有機化學實驗二環(huán)己烯的制備

1、實驗二：環(huán)己烯的制備 一、實驗?zāi)康?、學習、掌握由環(huán)己醇制備環(huán)己烯的原理及方法。2、了解分餾的原理及實驗操作。3、練習并掌握蒸餾、分液、干燥等實驗操作方法。 二、實驗原理主反應(yīng)為可逆反應(yīng)，本實驗采用的措施是：邊反應(yīng)邊蒸出反應(yīng)生成的環(huán)己烯和水形成的二元共沸物（沸點70.8，含水10%）。但是原料環(huán)己醇也能和水形成二元共沸物（沸點97.8，含水80%）。為了使產(chǎn)物以共沸物的形式蒸出反應(yīng)體系，而又不夾帶原料環(huán)己醇，本實驗采用分餾裝置，并控制柱頂溫度不超過90。反應(yīng)采用85%的磷酸為催化劑，而不用濃硫酸作催化劑，是因為磷酸氧化能力較硫酸弱得多，減少了氧化副反應(yīng)。分餾的原理就是讓上升

2、的蒸汽和下降的冷凝液在分餾柱中進行多次熱交換，相當于在分餾柱中進行多次蒸餾，從而使低沸點的物質(zhì)不斷上升、被蒸出；高沸點的物質(zhì)不斷地被冷凝、下降、流回加熱容器中；結(jié)果將沸點不同的物質(zhì)分離。詳細的原理參見P8889。三、實驗藥品及物理常數(shù)藥品名稱分子量(mol wt)用量(ml、g、mol)熔點()沸點()比重(d420)水溶解度(g/100ml)環(huán)己醇100.1610ml（0.096mol）25.21610.9624稍溶于水環(huán)己烯82.1483.190.8098不溶于水85%磷酸985ml（0.08mol）42.351.834易溶于水其它藥品飽和食鹽水、無水氯化鈣四、實驗裝置圖五、實驗流程圖六、

3、實驗步驟 在10毫升干燥的圓底（或茄形）燒瓶中，放入20ml環(huán)己醇(9.6g，0.096mol)、10ml85%磷酸，充分振搖、混合均勻。投入幾粒沸石，按圖1安裝反應(yīng)裝置，用錐形瓶作接受器。將燒瓶在石棉網(wǎng)上用小火慢慢加熱，控制加熱速度使分餾柱上端的溫度不要超過90，餾出液為帶水的混合物。當燒瓶中只剩下很少量的殘液并出現(xiàn)陣陣白霧時，即可停止蒸餾。全部蒸餾時間約需40min。將蒸餾液分去水層，加入等體積的飽和食鹽水，充分振搖后靜止分層，分去水層（洗滌微量的酸，產(chǎn)品在哪一層？）。將下層水溶液自漏斗下端活塞放出、上層的粗產(chǎn)物自漏斗的上口倒入干燥的小錐形瓶中，加入克無水氯化鈣干燥。將干燥后的產(chǎn)物濾入干燥

4、的梨形蒸餾瓶中，加入幾粒沸石，用水浴加熱蒸餾。收集80的餾分于一已稱重的干燥小錐形瓶中。產(chǎn)量45g。 本實驗約需4h。 七、注意事項1、環(huán)己醇在常溫下是粘碉狀液體，因而若用量筒量取時應(yīng)注意轉(zhuǎn)移中的損失。所以，取樣時，最好先取環(huán)己醇，后取磷酸。2、環(huán)己醇與磷酸應(yīng)充分混合，否則在加熱過程中可能會局部碳化，使溶液變黑。3、安裝儀器的順序是從下到上，從左到右。十字頭應(yīng)口向上。4、由于反應(yīng)中環(huán)己烯與水形成共沸物(沸點70.8，含水l0)；環(huán)己醇也能與水形成共沸物(沸點97.8,含水80)。因比在加熱時溫度不可過高，蒸餾速度不宜太快，以減少末作用的環(huán)己醇蒸出。文獻要求柱頂控制在73左右

5、，但反應(yīng)速度太慢。本實驗為了加快蒸出的速度，可控制在90以下。5、反應(yīng)終點的判斷可參考以下幾個參數(shù)：（1）反應(yīng)進行40min左右。（2）分餾出的環(huán)己烯和水的共沸物達到理論計算量。（3）反應(yīng)燒瓶中出現(xiàn)白霧。（4）柱頂溫度下降后又升到85以上。6、洗滌分水時，水層應(yīng)盡可能分離完全，否則將增加無水氯化鈣的用量，使產(chǎn)物更多地被干燥劑吸附而招致?lián)p失。這里用無水氯化鈣干燥較適合，因它還可除去少量環(huán)己醇。無水氯化鈣的用量視粗產(chǎn)品中的含水量而定，一般干燥時間應(yīng)在半個小時以上，最好干燥過夜。但由于時間關(guān)系，實際實驗過程中，可能干燥時間不夠，這樣在最后蒸餾時，可能會有較多的前餾分（環(huán)己烯和水的共沸物）蒸出。7、在

