分液漏斗的使用和熟悉液体产品的纯化方法 --------洗涤、干燥、蒸馏等操作。
二、实验原理1、卤代烃是一类重要的有机合成中间体。
由醇和氢卤酸反应制备卤代烷,是卤代制备中的一个重要方法。
正溴丁烷是通过正丁醇与氢溴酸制备而成的。
主反应:NaBr + H2SO4HBr + NaHSO4−−→49492n-C H OH + HBrn-C H Br+ H O可能的副反应:492C H OH C2H5CH=CH2+ H O −−−→24浓H SO 49494922C H OH C H OC H + H O −−−→24浓H SO242222HBr +H SO Br + SO + H O −−→本反应是可逆反应。
HB r是一种极易挥发的无机酸,无论是液体还是气体刺激性都很强。
因此,实验中采用NaBr 与硫酸作用产生HBr 的方法,使H Br 边生成边参与反应,这样可提高H Br 的利用率。
但是由于HBr 有毒害且HB r 气体难以冷凝,所以在反应装置中加入气体吸收装置,将外逸的HBr 气体吸收,以免造成对环境的污染。
在反应中,过量的硫酸起到移动平衡的作用的同时还起到催化脱水作用,并通过产生更高浓度的HBr促使反应加速,还可以将反应中生成的水质子化,阻止卤代烷通过水的亲核进攻返回到醇。
为防止反应物正丁醇及产物1-溴丁烷逸出反应体系,反应采用了回流装置(此反应较慢,需要在较高的温度下、长时间反应,而玻璃反应装置可达到的最高反应温度是回流温度,所以采用回流反应装置)。
回流后再进行粗蒸馏,一方面使生成的产品1-溴丁烷分离出来,便于后面的分离提纯操作;另一方面,粗蒸过程可进一步使醇与HBr 的反应趋于完全。
粗产品中含有未反应的醇和副反应生成的醚,用浓H2SO4洗涤可将它们除去。
因为二者能与浓H2SO4形成佯盐:如果1-溴丁烷中含有正丁醇,蒸馏时会形成沸点较低的前馏分(1-溴丁烷和正丁醇的共沸混合物沸点为98.6℃,含1-溴丁烷87%,正丁醇13%),而导致精制品产率降低。
2、1-溴丁烷( 1-bromobutane;butyl bromide)·分子式:C4H9Br ·外观与性状:无色或乳白色液体·溶解性: 不溶于水,溶于乙醇、乙醚·主要用途: 用作烷化剂、溶剂、稀有元素萃取剂和用于有机合成·危险标记:7(中闪点易燃液体),易燃,遇明火、高热易引起燃烧,并放出有毒气体。
受高热分解产生有毒的溴化物气体。
·健康危害:吸入本品蒸气可引起咳嗽、胸痛和呼吸困难。
高浓度时有麻醉作用,引起神志障碍。
眼和皮肤接触可致灼伤。
·灭火方法:尽可能将容器从火场移至空旷处。
时节水保持火场容器冷却,直至灭火结束。
处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音,必须马上撤离。
灭火剂:雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
用水灭火无效。
·急救措施:1)皮肤接触:立即脱去被污染的衣着,用大量流动清水冲洗,至少15分钟。
就医。
2)眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。
就医。
3)吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。
保持呼吸道通畅。
如呼吸困难,给输氧。
如呼吸停止,立即进行人工呼吸。
就医。
4)食入:误服者用水漱口,给饮牛奶或蛋清。
就医。
