專題實(shí)驗(yàn)5——乙醇的生物合成及其應(yīng)用(共11頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專題實(shí)驗(yàn)5乙醇的生物合成及其應(yīng)用乙醇是無(wú)色、透明、易揮發(fā)的液體，與水可以混溶，也是非常好的有機(jī)溶劑，在染料，香料，醫(yī)藥等工業(yè)中應(yīng)用廣泛，可用作溶劑、防腐劑、消毒劑（70%75%的乙醇）、燃料等。乙醇是酒的主要成分，可以飲用。少量乙醇有興奮神經(jīng)的作用，大量乙醇有麻醉作用，可使人體中毒，甚至死亡。早在我國(guó)古代就已發(fā)明了從淀粉發(fā)酵制酒的方法，直到現(xiàn)在仍然是生產(chǎn)乙醇的重要方法。淀粉發(fā)酵后的發(fā)酵液經(jīng)蒸餾可制得白酒；經(jīng)分餾可得到95.5%的工業(yè)乙醇；經(jīng)簡(jiǎn)單加工可制成固體酒精；無(wú)水乙醇可以用其它方法連續(xù)處理得到；無(wú)水乙醇的純度可用測(cè)折光率鑒定；以無(wú)水乙醇為原料可合成乙酸乙酯；進(jìn)一步

2、可合成乙酰乙酸乙酯。實(shí)驗(yàn)72 白酒的釀造和工業(yè)酒精的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解釀酒的原理，學(xué)習(xí)釀酒的方法，掌握白酒酒精度的測(cè)定方法；2. 掌握用白酒制工業(yè)酒精的原理和方法；3. 鞏固蒸餾、分餾、測(cè)密度和酒精度等多種基本操作。二、實(shí)驗(yàn)原理1. 釀酒原理 主反應(yīng) 發(fā)酵最適宜溫度為28-30. 主要副反應(yīng) 酒藥，也稱（曲，酒餅），是一種保存微生物的固體培養(yǎng)基。在干燥條件下微生物處于休眠狀態(tài)，活性可保持不變，制曲釀酒技術(shù)是我國(guó)獨(dú)特的創(chuàng)舉和發(fā)明。我國(guó)的曲藥是糖化和發(fā)酵同時(shí)進(jìn)行的，曲藥中富含曲霉、酵母菌和少量細(xì)菌等多種微生物。曲霉能分泌大量淀粉酶，使淀粉糖化和液化，為下一步的發(fā)酵作好物質(zhì)準(zhǔn)備；酵母菌產(chǎn)生酒

3、化酶，使糖發(fā)酵產(chǎn)酒；發(fā)酵條件控制得好、消毒嚴(yán)格，可避免細(xì)菌的大量繁殖，防止酒酸敗。造成酸敗的主要菌是乳酸菌和醋酸菌。由于酵母菌在高濃度酒精下不能繼續(xù)發(fā)酵，所得到的酒醪或酒液酒精濃度一般不會(huì)超過(guò)20%。發(fā)酵成熟的酒醅經(jīng)蒸餾，把酒醅中的酒精、水、高級(jí)醇、酸類等有效成分蒸發(fā)為酒汽，酒汽經(jīng)冷凝，收集即得一定濃度的白酒（實(shí)際中酒頭部分往往單獨(dú)貯存，用于勾兌）。白酒再經(jīng)過(guò)分餾可提高酒精濃度即得工業(yè)酒精。2. 分離原理三、實(shí)驗(yàn)用品實(shí)驗(yàn)裝置1. 蒸餾裝置（見圖1-32） 2. 分餾裝置 （見圖1-34） 藥品 米飯，酒曲四、實(shí)驗(yàn)步驟1米飯 用飯盒盛取半斤米飯，質(zhì)量要求外觀蒸透，熟而不粘，內(nèi)無(wú)生心即可。 2 冷

