环己烯的制备
任务:环己烯的制备

1、教师下发任务书:①掌握用消除反应制取烯烃的原理和方法。 ②制备环己烯、2-甲基-2-丁烯
2、操作要求①学生要提前 5 min 进入实训室,必须穿实验服。②操作前必须写好注意 事项及操作要点。
1
3、教师指导安装仪器,讲解仪器的使用方法与技巧、注意事项。
三、计 划
1、学生分组讨论,列出重点及操作要点、注意事项; 2、准备使用的圆底烧瓶、直型冷凝管、接引管、温度计、药品等。 3、根据要求分组合作、现场操作训练,记录结果,分析小结。
【任务】:
烯烃的制备——环己烯的制备
一、资 讯
烯烃的工业制备是是石油的裂解,主要可以得到乙烯、丙烯、丁烯等。对于指定结构的
烯烃,通常采用卤代烃脱卤化氢或醇脱水等方法来制备。
醇在硫酸或磷酸等酸性催化剂存在下经加热失去一分子水得到烯烃。
醇在酸性条件下的脱水反应是经过碳正离子中间体进行的,如果结构允许可能存在结构
重排。如果在 AI2O3 存在下脱水不发生重排。当存在多种产物时,主要产物是稳定烯烃。不
同结构的醇进行脱水反应的活性顺序是:叔醇>仲醇>伯醇,这与碳正离子稳定性顺序相一
致。
1、环己烯制备
主反应: 副反应:
OH 85% H3PO4
+ H2O
OH 85点:
(1)需酸催化:磷酸、硫酸、氧化铝。 (2)可逆反应:为提高反应产率,采用边反应边分馏的方法,将环已烯不断蒸出,从 而使平衡向右移动。
2、仪器、药品 仪器:圆底烧瓶(50ml 1 个);维氏(Vigreux)分馏柱(1 支);直形冷凝管(1 支); 蒸馏头(1 个);温度计套管(1 个);接引管(1 个);锥形瓶(25ml 2 个);量筒(25ml 1 个);水银温度计(150℃ 1 支)、分液漏斗。 药品:①环己醇 9.6g 10ml(0.096mol);85%磷酸 5ml;饱和食盐水;无水氯化钙; ②2-甲基-2-丁醇,浓硫酸,无水氯化钙,NaOH(10%);③ 3,3--二甲基-2-丁醇,浓硫酸, 无水氯化钙,NaOH(10%)。
环己烯的制备

(3)加热、分馏 用电热套或酒精灯小火慢慢加热混合物至沸腾,以较慢速度进行蒸馏,并控制 分馏柱顶部温度不超过73℃,馏液为带水的混合物。当无液体蒸出时,加大火焰, 继续蒸馏;控制柱顶温度不超过85℃,防止未反应的环己醇蒸出,降低反应产率。 当温度计达到85℃时,停止加热,烧瓶中只剩下很少量的残渣并出现阵阵白雾。 蒸出液为环己烯和水的混浊液。反应时间约40 min左右。 (4)洗涤、分液 将锥形瓶中的粗产物,移入分液漏斗,加入等体积的饱和食盐水,摇匀后静止 待液体分层。弃去下层水层,将上层油层转移到干燥的小锥形瓶中。用饱和 NaCl水溶液洗涤的目的是洗去有机层中水溶性杂质,减少有机物在水中的溶解度。
环己烯的制备
一、环己烯制备 主反应:
OH 85% H3PO4
+ H2O
副反应:
OH 85% H3PO4
O
+ H2O
反应特点:
(1)需酸催化:磷酸、硫酸、氧化铝。 (2)可逆反应:为提高反应产率,采用边反应边分馏的方法,将 环已烯不断蒸出,从而使平衡向右移动。
二、仪器、药品
仪器:
圆底烧瓶(50ml 1个);维氏(Vigreux)分馏柱(1支); 直形冷凝管(1支);蒸馏头(1个);温度计套管(1个); 接引管(1个);锥形瓶(25ml 2个);量筒(25ml 1个); 水银温度计(150℃ 1支)、分液漏斗。
2.洗涤操作(分液漏斗的使用)
① 洗涤前首先检查分液漏斗旋塞的严密性。