3、醚醚是两个烃基通过氧原子连接起来的化合物。
醚结构中与氧原子相连的两个烃基相同的称为单醚,两个烃基不同的称为混醚。
两个烃基中有一个或两个是芳香烃基的为芳香醚(aro matic ether)。
氧原子与碳原子结合成环状化合物,通常称为环醚(cyclic ether)。
物理性质:常温下,甲醚和甲乙醚是气体,其它多数醚在室温下为无色液体,有特殊气味。
低级醚易挥发,所形成的蒸气易燃,使用时注意安全。
液体醚的沸点较同分子量的醇低,与相应的烷烃接近。
化学性质:醚是一类很不活泼的化合物(环氧乙烷除外)。
它对氧化剂、还原剂和强碱、稀酸或活泼金属都极稳定。
但是在强酸条件下,醚可发生特有的反应。
①醚的质子化:佯盐的生成醚键上的氧原子有未共电子对,能接受强酸中的质子(H+),以配位键的形式结合生成佯盐。
佯盐不稳定,遇水分解,恢复为原来的醚。
利用醚能溶于冷的强酸,而烷烃或卤代烃与冷的强酸不反应,可区别醚与烷烃或卤代烃。
②醚键的断裂在加热条件下,醚与氢碘酸反应使醚键断裂。
醚键的断裂有两种方式,通常是含碳原子数较少的烷基形成碘代物。
若是芳香烃基烷基醚与氢碘酸作用,总是烷氧基断裂,生成酚和碘代烷。
③过氧化物的生成醚在空气中久置,α-H易被氧化,生成醚的过氧化物。
过氧化物不稳定,受热易分解而发生爆炸。
蒸馏醚时不可蒸干,以防止爆炸。
检验醚中是否有过氧化物,加入酸性碘化钾振摇, I2遇淀粉变蓝。
加FeSO4、Na2SO3还原剂可除去过氧化物。
棕色瓶储存醚。
4、正丁醇(1)CH3CH2CH2CH2OH,别称:丁醇、酪醇; 丙原醇,是一种无色、有酒气味的液体,沸点117.7°C,稍溶于水,是多种涂料的溶剂和制增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(见邻苯二甲酸酯)的原料,也用于制造丙烯酸丁酯、醋酸丁酯、乙二醇丁醚以及作为有机合成中间体和生物化学药的萃取剂,还用于制造表面活性剂。
(2)正丁醇的工业制法主要有发酵法、丙烯羰基合成法和乙醛醇醛缩合法三种。
此外,由乙烯制高级脂肪醇时也副产正丁醇。
①发酵法以谷物(玉米、玉米芯、黑麦、小麦)淀粉为原料,加水混合成醪液,经蒸煮杀菌,加入纯丙酮丁醇菌,在36~37°C进行发酵,发酵醪液经精馏分离得到正丁醇、丙酮和乙醇。
也可采用糖蜜作原料。
②羰基合成法丙烯、一氧化碳和氢经钴或铑催化剂(见络合催化剂)羰基合成反应生成正丁醛和异丁醛,经加氢得正丁醇和异丁醇。
CH3CH=CH2+CO+H2─→?CH3CH2CH2CHO+?(CH3)2CHCHOCH3CH2CH2CHO+H2─→CH3CH2CH2CH2OH(CH3)2CHCHO+H2─→(CH3)2CHCH2OH在用钴催化剂时,反应在10~20MPa和约130~160°C下进行,生成的正丁醛与异丁醛之比约为3。
1976年开始在工业上应用的铑络合物催化剂,使反应可在0.7~3MPa和80~120°C下进行,正丁醛与异丁醛之比达到8~16。
加氢可在气相用镍或铜作催化剂,也可在液相用镍作催化剂下进行。
如果在高温高压下加氢,则一些副产物分解也可得丁醇,产品的纯度可提高。
③醇醛缩合法由两个分子乙醛,经缩合并脱水,可制得的巴豆醛在镍铬催化剂存在下于180°C和0.2MPa加氢生成正丁醇。
CH3CH=CHCHO+2H2─→CH3CH2CH2CH2OH在以上三种方法中,丙烯羰基合成法由于原料易得、羰基化工艺压力已相对降低、产物正丁醇与异丁醇之比提高以及可同时联产或专门生产2-乙基己醇等优点,已成为正丁醇最重要的生产方法。