4、卻 用揚(yáng)渣或晾渣的方法，使米飯迅速冷卻，使之達(dá)到微生物適宜生長(zhǎng)的溫度，若氣溫在510時(shí)，品溫應(yīng)降至3032，若氣溫在1015時(shí)，品溫應(yīng)降至2528，夏季要降至品溫不再下降為止。揚(yáng)渣或晾渣同時(shí)還可起到揮發(fā)雜味、吸收氧氣等作用。 3拌醅 揚(yáng)渣之后，拌入酒曲并迅速攪拌均勻。酒曲的用量視其糖化力的高低而定，一般為釀酒主料的810% 。為了利于酶促反應(yīng)的正常進(jìn)行，在拌醅時(shí)應(yīng)加適量清涼水（工廠稱加漿），控制入池時(shí)醅的水分含量為5862%。 4入窖發(fā)酵 均勻拌入酒曲后把飯扒平，從飯的中央挖一小井，蓋好缸蓋，保溫發(fā)酵。約24小時(shí)（夏天氣溫高時(shí)間短，冬天氣溫低時(shí)間長(zhǎng)些）后，啟開缸蓋，這時(shí)可聞到酒香味，飯層高度下

5、降，小井中涌出香氣四溢的酒液，謂之酒娘。繼用杓子翻動(dòng)酒娘糟，再蓋上缸蓋， 23天后，注入無(wú)菌水（涼開水）約200mL，浸泡酒娘槽23天。5蒸餾制白酒把酒醅轉(zhuǎn)入250mL園底燒瓶中，裝上蒸餾裝置，加熱蒸出大部分液體，餾出液即為白酒。蒸餾過(guò)程中每蒸出10mL（可用量筒作接液瓶）餾出液稱重，計(jì)算密度，再查表得酒精度（體積百分?jǐn)?shù)），至酒精度低于30%時(shí)即可停止蒸餾，分別記錄白酒的量及其對(duì)應(yīng)的酒精度。同時(shí)記錄每蒸出10mL餾出液的溫度變化值。6工業(yè)酒精制備 記錄整個(gè)過(guò)程的溫度變化及制得工業(yè)酒精總量并測(cè)量其密度，換算成乙醇的含量（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)），計(jì)算回收率。五、注意事項(xiàng)1入窖時(shí)醅料品溫應(yīng)在18 20 （夏季

6、不超過(guò)26），入窖的醅料既不能壓的緊，也不能過(guò)松。2發(fā)酵過(guò)程主要是掌握品溫，并隨時(shí)分析醅料水分、酸度、酒量、淀粉殘留量的變化。發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短，根據(jù)各種因素來(lái)確定，有3 - 5天不等。一般當(dāng)窖內(nèi)品溫上升至36 - 37 時(shí)，即可結(jié)束發(fā)酵。 3通常在入缸后，夏天為16 20 h，冬天需24h。品溫至34 - 37 ，這時(shí)可聞到香味，飯層高度下降，并有糖化液流入穴內(nèi)，糖化率達(dá)到70%80%。這時(shí)應(yīng)立即加水。若過(guò)早加水，則由于酶系形成不充分，會(huì)影響出酒率：如果延長(zhǎng)培菌糖化時(shí)間，則出酒率也較低。且成品酒酸度過(guò)高而風(fēng)味差。4發(fā)酵好壞可用“黃水”判斷：黃水現(xiàn)酸味：說(shuō)明溫度過(guò)高。收率抵。黃水現(xiàn)甜味：發(fā)酵不完全

7、，收率低。黃水現(xiàn)苦味：說(shuō)明曲量太大，用水不足，衛(wèi)生差，收率低。黃水現(xiàn)餿味：衛(wèi)生差，質(zhì)量差。黃水現(xiàn)澀味：糖化發(fā)酵好的標(biāo)志，這種母糟產(chǎn)酒質(zhì)量好，出酒率高。5釀酒過(guò)程關(guān)鍵是 干凈.殺菌消毒重要,不然可能釀成醋。思考題1蒸餾和分餾有什么異同？2.為什么不能用蒸餾的方法制備工業(yè)酒精？3.通常白酒中乙醇的含量用什么濃度表示？工業(yè)酒精中乙醇的含量又用什么濃度表示？注釋 此方法測(cè)定的密度精度不高，若要測(cè)得高精度的密度可用比重瓶法。見化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作技術(shù)：密度的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)73 無(wú)水乙醇的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室用氧化鈣制備無(wú)水乙醇的方法；2. 掌握無(wú)水回流、無(wú)水蒸餾等常規(guī)無(wú)水操作；3. 了解常用有機(jī)溶劑