② 洗涤时要做到充分轻振荡,切忌用力过猛,振荡时间过长,否则将形成乳浊液,难以分层, 给分离带来困难。一旦形成乳浊液,可加入少量食盐等电解质或水,使之分层。
③ 振荡后,注意及时打开旋塞,放出气体,以使内外压力平衡。放气时要使分液漏斗的尾管 朝上,切忌尾管朝人。
环己烯的合成实验报告

一、实验目的1. 学习以浓磷酸催化环己醇脱水制备环己烯的原理和方法;2. 掌握分馏和水浴蒸馏的基本操作技能;3. 熟悉实验室安全操作规范。
二、实验原理环己烯是一种重要的有机化工原料,广泛用于合成香料、医药、农药等。
实验室制备环己烯通常采用浓磷酸催化环己醇脱水的方法。
在酸性条件下,环己醇分子中的羟基被质子化,形成稳定的正碳离子,然后失去一个质子,生成环己烯。
该反应是一个可逆反应,可通过分馏等方法进行分离和纯化。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:50mL圆底烧瓶、分馏柱、直型冷凝管、温度计、冷凝水装置、烧杯、锥形瓶、分液漏斗、酒精灯、铁架台、铁夹、铁圈等。
2. 试剂:环己醇(10.0g,10.4mL,0.1mol)、浓磷酸(4mL)、氯化钠、无水氯化钙、5%碳酸钠水溶液。
四、实验步骤1. 在50mL圆底烧瓶中加入10.0g环己醇,再加入4mL浓磷酸,搅拌均匀;2. 将烧瓶置于水浴中,加热至70-80℃,保持20分钟,使环己醇充分脱水;3. 将反应液转移至分液漏斗中,加入适量的氯化钠,振荡,静置;4. 分离有机层和水层,将有机层转移至锥形瓶中;5. 向锥形瓶中加入适量的无水氯化钙,干燥有机层;6. 将干燥后的有机层转移至烧瓶中,进行分馏;7. 调节温度,收集83.0℃左右的馏分,得到环己烯;8. 将环己烯转移至烧杯中,加入适量的5%碳酸钠水溶液,振荡,静置;9. 分离有机层和水层,将有机层转移至锥形瓶中,进行水浴蒸馏;10. 收集蒸馏液,得到纯净的环己烯。
五、实验结果与分析1. 通过实验,成功制备了环己烯,实验结果与理论相符;2. 实验过程中,分馏和水浴蒸馏操作规范,实验数据准确可靠;3. 实验过程中,注意实验室安全操作规范,无安全事故发生。
六、实验讨论1. 在实验过程中,浓磷酸的用量对环己烯的产率有较大影响,过量或不足均会影响产率;2. 分馏和水浴蒸馏操作对实验结果有较大影响,操作不当可能导致产率降低或实验失败;3. 实验过程中,注意实验室安全操作规范,避免安全事故发生。
环己烯的制备实验现象

环己烯的制备实验现象环己烯是一种具有六个碳原子组成的环状烯烃化合物,其结构中含有一个碳碳双键。
环己烯的制备方法有多种,下面将介绍几种常见的制备实验现象。
一、制备环己烯的加热脱水反应实验中,可以通过将环己醇与浓硫酸反应来制备环己烯。
首先,将环己醇与浓硫酸混合,然后加热至适当的温度。
在加热的过程中,观察到反应体系从无色透明变为混浊的现象,同时伴随着产生大量的气体。
这是由于环己醇分子中的羟基与硫酸反应,生成了环己烯和水。
环己烯是一种气体,在加热的条件下会逸出反应体系,形成气泡。
二、制备环己烯的蒸馏分离法实验中,可以通过对环己烷进行蒸馏分离来制备环己烯。
首先,将环己烷装入蒸馏烧瓶中,然后进行加热。
当温度达到环己烷的沸点时,环己烷开始汽化,形成蒸汽。
蒸汽经过冷凝器后,转化为液体环己烯。
在冷凝器中,可以观察到由于环己烷蒸汽冷凝而产生的液滴滴入集液瓶中的现象。
最后,通过收集液滴,可以得到纯净的环己烯。
三、制备环己烯的催化裂解反应实验中,可以通过将环己烷与催化剂进行催化裂解来制备环己烯。
首先,在反应釜中加入适量的环己烷和催化剂,然后进行加热。
