環(huán)己烯的制備

壞己烯的制備

作者:XXX

學(xué)號:XXX摘要：以環(huán)己醇為原料，濃磷酸為催化劑，發(fā)生消去反應(yīng)制備壞己烯。在該反應(yīng)過程中，要求掌握分館I的基本操作和原理，了解烯坯化合物的一般制備和分離提純，掌握蒸館、萃取、洗滌、液體干燥等基本操作。關(guān)鍵詞：壞己烯、分飾、消去反應(yīng)、折射率環(huán)己烯是一種非常重要的有機化工原料之一，壞己烯最重要的特點就是它具有非常活潑的雙鍵。在有機化工生產(chǎn)方面用途很廣泛，比如應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、農(nóng)用化學(xué)品、飼料、聚酯材料及其他精細化工產(chǎn)品的生產(chǎn)，特別是環(huán)己烯可直接被氧化來制造環(huán)己酮和己二酸，縮短了己內(nèi)酰胺和己二酸的生產(chǎn)路線，具有很高的經(jīng)濟效益。正因為環(huán)己烯具有這些特性，進一步開發(fā)利用的價值很高，，尋找更加經(jīng)濟，更加適用于工用的壞己烯的制備方法被廣為關(guān)注。實驗室制備壞己烯一般有兩種方法，其基本原理都是消去反應(yīng)，方法一是以鹵代婭為原料,即環(huán)己烷的一氯取代物為原料，濃磷酸或者濃硫酸為催化劑消去制備環(huán)己烯；方法二是以壞己醇為原料，同樣以濃磷酸或者濃硫酸為催化劑消去制備環(huán)己烯。一般實驗室中選擇用方法二制備壞己烯，因為原料壞己醇的價格較環(huán)己烷的一氯取代物的價格低，且環(huán)己醇制備壞己烯的過程中，副產(chǎn)物為水，對環(huán)境沒有影響，而鹵代炷作為原料制備壞己烷的過程中產(chǎn)生鹵化氫副產(chǎn)物，會對壞境產(chǎn)生一定的污染。近來，由苯出發(fā)，選擇加氫制備環(huán)己烯以其安全經(jīng)濟，更是得到廣泛的關(guān)注。但是，由于苯比較穩(wěn)定，而且壞己烷的熱力學(xué)穩(wěn)定性比壞己烯要高得多，所以苯加氫反應(yīng)很難控制在壞己烯的階段，而是生成穩(wěn)定性更高的壞己烷，故該反應(yīng)目前因其產(chǎn)率太低而待突破。結(jié)果與討論：實驗裝置的選取+H2+H20-h2o該反應(yīng)為1-1消去反應(yīng)，環(huán)己醇分子內(nèi)脫水生成壞己烯，通常情況下，溫度較高分子內(nèi)脫水，溫度較低分子間脫水，故該反應(yīng)的反應(yīng)溫度要求較高。同時，在反應(yīng)過程中，蒸館燒瓶中會形成多種共沸溶液，主要為環(huán)己醇和水的共沸體系，壞己烯和水的共沸體系。為了增犬該反應(yīng)的反應(yīng)限度，提高壞己烯的產(chǎn)率，我們可以嘗試從體系中分離出一部分產(chǎn)物，從而使反應(yīng)向正反應(yīng)的方向進行。壞己烯和水形成共沸溶液的沸點為70.8度，壞己醇和壞己烯形成的共沸溶液的沸點為64.9度，環(huán)己醇和水形成的共沸溶液為97.8度，若是使用蒸館裝置，則環(huán)己烯、水和環(huán)己醇、水兩種共沸體因沸點差值小于30度而無法分離，故可以采用多次蒸館，即分飾的裝置，將兩種共沸液分開，從體系中分離出環(huán)己烯，從而使反應(yīng)向正反應(yīng)的方向進行，增人環(huán)己烯的產(chǎn)率。分館!裝置中，當混合蒸氣沿分館柱上升時，由于柱外空氣的冷卻作用，混合蒸氣中易被冷凝的高沸點成分將冷凝成液體流下，而低沸點成分除少量被冷凝外，大部分繼續(xù)氣化上升，當上升的蒸氣與卞降的冷凝液相接觸時，上升蒸氣部分的冷凝所釋放的能量使卜?降冷凝液部分氣化，兩者