8、的純化方法和檢驗(yàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理通過(guò)蒸餾或分餾得到的工業(yè)酒精是乙醇和水形成的恒沸混合物，其沸點(diǎn)78.8 、約含95 %的乙醇，其中5 %的水，只能通過(guò)化學(xué)法或物理吸附方法（如分子篩法或陽(yáng)離子交換樹脂脫水法）除去。本實(shí)驗(yàn)采用化學(xué)方法（氧化鈣法）：用氧化鈣與95 %工業(yè)酒精中的水反應(yīng)從而脫去水，通過(guò)無(wú)水蒸餾操作制得無(wú)水乙醇。無(wú)水CuSO4法無(wú)水乙醇檢驗(yàn)方法： 干燥KMnO4法 測(cè)折光率三、實(shí)驗(yàn)用品實(shí)驗(yàn)裝置 1. 帶干燥管的回流裝置（見圖1-6 c)2. 蒸餾裝置（見圖1-32）藥品 95 %的工業(yè)酒精，氧化鈣，氫氧化鈉，無(wú)水氯化鈣，無(wú)水硫酸銅。四、實(shí)驗(yàn)步驟1加熱回流除水 在50mL圓底燒瓶中，加

9、入20mL95工業(yè)酒精，慢慢放入8g小顆粒狀的生石灰和約0.1 g氫氧化鈉。裝上回流裝置，冷凝管上接有盛有無(wú)水氯化鈣干燥管，加熱回流約1 h。2蒸餾 回流畢，改為蒸餾裝置。將干燥的三角燒瓶作接受器，接引管支口上接裝有無(wú)水氯化鈣的干燥管，加熱蒸餾。最初蒸出的乙醇可能由于儀器中所附的少量水份而含有少量的水，故蒸出3mL乙醇時(shí)，暫停加熱，換另一干燥的接受瓶，收集流出液，即得無(wú)水乙醇，稱量溜出液總量，計(jì)算收率。3檢驗(yàn)乙醇的純度 用無(wú)水CuSO4等方法檢驗(yàn)乙醇是否有水份（與未提純95%乙醇或工業(yè)酒精比較）。五、注意事項(xiàng)1. 本實(shí)驗(yàn)中所用儀器均需徹底干燥。由于無(wú)水乙醇具有很強(qiáng)的吸水性，所以在操作過(guò)程中和存

10、放時(shí)必須防止水分浸入。2. 加入的生石灰應(yīng)為小顆粒狀的，否者會(huì)發(fā)生爆濺。思考題1. 在有機(jī)實(shí)驗(yàn)中，什么情況下需要使用回流反應(yīng)裝置？又在什么情況下需要使用蒸出反應(yīng)裝置？圖7-2的四種回流裝置各用于哪種反應(yīng)情況？2. 為什么工業(yè)酒精用蒸餾或分餾的方法都不能得到無(wú)水乙醇？實(shí)驗(yàn)74 折光率的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解阿貝折光儀的構(gòu)造和折光率測(cè)定的基本原理；2掌握用阿爾折光儀測(cè)定液態(tài)有機(jī)化合物折光率的方法。二、基本原理1基本原理折光率測(cè)定的原理及折光儀的基本操作（見第一部分：7.4）2測(cè)定折光率的意義 折光率是液體有機(jī)化合物重要的特性常數(shù)之一，測(cè)定折光率的主要用途為：測(cè)定所合成的已知化合物折光率與文獻(xiàn)值對(duì)照