在催化剂的作用下,环己烷分子中的碳碳单键被打断,形成环己烯和其他碳氢化合物。
在加热的过程中,可以观察到反应体系中逸出的气体,其中包括环己烯。
同时,可以通过气相色谱仪等分析方法对反应产物进行检测和定量分析。
四、制备环己烯的氧化反应实验中,可以通过将环己烷与氧气进行氧化反应来制备环己烯。
首先,在反应釜中加入适量的环己烷和适量的氧气,然后进行加热。
在氧气的作用下,环己烷分子中的碳碳单键被氧化,形成环己烯和其他氧化产物。
在加热的过程中,可以观察到反应体系中的气体产生变化,同时可以通过红外光谱等分析方法对反应产物进行鉴定和定量分析。
环己烯可以通过加热脱水反应、蒸馏分离法、催化裂解反应和氧化反应等多种方法进行制备。
通过实验观察到的现象,我们可以了解到环己烯的制备过程,并通过适当的分析方法对反应产物进行鉴定和定量分析,从而得到纯净的环己烯。
环己烯的制备

环己烯的制备。
环己烯是碳和氢组成的烯烃化合物,其官能团为C5H10。
目前,环己烯众多应用于催
化合成、润滑剂、塑料树脂、药物开发等各个领域,是一种重要的有机原料。
环己烯的制
备一般采用两种方法,分别是重整烯与单馏烯,它们能充分利用可再生的石油资源,也是
催化反应中高活性的经济可行的烯烃分子。
一种常用的环己烯合成方法是重整烯,是通过烯芳烃与1-烯醇基芳基砜[1,2-H]之间
的振动来调节烯烃类分子结构,并通过酸醇催化装置催化反应来制备环己烯。
如,
BTX[C4H4H]与1-烯醇基芳基砜[1,2-H]可在苯乙醇溶液中,利用K2硫酸锡为催化剂的反应条件,一次硫化反应,得到混合的具有不同烯烃构型的烯烃类组分。
再经过精练可脱去三
和四环混合的烯烃类,得到乙烯的上游产物环己烯,其分子量约为86g/mol。
另外一种环己烯制备方法是使用单馏烯法,即利用烷酸甲酯受热馏出,逐渐地达到其
烷末端与烯端分离并合并成环己烯的目的,烷末端用酸中和,利用价态不同的卤素催化剂,转换成相应的羟基和盐形,过滤,水洗、脱水即可得到最终的环己烯。
单馏烯法可以获得
较高纯度的环己烯,且与其他有机物的细微差别,从而满足后续应用需求。
环己烯的制备也可以采用烯烃醇溴化反应来实现,该反应主要是在冰醋酸催化下,经
过三步:1)烯芳醇的溴化,产生溴烯醇;2)发生醋酸乙烯的排驱作用;3)脱掉溴代。
环己烯的制备_(2)

环己烯的制备_(2)
环己烯是一种六碳环结构的碳氢化合物,由于其的结构稳定性和广泛应用,环己烯制
备一直是化学研究领域的热门话题。
以下介绍环己烯的制备方法。
1. 环己烯的裂解法制备
环己烯的一种重要制备方法是通过环己烷的热裂解得到。
具体反应式如下:
$$\ce{C6H12 -> C6H10 + 2H2}$$
这个反应是一个裂解反应,需要在高温和高压的条件下进行。
一般情况下,使用催化
剂帮助反应进行,常见的催化剂包括三氧化二铝、碳、硅铝酸盐等。
2. 常压脱氢法制备
环己烯还可以通过环己酮或己内酰胺的常压脱氢反应制备。
这个反应需要使用催化剂,通常使用氢氧化钾或氢氧化钠作为催化剂,如下反应式:
这种方法的优点是可以在常压下进行,而且相对简单,但是需要高温反应,所以会导
致产率的下降。
3. 电解沉积制备
环己烯还可以通过电解沉积法制备。
这个方法的原理是在电解池中使用环己烷和某些
电荷转移剂,电流通过池中电极时,环己烷被还原为环己烯,反应式如下:
这个反应需要在酸性条件下进行,通常使用二氧化硫和醋酸作为电荷转移剂,以提高
环己烯的产率。
烯环化合成法是一种先进的合成环己烯的方法,其基本原理是将含有双键结构的前体