6、蒸餾已干燥的產(chǎn)物時，蒸餾所用儀器都應(yīng)充分干燥。接收產(chǎn)品的三角瓶應(yīng)事先稱重。8、一般蒸餾都要加沸石。9、進實驗室前，一定要事先查好原料、產(chǎn)品及副產(chǎn)品的物理常數(shù)，做到心中有數(shù)。八、教學法1、有條件的實驗室，在用分餾裝置進行實驗時，可讓學生分成幾個小組，分別控制柱頂溫度為71、85、93進行操作，然后用色譜法分析粗產(chǎn)物的組成，各組間交流實驗結(jié)果，總結(jié)出嚴格控制反應(yīng)條件的重要性。2、正確理解共沸物概念及其在有機化學實驗中的應(yīng)用。3、教學過程中，結(jié)合反應(yīng)裝置的選擇，反應(yīng)條件的控制，產(chǎn)物分離方法的選擇等，強調(diào)在實驗前查反應(yīng)物、中間產(chǎn)物、產(chǎn)物、副產(chǎn)物的物理化學常數(shù)的重要性。養(yǎng)成實驗前查物性常數(shù)的習慣，培養(yǎng)查

7、閱手冊的能力。九、思考題1、 在純化環(huán)己烯時，用等體積的飽和食鹽水洗滌，而不用水洗滌，目的何在？答：在純化有機物時，常用飽和食鹽水洗滌，而不用水直接洗滌是利用其鹽析效應(yīng)，可降低有機物在水中的溶解度，并能加快水、油的分層。2、 本實驗提高產(chǎn)率的措施是什么？答：本實驗主反應(yīng)為可逆反應(yīng)，提高反應(yīng)采取的措施是：邊反應(yīng)邊蒸出反應(yīng)生成的環(huán)己烯和水形成的二元共沸物，并控制柱頂溫度不超過90。3、 實驗中，為什么要控制柱頂溫度不超過90？答：由于環(huán)己烯和水形成的二元共沸物（含水10%）沸點是70.8，而原料環(huán)己醇也能和水形成二元共沸物（沸點97.8，含水80%）。為了使產(chǎn)物以共沸物的形式蒸出反應(yīng)體系，而又不夾

8、帶原料環(huán)己醇，本實驗采用分餾裝置，并控制柱頂溫度不超過90。4、 本實驗用磷酸作催化劑比用硫酸作催化劑好在哪里？答：采用硫酸作催化劑雖然反應(yīng)速度較快，但由于硫酸的氧化性比磷酸強，反應(yīng)時部分原料會被氧化、甚至碳化，使溶液顏色加深，產(chǎn)率有所降低。此外，反應(yīng)時會有少量SO2氣化放出。在純化時，需要堿洗，增加了純化步驟。5、蒸餾時，加入沸石的目的是什么？答：沸石就是未上釉的瓷片敲碎而成的小粒。它上面有很多毛細孔，當液體加熱時，能產(chǎn)生細小的氣泡，成為沸騰中心。這樣可以防止液體加熱時產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，防止暴沸，使沸騰保持平穩(wěn)。一般加熱回流、蒸餾、分餾、水蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生水蒸汽都需要加沸石。但減壓蒸餾、水蒸氣蒸餾

9、、電動攪拌反應(yīng)不需要加沸石。在一次持續(xù)蒸餾時，沸石一直有效；一旦中途停止沸騰或蒸餾，原有沸石即失效，再次加熱蒸餾時，應(yīng)補加新沸石。如果事先忘了加沸石，決不能在液體加熱到沸騰時補加。因為這樣會引起劇烈暴沸，使液體沖出瓶外，還容易發(fā)生著火事故。故應(yīng)該在冷卻一段時間后再補加。6、使用分液漏斗有哪些注意事項？答：使用分液漏斗洗滌和萃取時，有以下注意事項：（1）分液漏斗在長期放置時，為防止蓋子的旋塞粘接在一起，一般都襯有一層紙。使用前，要先去掉襯紙，檢查蓋子和旋塞是否漏水。如果漏水，應(yīng)涂凡士林后，再檢驗，直到不漏才能用。涂凡士林時，應(yīng)在旋塞上涂薄薄一層，插上旋轉(zhuǎn)幾周；但孔的周圍不能涂，以免堵塞孔洞。（2

10、）萃取時要充分振搖，注意正確的操作姿勢和方法。（3）振搖時，往往會有氣體產(chǎn)生，要及時放氣。（4）分液時，下層液體應(yīng)從旋塞放出，上層液體應(yīng)從上口倒出。（5）分液時，先把頂上的蓋子打開，或旋轉(zhuǎn)蓋子，使蓋子上的凹縫或小孔對準漏斗上口頸部的小孔，以便與大氣相通。（6）在萃取和分液時，上下兩層液體都應(yīng)該保留到實驗完畢。以防止操作失誤時，能夠補救。（7）分液漏斗用畢，要洗凈，將蓋子和旋塞分別用紙條襯好。7、用無水氯化鈣干燥有哪些注意事項？答：（1）一般要在干燥的小錐形瓶中進行干燥。（2）一般用塊狀的無水氯化鈣進行干燥，便于后面的分離。（3）用無水氯化鈣干燥的時間一般要在半個小時以上，并不時搖動。但實際實驗中，由于時間關(guān)系，只能干燥510分鐘。因此，水是沒有除凈的，在最后蒸餾時，會有較多的前餾分（環(huán)己烯和水的共沸物）蒸出。8、查藥品物理常數(shù)的途徑有哪些？答：在進行或設(shè)計一個有機合成實驗之前，必須首先弄清楚反應(yīng)物料和生成物的物理常數(shù)，這樣在反應(yīng)、分離純化時，才能設(shè)計出合理的工藝路線，操作時才能做到心中有數(shù)。通常查找物理常數(shù)有四個途徑：（1）在教材書中，每一章的物理性質(zhì)都列出了