環(huán)己烯的制備

1、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OH + H2O OH2+ H2O主反應(yīng) 副反應(yīng) 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

2、,減少了氧化副反應(yīng)。分餾的原理就是讓上升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 P88-89。三、實驗藥品及物理常數(shù) 四、實驗裝置圖 刺 形 分 餾 柱溫度計圖 1反應(yīng)裝置 圖 2蒸餾裝置圖 3分液漏斗五、實驗流程圖10ml 5ml85%80-85度餾分 H 3PO六、實驗步驟在 50毫升干燥的圓底(或茄形燒瓶中,放入 10ml 環(huán)己醇 (9.6g, 0.096mol 、 5ml85%磷酸,充分振搖、混合均勻。投入幾粒沸石

3、,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1-2克無水氯化鈣干燥。將干燥后的產(chǎn)物濾入干燥的梨形蒸餾瓶中,加入幾粒沸石,用水浴加熱蒸餾。收集 80-85的餾分于一已稱重的干燥小錐形瓶中。產(chǎn)量 4-5g 。 本實驗

4、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,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

5、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、在蒸餾已干燥的產(chǎn)物時,蒸餾所用儀器都應(yīng)充分干燥。接

6、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)查閱手冊的能力。九、思考題1、

7、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 又不夾帶原

8、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 SO 2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

9、壓蒸餾、水 蒸氣蒸餾、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

10、上旋轉(zhuǎn)幾周;但孔的周圍不能涂,以免堵塞 孔洞。(2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 5-10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