化合物通过烯环合成反应合成环己烯。
常见的合成方法包括催化加氢和内复成烯,这些方
法需要使用催化剂和特殊条件才能进行。
综上所述,环己烯的制备方法多样,具体选用哪种方法需要考虑生产成本、产率和反
应适应性等因素。
针对不同的需求可以进行选择。
环己烯的制备

早作准备 干 燥 干燥并称重据处理1.实际产量m实 2.计算理论产量m理
m实
3.计算产率
W= m理
(1)环己醇在常温下是粘碉状液体,因而若用量筒量取时 应注意转移中的损失。取样时,最好先取环己醇,后取磷酸。 (2)环己醇与磷酸应充分混合,否则在加热过程中可能会 局部碳化,使溶液变黑。 (3)由于反应中环己烯与水形成共沸物(沸点70.8℃,含水 l0%);环己醇也能与水形成共沸物(沸点 97.8℃,含水80 %)。因比在加热时温度不可过高,蒸馏速度不宜太快,以 减少末作用的环己醇蒸出。有些文献要求柱顶控制在73℃左 右,但反应速度太慢。本实验为了加快蒸出的速度,可控制 在90℃以下。
溴水和环己烯的反应:能使溴水褪色。 溴水
+
Br Br2 Br
四、实验步骤
注意水银球的位置:水银球的 上沿与支管的下沿相平。
1、安装仪器和加料
毫升干燥的圆底烧瓶中, 在50毫升干燥的圆底烧瓶中,放入 毫升干燥的圆底烧瓶中 放入15ml环 环 己醇、 磷酸和几粒沸石 己醇、7.5ml85%磷酸和几粒沸石,充分振 磷酸和几粒沸石, 摇使混合均匀 混合均匀。 摇使混合均匀。烧瓶上装一短的分馏柱作分 馏装置,接上冷凝管,用小锥形瓶作接受器, 馏装置,接上冷凝管,用小锥形瓶作接受器, 外用冷水冷却。 外用冷水冷却。
根据实验现象分几次加入
过 滤 4.蒸馏精制 将干燥后的产物过滤到干燥的圆底烧瓶( 将干燥后的产物过滤到干燥的圆底烧瓶(根据产物 量的多少选择烧瓶体积),加入沸石后加热蒸馏 ),加入沸石后加热蒸馏, 量的多少选择烧瓶体积),加入沸石后加热蒸馏,收集 80~85℃的馏分到已经称重的干燥锥形瓶中 称量。 的馏分到已经称重的干燥锥形瓶中, 80~85℃的馏分到已经称重的干燥锥形瓶中,称量。
环己烯的制备

4、将干燥后的产物滤入干燥 的蒸馏烧瓶中,加入沸石后 用水浴加热蒸馏,收集 80~850C的馏分于一已称重 的干燥的小锥形瓶中。
5、产率计算.
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四、操作重点及注意事项
1、环己醇在常温下是粘稠状液体,若用量筒量取应注意转移 中的损失,环己醇与硫酸应充分混合,否则在加热过程中可能 会局部碳化。
名称 环己烯
相对 分子 质量
82.15
性状 无色液体
熔点℃ -103.50
沸点℃ 82.98
密度 g•cm-3
0.8102
折光率 1.446520
溶解性 / g•(100mL溶剂) -1
水 乙醇 乙醚
不溶 混溶 混溶
环己醇 100.16 粘稠液体 25.15 161.1 0.9624 1.464120 3.620 溶解 溶解
磷酸 98.00 粘稠液体 42.35 213, d 1.88
-
易溶 溶解 溶解
六、问题讨论
1、用磷酸做脱水剂比用浓硫酸做脱水剂有什么优点? 答:(1)磷酸的氧化性小于浓硫酸,不易使反应物碳化;(2)无 刺激性气体SO2放出。
2、在环己烯制备实验中,为什么要控制分馏柱顶温度不超 过73℃? 答:因为反应中环己烯与水形成共沸混合物(沸点70.8℃,含 水10 %);环己醇与环己烯形成共沸混合物(沸点64.9℃,含 环己醇30.5 %);环己醇与水形成共沸混合物(沸点97.8℃,含 水80 %),因此,在加热时温度不可过高,蒸馏速度不易过 快,以减少未反应的环己醇的蒸出。