11、，可作為鑒定有機(jī)化臺(tái)物純度的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)；合成未知化合物，經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)及化學(xué)分析確證后，測(cè)得的折光率可作為一個(gè)物理常數(shù)記載；將折光率作為檢測(cè)原料、溶劑、中間體及最終產(chǎn)品純度的依據(jù)之一，一般多用于液體有機(jī)化合物。折光率是食品生產(chǎn)中常用的工藝控制指標(biāo)，通過(guò)測(cè)定液態(tài)食品的折射率.可以鑒別食品的組成，確定食品的濃度，判斷食品的純凈程度及品質(zhì)。例如，蔗糖溶液的折光率隨濃度增大而升高。通過(guò)測(cè)定折光率可以確定糖液的濃度及飲料、糖水罐頭等食品的糖度，還可以測(cè)定以糖為主要成分的果汁、蜂蜜等食品的可溶性固形物的含量。各種油脂具有其一定的脂肪酸構(gòu)成，每種脂肪酸均有其特定的折光率。含碳原子數(shù)目相同時(shí)不飽和脂肪酸的折光率比飽和

12、脂肪酸的折光率大得多；不飽和脂肪酸分子量越大，折光率也越大；酸度高的油脂折光率低。因此測(cè)定折光率可以鑒別油脂的組成和品質(zhì)。正常情況下，某些液態(tài)食品的折光率有一定的范圍，如正常牛乳乳清的折光率在正1.341991.34275之間，當(dāng)這些液態(tài)食品因摻雜、濃度改變或品種改變等原因而引起食品的品質(zhì)發(fā)生了變化時(shí)，折光率常常會(huì)發(fā)生變化。所以測(cè)定折光率可以初步判斷某些食品是否正常。如牛乳摻水，其乳清折光率降低，故測(cè)定牛乳乳清的折光率即可了解乳糖的含量，判斷牛乳是否摻水。3. 影響折光率測(cè)定的因素化合物的折光率與它的結(jié)構(gòu)及入射光線的波長(zhǎng)、溫度、壓力等因素有關(guān)。通常大氣壓的變化的影響不明顯，只是在精密的測(cè)定工作

13、中，才考慮壓力因素。所以，在測(cè)定折光率時(shí)必須注明所用的光線和溫度，常用nt D表示。D是以鈉光燈的D線（589 nm）作光源，常用的折光儀雖然是用白光為光源，但用棱鏡系統(tǒng)加以補(bǔ)償，實(shí)際測(cè)得的仍為鈉光D線的折射率。t是測(cè)定折射率時(shí)的溫度。例如n20D1.3320表示20時(shí)，該介質(zhì)對(duì)鈉光燈的D線折光率為1.3320。一般地講，當(dāng)溫度增高1時(shí)液體有機(jī)化合物的折光率就減少3.510-45.510-4，某些有機(jī)物，持別是測(cè)定折光率時(shí)的溫度與其沸點(diǎn)相近時(shí)，其溫度系數(shù)可達(dá)710-4。為了便于計(jì)算，一般采用410-4為其溫度變化系數(shù)。這個(gè)粗略計(jì)算，當(dāng)然會(huì)帶來(lái)誤差，為了精確起見，一般折光儀應(yīng)配有恒溫裝置。表4-

14、7是不同溫度下純水和乙醇的折光率。表4-7 不同溫度下純水和乙醇的折光率溫度/ 1820242832水的折光率1.333171.332991.332621.332191.33164乙醇的折光率1.361291.360481.358851.357211.35557提供測(cè)定折光率的樣品，應(yīng)以分析樣品的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)要求，被測(cè)液體的沸點(diǎn)范圍要窄，若其沸點(diǎn)范圍過(guò)寬，測(cè)出的折光率意義不大。例如折光率較小的A，其中混有折光率較大的液體B，則測(cè)得折光率偏高。三、實(shí)驗(yàn)用品儀器 阿貝折光儀藥品 重蒸蒸餾水，自制無(wú)水乙醇，市售無(wú)水乙醇四、操作要點(diǎn)和說(shuō)明1. 準(zhǔn)備 將阿貝折光儀置于靠窗口的桌上或白熾燈前，但避免陽(yáng)光直射，用

