環(huán)己烯的制備

1、環(huán)己烯的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)、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(shí)驗(yàn)操作。3、練習(xí)并掌握蒸餾、分液、干燥等實(shí)驗(yàn)操作方法。二、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(diǎn) 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(diǎn) 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(shí)驗(yàn)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?yàn)榱姿嵫趸芰^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(jìn)行多次熱交換, 相當(dāng)于在分 餾柱中進(jìn)行多次蒸餾, 從而使低沸點(diǎn)的物質(zhì)不斷上升、 被蒸出; 高沸點(diǎn)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(diǎn)不同的物質(zhì)分離。詳細(xì)的原理參見 P88-89。三、實(shí)驗(yàn)藥品及物理常數(shù) 四、實(shí)驗(yàn)裝置圖 刺 形 分 餾 柱溫度計(jì)圖 1反應(yīng)裝置 圖 2蒸餾裝置圖 3分液漏斗五、實(shí)驗(yàn)流程圖10ml 5ml85%80-85度餾分 H 3PO六、實(shí)驗(yàn)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(dāng)燒瓶中只剩下很少量的殘液并出現(xiàn)陣陣白霧時(shí),即可停止蒸餾。 全部蒸餾時(shí)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(shí)驗(yàn)

4、約需 4h 。七、注意事項(xiàng)1、環(huán)己醇在常溫下是粘碉狀液體,因而若用量筒量取時(shí)應(yīng)注意轉(zhuǎn)移中的損失。所以,取樣 時(shí),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(huì)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(diǎn) 70.8, 含水 l0% ; 環(huán)己醇也能與水形成共沸 物 (沸點(diǎn) 97.8 , 含水 80% 。 因比在加熱時(shí)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(xiàn)要求柱頂控制在 73左右,但反應(yīng)速度太慢。本實(shí)驗(yàn)為了加快蒸出的速度,可控制在 90以下。5、反應(yīng)終點(diǎn)的判斷可

5、參考以下幾個(gè)參數(shù):(1反應(yīng)進(jìn)行 40min 左右。 (2分餾出的環(huán)己烯 和水的共沸物達(dá)到理論計(jì)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(shí),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(shí)間應(yīng)在半個(gè)小時(shí)以上, 最好干燥過夜。 但 由于時(shí)間關(guān)系, 實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中,可能干燥時(shí)間不夠,這樣在最后蒸餾時(shí), 可能會(huì)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(shí),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(jìn)實(shí)驗(yàn)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(xué)法1、有條件的實(shí)驗(yàn)室,在用分餾裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),可讓學(xué)生分成幾個(gè)小組,分別控制柱頂溫 度為 71、 85、 93進(jìn)行操作,然后用色譜法分析粗產(chǎn)物的組成,各組間交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果, 總結(jié)出嚴(yán)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(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。3、教學(xué)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(qiáng)調(diào)在 實(shí)驗(yàn)前查反應(yīng)物、中間產(chǎn)物、產(chǎn)物、 副產(chǎn)物的物理化學(xué)常數(shù)的重要性。 養(yǎng)成實(shí)驗(yàn)前查物性常 數(shù)的習(xí)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(shí),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(jī)物時(shí),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(jī)物在水中的溶解度,并能加快水、油的分層。2、 本實(shí)驗(yàn)提高產(chǎn)率的措施是什么?答:本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)是 70.8, 而原料環(huán)己醇也能和水 形成二元共沸物(沸點(diǎn) 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(shí)驗(yàn)采用分餾裝置,并控制柱頂溫度不超過 90。4、 本實(shí)驗(yàn)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(qiáng), 反應(yīng)時(shí)部分原料 會(huì)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(shí)會(huì)有少量 SO 2氣化放 出。在純化時(shí),需要堿洗,增加了純化步驟。5、蒸餾時(shí),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(xì)孔,當(dāng)液體加熱時(shí),能產(chǎn)生 細(xì)小的氣泡,成為沸騰中心。這樣可以防止液體加熱時(shí)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(dòng)攪拌反應(yīng)不需要加沸石。在一次持續(xù)蒸餾時(shí), 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(shí),應(yīng)補(bǔ)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(shí)補(bǔ)加。 因?yàn)檫@樣 會(huì)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(shí)間后再補(bǔ)加。6、使用分液漏斗有哪些注意事項(xiàng)?答:使用分液漏斗洗滌和萃取時(shí),有以下注意事項(xiàng):(1 分液漏斗在長期放置時(shí),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(yàn),直到不漏才 能用。涂凡士林時(shí),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(shí)要充分振搖,注意正確的操作姿勢和方法。(3振搖時(shí),往往會(huì)有氣體產(chǎn)生,要及時(shí)放氣。(4分液時(shí),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(shí),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(zhǔn)漏斗上口頸 部的小孔,以便與大氣相通。(6在萃取和分液時(shí),上下兩層液體都應(yīng)該保留到實(shí)驗(yàn)完畢。以防止操作失誤時(shí),能夠補(bǔ) 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(xiàng)?答:(1一般要在干燥的小錐形瓶中進(jìn)行干燥。(2一般用塊狀的無水氯化鈣進(jìn)行干燥,便于后面的分離。(3用無水氯化鈣干燥的時(shí)間一般要在半個(gè)小時(shí)以上,并不時(shí)搖動(dòng)。但實(shí)際實(shí)驗(yàn)中,由于 時(shí)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(shí),會(huì)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(jìn)行或設(shè)計(jì)一個(gè)有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)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(shí),才能設(shè)計(jì)出合理的工藝路線, 操作時(shí)才能做到心中有數(shù)。通常查 找物理常數(shù)有四個(gè)途徑:(1在教