2、最好用空气浴,使蒸馏十受热均匀。加热温度不宜过高, 速度不宜过快,以减少未反应的环己醇蒸出。
3、水层应尽可能的分离完全,否则将增加无水氯化钙的用量。 使产物被干燥剂吸收而造成损失,这里用无水氯化钙比较合适, 因为它还可以除去少量的环己醇。
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环己烯的制备
一、实验目的:
1、学习以浓磷酸催化环己醇脱水制备环己烯的原理和方法;
2、初步掌握分馏、水浴蒸馏和液体干燥的基本操作技能
二、实验原理:书P158烯烃是重要的有机化工原料。
工业上主要通过石油裂解的方法制备烯烃,有时也利用醇在氧化铝等催化剂存在下,进行高温催化脱水来制取,实验室里则主要用浓硫酸,浓磷酸做催化剂使醇脱水或卤代烃在醇钠作用下脱卤化氢来制备烯烃。
本实验采用浓磷酸做催化剂使环已醇脱水制备环已烯。
主反应式:
一般认为,该反应历程为E1历程,整个反应是可逆的:酸使醇羟基质子化,使其易于离去而生成正碳离子,后者失去一个质子,就生成烯烃。
可能的副反应:(难)
三、主要试剂、产物的物理和化学性质化学物质相对分子质量相对密度/d420沸点/℃溶解度/g(100g水)-1环己醇100 0、961
61、1
3、620℃磷酸98
1、83-1/2H2O(213℃)
2340环己烯
82、14 0、89
83、3微溶于水环己醚1
82、3 0、92243微溶于水共沸物数据:
四、实验装置仪器:50mL圆底烧瓶、分馏柱、直型冷凝管,100mL分液漏斗、100mL锥形瓶、蒸馏头,接液管。
试剂:
10、0g(
10、4mL,0、1mol)环已醇,4mL浓磷酸,氯化钠、无水氯化钙、5%碳酸钠水溶液。
其它:沸石六、预习实验步骤、现场记录及实验现象解释
1、投料在50ml干燥的圆底烧瓶中加入10g环己醇、4ml浓磷酸和几粒沸石,充分摇振使之混合均匀,安装反应装置。
2、加热回流、蒸出粗产物产物将烧瓶在石棉网上小火空气浴缓缓加热至沸,控制分馏柱顶部的溜出温度不超过90℃,馏出液为带水的混浊液。
至无液体蒸出时,可升高加热温度(缩小石棉网与烧瓶底间距离),当烧瓶中只剩下很少残液并出现阵阵白雾时,即可停止蒸馏。
3、分离并干燥粗产物将馏出液用氯化钠饱和,然后加入32g 无水氯化钙干燥。
4、蒸出产品待溶液清亮透明后,小心滤入干燥的小烧瓶中,投入几粒沸石后用水浴蒸馏,收集80水共沸物),降低产率。
不要忘记加沸石、温度计位置要正确。
8、加热反应一段时间后再逐渐蒸出产物,调节加热速度,保持反应速度大于蒸出速度才能使分馏连续进行,柱顶温度稳定在71℃不波动。
等实验操作流程图:七、实验指导:分析试验装置选择,操作条件,注意事项。
1、反应装置的选择及反应控制反应是可逆反应,有副反应,可形成共沸物故采用了在反应过程中将产物的反应体系分离出来的办法,推动反应向正反应方向移动,提高产物的产率。
又环己烯bp83℃,环己醇bp161℃,环己醇水bp
97、8℃,环己烯水bp
70、8℃,含水10%。
生成的水为18%,生成的环己烯为82%,因此,生成的环己烯可由生成的H2O以共沸物的形式完全蒸出反应体系,使环己醇完全转化。
两共沸点
70、8℃、
97、8℃相差不大,所以本实验选用分馏装置为反应装置。
2、洗涤操作反应粗产物可能带有酸(H+),需要洗涤。
环己烯、环己醇在水中有一定的溶解度,为减少水中溶解的有机物,使用NaCl饱和溶液洗涤粗产物,NaCl溶液洗涤另一好处是易分层,不易产生乳化现象。