15、超級(jí)恒溫槽通入所需溫度的恒溫水于兩棱鏡夾套中，棱鏡上的溫度計(jì)應(yīng)指示所需溫度，否則應(yīng)重新調(diào)節(jié)恒溫槽的溫度。2. 清洗 松開鎖鈕，打開棱鏡，滴12滴丙酮在玻璃面上，合上兩梭鏡，待鏡面全部被丙酮濕潤(rùn)后再打開，用擦鏡紙輕擦干凈（或以脫脂棉球蘸取丙酮擦凈棱鏡表面，揮干丙酮）。3. 校正 用重蒸蒸餾水較正。打開梭鏡，滴1滴蒸餾水于下面鏡面上，在保持下面鏡面水平情況下關(guān)閉棱鏡，轉(zhuǎn)動(dòng)刻度盤罩外手柄（棱鏡被轉(zhuǎn)動(dòng)），使刻度盤上的讀數(shù)等于蒸餾水的折光率（n20 D1.33299，n25 D1.3325）調(diào)節(jié)反射鏡使入射光進(jìn)入棱鏡組，并從測(cè)量望遠(yuǎn)鏡中觀察，使視場(chǎng)最明亮，調(diào)節(jié)測(cè)量鏡（目鏡），使視場(chǎng)十字線交點(diǎn)最清晰。轉(zhuǎn)動(dòng)

16、消色調(diào)節(jié)器，消除色散，得到清晰的明暗界線，然后用儀器附帶的小旋棒旋動(dòng)位于鏡筒外壁中部的調(diào)節(jié)螺絲，使明暗線對(duì)準(zhǔn)十字交點(diǎn)，校正即完畢。4. 試樣折光率的測(cè)定用丙酮清洗鏡面后，滴加l2滴自制無(wú)水乙醇（或被測(cè)液體）于進(jìn)光棱鏡磨砂面上，迅速閉合兩塊棱鏡，如樣品很易揮發(fā)，可用滴管從棱鏡間小槽中滴入；轉(zhuǎn)動(dòng)刻度盤罩外手柄（棱鏡被轉(zhuǎn)動(dòng)），使刻度盤上的讀數(shù)為最?。徽{(diào)節(jié)反光鏡使鏡筒內(nèi)視野最亮。再調(diào)節(jié)目鏡，使視場(chǎng)十字線交點(diǎn)最清晰；由目鏡觀察，轉(zhuǎn)動(dòng)棱鏡旋鈕使刻度盤上的讀數(shù)逐漸增大，使視野出現(xiàn)明暗兩部分；旋轉(zhuǎn)色散補(bǔ)償器旋鈕，使彩色光帶消失，得到清晰的明暗界線；旋轉(zhuǎn)棱鏡旋鈕使明暗分界線在十字線交叉點(diǎn)重合；從讀數(shù)鏡筒中讀取折

17、射率。測(cè)定完畢打開棱鏡，用丙酮擦凈棱鏡表面及其他各機(jī)件。在測(cè)定水溶性樣品后，用脫脂棉吸水洗凈，若為油類樣品，須用乙醇或乙醚、二甲苯等擦拭。若不在恒溫下測(cè)定，應(yīng)測(cè)量樣液溫度，并用溫度變化系數(shù)校正。用同樣的方法測(cè)定市售分析純無(wú)水乙醇的折光率進(jìn)行比較。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1每次加樣前，用乙醇或丙酮洗凈鏡面。一般在磨砂面上放一塊擦鏡紙，滴上丙酮，合上鏡面浸潤(rùn)片刻，再用擦鏡紙擦凈。不能用紙來(lái)回揩擦，而是要用擦鏡紙貼在棱鏡面上，用中指輕輕按住，吸下溶有污物的丙酮。重復(fù)幾次后，敞開鏡面，讓溶劑揮發(fā)。2. 要特別注意保護(hù)棱鏡鏡面，滴加液體時(shí)防止滴管口劃鏡面。3. 不能測(cè)量帶有酸性、堿性或腐蝕性的液體。4測(cè)試完畢，