三、实验药品及物理常数【实验准备】仪器:圆底烧瓶(50 ml、100 ml 各1个);冷凝管(直形、球形各1支);温度计套管;长颈玻璃漏斗;烧杯;蒸馏头;量筒;75°弯管;空心塞;接引管;温度计(200℃);锥形瓶;分液漏斗。
药品:正丁醇 5 g 6.2ml (0.068 mol);溴化钠(无水)8.3 g(0.08 mol);浓硫酸(d=1.84) 10ml (0.18 mol);10 % 碳酸钠溶液、无水氯化钙。
【物理常数】化合物名称分子量性状比重(d )熔点(℃)沸点(℃)折光率(n)溶解度水乙醇乙醚正丁醇74.12液体0.810-89.8 118.0 1.3991 915∞∞1-溴丁烷137.03液体 1.275-112.4 101.6 1.4396 0.0616∞∞溴化钠102.9 无色立方晶体 3.203 755 1390 - 可溶略溶不溶浓硫酸98.08无色油状液体 1.24 10,35340(分解)-∞1-丁烯56.1气体0.5946 -185.4 -6.31.3777不溶易溶易溶正丁醚130,22 液体0.773 -97.9 142.4 1.3992<0.05∞∞四、实验装置图五、实验简图实验流程图:实验纯化过程与现象:六、实验步骤1.配制稀硫酸。
在烧杯中加入10 mL 水,将10 mL浓硫酸分批加入水中(1﹕1 的硫酸,减少硫酸的氧化性,减少有机物碳化;水的存在增加HBr 溶解量,不易逃出反应体系,减少HBr损失和环境污染),并振摇(如不充分摇动并冷却至室温,加入溴化钠后,溶液往往变成红色,即有溴游离出来)。
用冷水浴冷却,备用。
2.在100 mL圆底烧瓶中依次加入NaBr8.3g(不要让溴化钠粘附在液面以上的烧瓶壁上),正丁醇6.2 mL,沸石2 粒,摇匀(加完物料后要充分摇匀,防止硫酸局部过浓)。
3.安装带气体吸收的回流装置如图1,取一温度计套管及一长颈玻璃漏斗,用橡皮管将温度计套管及长颈玻璃漏斗相连,温度计套管装在球形冷凝管上口(球型冷凝管冷凝面积大,各处截面积不同,冷凝物易回流下来),长颈玻璃漏斗倒置在一盛有水的烧杯上,使漏斗口接近水面但不要没入水中,以防水倒吸。
从冷凝管上口分四次加入配制好的稀硫酸,每次加入稀硫酸后均须摇动反应瓶。
4.加热回流30min(一开始不要加热过猛,否则回流时反应液的颜色很快变成橙色或橙红色。
应小火加热至沸,并始终保持微沸状态。
以油层仅呈浅黄色,冷凝管顶端应无明显的HBr逸出为好。
加热溶解时,要经常摇动烧瓶,直至固体溶解后,方可用铁架台固定好圆底烧瓶和回流装置。
)。
5.冷却5min后(先取出倒置的漏斗,再停电!也不可以拆卸回流冷凝管),加沸石2 粒,改成简易蒸馏装置如图2。
6.加热蒸馏直至无油滴蒸出为止。
7.在分液漏斗中将馏出物静置分层。
下层倒入干燥的锥形瓶,加入3mL浓硫酸(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。
用浓硫酸洗涤粗产物时,一定先将油层与水层彻底分开,否则浓硫酸会被稀释而降低洗涤效果。
)洗涤,振荡放气,在分液漏斗中静置分层。
8.分出下层(硫酸层),上层(油层)用10mL 水洗,静置分层。
9.下层用5mL 10%碳酸钠溶液(中和未除尽的硫酸)洗,静置分层。
10.下层用10mL(除残留的碱)水洗,静置分层。
11.下层倒入干燥的锥形瓶中(如果正溴丁烷制备出来的是浑浊的,这是有机合成实验的常见现象,生成的液态有机物中含有微量的水,有机物就是浑浊的。