粗产物量大可用分液漏斗洗涤,量小可用半微量洗涤操作法85℃馏分。
5、操作注意事项(操作要点)1)环己醇粘度大,转移时不要损失。
2)H3PO4 有氧化性,混合均匀后在加热,小火加热。
3)反应时,先小火加热,反应一段时间后,再从分馏柱顶分出环己烯—水共沸物。
4)由于环已烯与水形成共沸物(沸点
70、8℃,含水10%);环已醇与环已烯形成共沸物(沸点
64、9℃,含环已醇
30、5%);环已醇与水形成共沸物(沸点
97、8℃,含水80%)。
因此,在加热时温度不可过高,蒸馏速度不宜太快,以减少未作用的环已醇蒸出。
控制分馏柱顶温度<90℃(考虑温度计、操作误差,控制<90℃)。
5)反应终点的判断可参考下面几个参数:a)反应进行60分钟左右;b)反应瓶中出现白雾;6)分液时,水层应尽可能分离完全,否则将增加无水氯化钙的用量,使产物更多地被干燥剂吸附而招致损失,这里用无水氯化钙干燥较适合,因它还可除去少量环己醇。
7)在蒸馏已干燥的产物时,蒸馏所用仪器都应充分干燥。
6、实验要求1)操作规范化;2)实验纪录,边做边记,详细真实,每一步操作都要记录;3)产物要求,按教材反应物用量,产物
3、8~
4、6g左右,无色透明液体4)产物鉴定,最后一步蒸馏既是精制产物步骤,又是产物鉴定步骤,根据实验室具体条件可测IR,NMR,n20D等物理性质。
我们采用Br
2、高锰酸钾进行定性鉴定。
7、可用下列思考题检验学习情况1)为什么用分馏反应装置?
2)反应生成的水和理论计算生成的水是否一致?试分析原因。
3)干燥剂CaCl2也是多孔物质,可否不分离出来当作沸石用?4)蒸馏环己烯用水浴加热,试说明什么时候可用水浴加热?5)比较你的产率与理论产率的差值,试分析原因。
八、思考题
1、如果你的实验产率太低,试分析主要在哪些操作步骤中造成损失?答:(1)环己醇的粘度较大,尤其室温低时,量筒内的环己醇很难倒净而影响产率。
(2)磷酸和环己醇混合不均,加热时产生碳化。
(3)反应温度过高、馏出速度过快,使未反应的环己醇因与水形成共沸混合物或产物环己烯与水形成共沸混合物而影响产率。
(4)干燥剂用量过多或干燥时间过短,致使最后蒸馏是前馏份增多而影响产率。
2、用85%磷酸催化工业环已醇脱水合成环已烯的实验中,将磷酸加入环已醇中,立即变成红色,试分析原因何在?如何判断你分析的原因是正确的?
答:该实验只涉及两种试剂:环已醇和85%磷酸。
磷酸有一定的的氧化性,混合不均,磷酸局部浓度过高,高温时可能使环已醇氧化,但低温时不能使环已醇变红。
那么,最大的可能就是工业环已醇中混有杂质。
工业环已醇是由苯酚加氢得到的,如果加氢不完全或精制不彻底,会有少量苯酚存在,而苯酚却及易被氧化成带红色的物质。
因此,本实验现象可能就是少量苯酚被氧化
的结果。
将环已醇先后用碱洗、水洗涤后,蒸馏得到的环已醇,再加磷酸,若不变色则可证明上述判断是正确的。
3、用磷酸做脱水剂比用浓硫酸做脱水剂有什么优点?
答:(1)磷酸的氧化性小于浓硫酸,不易使反应物碳化;(2)无刺激性气体SO2放出。
4、在粗产品环已烯中加入饱和食盐水的目的是什么?
答:加饱和食盐水的目的是尽可能的除去粗产品中的水分,有利于分层;减少水中溶解的有机物。
5、用简单的化学方法来证明最后得到的产品是环已烯?
答:1)取少量产品,向其中滴加溴的四氯化碳溶液,若溴的红棕色消失,说明产品是环已烯。
2)取少量产品,向其中滴加冷的稀高锰酸钾碱性溶液,若高锰酸钾的紫色消失,说明产品是环已烯。