18、也要用丙酮洗凈鏡面，待干燥后才能合籠棱鏡。拆下連接恒溫槽的膠皮管，棱鏡夾套內(nèi)的水要排盡。思考題1物質(zhì)的折光率與哪些因素有關(guān)？2阿貝折光儀的校正有哪些方法？3. 測(cè)定折光率有什么意義？實(shí)驗(yàn)75 乙酸乙酯的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉和掌握酯化反應(yīng)的特點(diǎn)；2掌握合成乙酸乙酯的原理和方法； 3掌握液-液萃取、液體有機(jī)化合物的洗滌、干燥等操作技術(shù)；4掌握分液漏斗的使用,進(jìn)一步掌握蒸餾基本操作。二、實(shí)驗(yàn)原理濃硫酸催化下，乙酸和乙醇生成乙酸乙酯酸催化條件下的酯化反應(yīng)為一可逆過(guò)程，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)使反應(yīng)物乙醇過(guò)量的方法，使平衡向產(chǎn)物一方移動(dòng)，以達(dá)到提高產(chǎn)率的目的。三、實(shí)驗(yàn)用品實(shí)驗(yàn)裝置1. 回流裝置 （見圖1-6 a)

19、2. 蒸餾裝置（見圖1-32） 試劑 無(wú)水乙醇，冰醋酸，濃硫酸，飽和Na2CO3溶液，飽和食鹽水、飽和CaCl2溶液、無(wú)水MgSO4四、實(shí)驗(yàn)步驟在50 mL圓底燒瓶中，加入9.5 mL無(wú)水乙醇，6.1mL冰醋酸，搖動(dòng)下慢慢加入2.5 mL濃硫酸并混合均勻，加入幾粒沸石，裝上回流冷凝管，加熱回流0.5 h。稍冷后，改為蒸餾裝置，蒸出粗產(chǎn)物。直至不再有粗產(chǎn)物為止（蒸餾溫度不超過(guò)85 ）。將粗產(chǎn)物用適量的飽和Na2CO3溶液中和，直至不再有二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生（或調(diào)節(jié)至石蕊試紙不再顯酸性），然后將混合液轉(zhuǎn)入分液漏斗，靜置后分去下層水相，有機(jī)層依次用等量的飽和食鹽水及飽和CaCl2溶液洗滌，最后用等量水洗

20、一次。有機(jī)層用無(wú)水MgSO4干燥，然后蒸餾，收集73 78 餾份，產(chǎn)量約4.4 g。測(cè)定產(chǎn)物的折光率。純乙酸乙酯為無(wú)色有香味的液體，沸點(diǎn)為77.06 ，n20D 1.3727。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1儀器需干燥，加濃硫酸以及冰醋酸試劑時(shí)要注意安全。2反應(yīng)溫度不宜過(guò)高，否則會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，產(chǎn)生過(guò)多的副產(chǎn)物乙醚。 3使用飽和食鹽水洗滌是必要的，基主要目的是除去殘留的CO32-,以避免在使用CaCl2洗滌時(shí)產(chǎn)生CaCO3沉淀，而不易除去，影響操作。4. 乙酸乙酯、乙醇和水能形成一個(gè)三元共沸體系，沸點(diǎn)為70.2,其共沸組成為乙酸乙酯82.6%，乙醇8.4%和水9.0%。思考題1 酯化反應(yīng)有什么特點(diǎn),本實(shí)驗(yàn)如何

21、創(chuàng)造條件使酯化反應(yīng)盡量向生成物方向進(jìn)行？2本實(shí)驗(yàn)有哪些可能副反應(yīng)？3如果采用醋酸過(guò)量是否可以，為什么？4結(jié)合本人的實(shí)驗(yàn)，指出本實(shí)驗(yàn)方法尚存在那些不足之處？應(yīng)如何改進(jìn)？實(shí)驗(yàn)76 乙酰乙酸乙酯的合成一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解 Claisen 酯縮合反應(yīng)的機(jī)理和應(yīng)用； 2熟悉在酯縮合反應(yīng)中金屬鈉的應(yīng)用和操作； 3掌握無(wú)水操作及減壓蒸餾等操作。二、實(shí)驗(yàn)原理含-活潑氫的酯在強(qiáng)堿性試劑（如 Na，NaNH2，NaH，三苯甲基鈉或格氏試劑）存在下，能與另一分子酯發(fā)生 Claisen 酯縮合反應(yīng)，生成-羰基酸酯。乙酰乙酸乙酯就是通過(guò)這一反應(yīng)制備的。通常以酯和金屬鈉為原料，并以過(guò)量的酯為溶劑，真正的催化劑是鈉與乙酸乙酯

22、中殘留的少量乙醇作用產(chǎn)生的乙醇鈉，隨著反應(yīng)進(jìn)行，由于乙醇不斷生成，反映能不斷進(jìn)行，直至金屬鈉消耗完畢。但作為原料的酯中含醇量過(guò)高又會(huì)影響產(chǎn)品的產(chǎn)率，故一般要求酯中含醇量在3%以下。乙酰乙酸乙酯與其烯醇式是互變異構(gòu)（或動(dòng)態(tài)異構(gòu)）現(xiàn)象的一個(gè)典型例子，它們是酮式和烯醇式平衡的混合物，在室溫時(shí)含 92% 的酮式和 8% 的烯醇式。單個(gè)異構(gòu)體具有不同的性質(zhì)并能分離為純態(tài)，但在微量酸堿催化下，迅速轉(zhuǎn)化為二者的平衡混合物。 三、實(shí)驗(yàn)用品實(shí)驗(yàn)裝置 1. 帶干燥管的回流裝置（見圖1-6 c)2. 減壓蒸餾裝置（見圖1-37)試劑 乙酸乙酯，Na，二甲苯，50%醋酸，飽和NaCl，無(wú)水Na2SO4四、實(shí)驗(yàn)步驟在干

23、燥的50mL圓底燒瓶中加入1.25g清除掉表面氧化膜的金屬鈉，立即加入6mL干燥的二甲苯，裝上冷凝管，加熱使鈉熔融。拆去冷凝管，用磨口玻塞塞緊圓底燒瓶，抱在毛巾中用力振搖使金屬鈉分散成盡可能小而均勻的小珠。待二甲苯冷卻至室溫后傾出二甲苯后，迅速放入12.5ml精制過(guò)的乙酸乙酯，立即裝上帶有氯化鈣干燥管的回流冷凝管，反應(yīng)即刻開始。反應(yīng)液處于微沸，若不反應(yīng)可溫?zé)岽龠M(jìn)反應(yīng)開始后即移去熱源。若反應(yīng)過(guò)于激烈則用冷水稍微冷卻?；亓骷s2h直至所有金屬鈉全部作用完為止，得橘紅色溶液，有時(shí)析出黃白色沉淀（均為烯醇鹽）。反應(yīng)混合液稍冷后邊震蕩邊加入50%醋酸，至反應(yīng)液呈弱酸性pH=56（固體溶完）；反應(yīng)液轉(zhuǎn)入分液

24、漏斗，加等體積飽和氯化鈉溶液，振搖，靜置后分出乙酰乙酸乙酯層，用無(wú)水硫酸鈉干燥。干燥澄清后粗產(chǎn)物傾倒入干燥的圓底燒瓶中，先在沸水浴上蒸去未作用的乙酸乙酯，然后將剩余液移入25mL圓底燒瓶中，用減壓蒸餾裝置進(jìn)行減壓蒸餾。減壓蒸餾時(shí)須緩慢加熱，待殘留的低沸點(diǎn)物質(zhì)蒸出后，再升高溫度，收集乙酰乙酸乙酯。產(chǎn)量約2g(理論產(chǎn)量按金屬鈉計(jì)算)。 表4-8 乙酰乙酸乙酯沸點(diǎn)與壓力的關(guān)系 壓力/mmHg* 760 80 60 40 30 20 18 14 12 10 5 1.0 0.1 沸點(diǎn)/ 181 100 97 92 88 82 78 74 71 67.3 54 28.5 5 * 1mmHg=1Torr =

25、133.322Pa純乙酰乙酸乙酯的沸點(diǎn)為180.4，折光率 =1.4199。 附：乙酰乙酸乙酯的性質(zhì)試驗(yàn)： 1取1滴乙酰乙酸乙酯，加入1滴FeCl3溶液，觀察溶液的顏色（淡黃紅）。 2取1滴乙酰乙酸乙酯，加入1滴2,4-二硝基苯肼試劑，微熱后觀察現(xiàn)象（澄黃色沉淀折出）。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 本實(shí)驗(yàn)要求無(wú)水操作。2. 鈉珠的制作過(guò)程中間一定不能停，且要來(lái)回振搖，不要轉(zhuǎn)動(dòng)。3. 乙酸乙酯的精制：在分液漏斗中將普通乙酸乙酯與等體積的飽和氯化鈣溶液混合并激烈振蕩，洗去其中所含的部分乙醇。經(jīng)2 - 3次洗滌后的酯層用高溫烘焙過(guò)的無(wú)水碳酸鉀干燥，最后經(jīng)蒸餾取7678的餾分。如用分析純的乙酸乙酯則可直接使用

26、。4. 一般要求金屬鈉全部消耗掉，但極少量未反應(yīng)的金屬鈉并不妨礙進(jìn)一步操作。5. 這種黃色固體為部分析出的乙酰乙酸乙酯鈉鹽。6. 用醋酸中和時(shí)，開始有固體析出，繼續(xù)加酸并不斷振蕩，固體會(huì)逐漸消失，最后得到澄清的液體。如尚有少量固體為溶解，可加少許水使其溶解。但應(yīng)避免加入過(guò)量的醋酸，否則會(huì)增加酯在水中的溶解度而降低產(chǎn)量。7. 乙酰乙酸乙酯在常壓蒸餾下很易分解，其分解產(chǎn)物為“去水乙酸”，故應(yīng)采用減壓蒸餾。 烯醇式 酮式 去水乙酸思考題1Claisen 酯縮合反應(yīng)的催化劑是什么？本實(shí)驗(yàn)為什么可以用金屬鈉代替？2為什么用醋酸酸化，而不用稀鹽酸或稀硫酸酸化？為什么要調(diào)到弱酸性，而不是中性？3加入飽和食鹽

27、水的目的是什么？4乙酰乙酸乙酯沸點(diǎn)并不高，為什么要用減壓蒸餾的方式？5為什么可用FeCl3溶液來(lái)檢驗(yàn)乙酰乙酸乙酯？實(shí)驗(yàn)77 固體酒精的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解固體酒精的用途和制備原理；2. 掌握固體酒精的制備方法。二、實(shí)驗(yàn)原理固體酒精是將工業(yè)酒精(乙醇)中加入凝固劑使之成為膠凍狀，點(diǎn)燃時(shí)無(wú)煙塵,無(wú)毒,無(wú)異味,火焰溫度均勻,溫度可達(dá)到600 左右。因使用、運(yùn)輸和攜帶方便，安全性高，廣泛應(yīng)用于餐飲業(yè)、旅游業(yè)和野外作業(yè)等場(chǎng)合的一種理想的方便燃料.。近幾年來(lái)，出現(xiàn)了各種使工業(yè)酒精固化的方法。這些方法的差別主要是選擇了不同的固化劑。目前，所使用的固化劑主要有：醋酸鈣、硝化纖維、乙基羧基乙基纖維素、高級(jí)脂

28、肪酸等。另外，從固化條件上來(lái)看，有一步法和兩步法之區(qū)別。將各種添加劑投入到一份酒精溶液中進(jìn)行溶解和冷卻固化，稱之為一步法；將不同添加劑分別投入到兩份酒精溶液中，再進(jìn)行混合固化，稱之為兩步法。一種好的固體酒精應(yīng)該具有易點(diǎn)燃，燃燒熱值高、無(wú)黑煙、無(wú)異味，燃燒后殘?jiān)?，?chǔ)存時(shí)即使在夏季也不軟化、不分離出液體酒精等特點(diǎn)。另外作為一種燃料，成本不能過(guò)高?？紤]到燃燒時(shí)的安全性，最好在燃燒過(guò)程中始終保持固體狀態(tài)。以硬脂酸為固化劑制備固體酒精所涉及的主要化學(xué)反應(yīng)式為： C17H35COOH + NaOH C17H35COONa + H2O 反應(yīng)生成的硬脂酸鈉是一個(gè)長(zhǎng)碳鏈的極性分子，室溫下在酒精中不易溶。在較高的溫度下，硬脂酸鈉可以均勻地分散在液體酒精中，而冷卻后則形成凝膠體系，使酒精分子被束縛于相互連接的大分子之間，呈不流動(dòng)狀態(tài)而使酒精凝固，形成了固體狀態(tài)