之間發(fā)生了熱交換。其結(jié)果是上升的蒸氣中低沸點組分增加，而下降的冷凝液中高沸點組分增加，這樣就相當于進行了多次的氣液平衡，達到了多次蒸館的效果。這樣靠近分館柱頂部，低沸點組分的含量高，而在瓶中，高沸點的組分含量高，所以分館能更有效的分離沸點相近的液態(tài)混合物。反應(yīng)裝宣:分徭裝宣分液裝置蒸餡裝置反應(yīng)裝宣:分徭裝宣分液裝置蒸餡裝置實驗現(xiàn)彖的分析反應(yīng)的原料為壞己醇和濃磷酸，其都為粘稠狀的無色透明液體，反應(yīng)完成時，最后留在蒸館燒瓶中的殘余液為黃色，其原因可能是在反應(yīng)過程中，反應(yīng)溫度過高，致使?jié)饬姿岚l(fā)生分解，生成了單質(zhì)磷。由于收集的液體溫度是在80到90度之間，則理論上錐形瓶中收集的物質(zhì)為壞己烯和水，在實際操作過程中，低于80攝氏度的館分也收集到了，因為環(huán)己烯和壞己醇的共沸物沸點為64.9度，因此在得到的粗產(chǎn)物中還會混有少量的壞己醇。在蒸岀液中加入少量的氯化鈉，氯化鈉與體系中的水混合形成氯化鈉飽和溶液,與環(huán)己烯和壞己醇的混合溶液不互溶，發(fā)生分層現(xiàn)彖，由于環(huán)己烯和壞己醇的密度相對水而言都比較小，所以在分液過程中，氯化鈉的飽和溶液層在下，粗產(chǎn)物層在上。而后分出上層產(chǎn)物，向其中加入2小塊無水氯化鈣，除去粗產(chǎn)物中少量的環(huán)己醇。由于環(huán)己烯的沸點為83度，因此當溫度計顯示的溫度在83度附近時便有產(chǎn)物環(huán)己烯蒸出。產(chǎn)物產(chǎn)率分析與波譜分析該反應(yīng)壞己烯的理論產(chǎn)量為0.05X82.14=4.lg,實際產(chǎn)量為1.92g0其產(chǎn)率為1.92/4.1X100%=46.8%。該反應(yīng)產(chǎn)率低最主要的一個原因是，有機化學(xué)反應(yīng)多為可逆的，反應(yīng)本身不能進行完全，因此理論產(chǎn)率也不可能達到百分之百。其次，在實驗進行的過程中，由于實驗臺靠近通風(fēng)處（窗戶），加熱過程中，溫度上升緩慢且散熱較快，在實驗進行時，增加了反應(yīng)進行的溫度，這町能導(dǎo)致體系中溫度偏高，濃磷酸受熱分解，催化劑的量減少，致使反應(yīng)速率降低，從而增加反應(yīng)時間，中間有可能因溫度一直保持較高的水平，而使環(huán)己醇發(fā)生碳化，減少了反應(yīng)原料，產(chǎn)物環(huán)己烯的量從而減少。在搭建反應(yīng)裝置的過程中，收集館分所用的錐形瓶不宜墊太高，不利于飾分液化后流下，可能導(dǎo)致很大一部分粗產(chǎn)物積累在分館柱和直型冷凝管的接II處，或者積累在直型冷凝管和尾接管的接II處而難以流到錐形瓶中被收集，從而減少了產(chǎn)物的量，降低了產(chǎn)率。結(jié)論：實驗裝置和產(chǎn)物的純化都是以反應(yīng)的反應(yīng)原理為參照而設(shè)計的，因此在進行實驗前，充分了解該反應(yīng)的反應(yīng)原理十分重要，在實驗過程中可以根據(jù)實驗原理對一些突發(fā)的情況或者特殊情況進行處理和改進。在本次實驗中，溫度波動較人（溫度計顯示的溫度），因為環(huán)境的問題，多有與預(yù)期實驗現(xiàn)象不同的地方。該反應(yīng)的催化劑熱穩(wěn)定性不是很好,可能因為反應(yīng)溫度較高或者局部反應(yīng)較高而發(fā)生分解，不僅影響反應(yīng)速率，而且會在一定程度上降低壞己烯的產(chǎn)率。因此，該試驗可以嘗試更換熱穩(wěn)定性好的催化劑，増大產(chǎn)物的產(chǎn)率。實驗部分：儀器與試劑儀器：2.5ml圓底蒸館燒瓶、分飾柱、溫度計、直型冷凝管、鐵架臺、夾子、尾接管、錐形瓶、橡膠管、磁力加熱攪拌器、分液漏斗試劑：5ml環(huán)己醇、2ml濃磷酸、少量氯化鈉、無水氯化鈣實驗方法在圓底燒瓶中加入5ml環(huán)己醇和2ml磷酸，加入磁子，震蕩均勻后按實驗裝置圖搭好實驗裝置，小火加熱蒸館，用錐形瓶收集90度以前的館分，直至溫度有下降的趨勢，或者反應(yīng)液剩余2-3ml的時候停止加熱，加入少量的氯化鈉，分出上層的粗產(chǎn)物于干燥的圓底燒瓶中，加入少量的無水氯化鈣，待其溶解完成后，按實驗裝置圖搭好實驗裝置，收集81-85攝氏度的飾分。參考文獻：釘催化苯選擇加氫制環(huán)己烯的研究進展張樂劉政宇劉壽長催化環(huán)己醇脫水制備環(huán)己烯的研究進程一一俞善信文瑞明劉美艷共沸手冊一一壞己烯和水，環(huán)己醇和水，壞己烯和環(huán)己瞇磷單質(zhì)百度百科化學(xué)品數(shù)據(jù)庫----壞己烯有機化學(xué)實驗湖人版附加材料：物性數(shù)據(jù)目藥品總化學(xué)式用量沸點密度分子量環(huán)己醇c6h14o5ml161.10.9455100.16磷酸H3PO42ml2601.8798.00無水氯化鈣CaCl22.152110.98碳酸鈉Na?CO316002.54105.99環(huán)己烯c6h10830.81082.14環(huán)己艇C12H22O225.70.7942186.33共沸物共沸組分水的含量有機物的含量沸點環(huán)己烯+水10%90%70.8環(huán)己醇+水80%20%97.8環(huán)己烯+環(huán)己醇30.5%（環(huán)己醇）69.5%（環(huán)己烯）64.9反應(yīng)和后處理實驗步驟和現(xiàn)彖時間溫度操作現(xiàn)象14：40取樣于燒瓶中按圖搭好裝置14：46145調(diào)節(jié)溫度至160攝氏度14：56160保持160攝氏度一分鐘，調(diào)節(jié)溫度至220攝氏度15：00200調(diào)節(jié)溫度至240攝氏度15：02220保持溫度在220一分鐘，調(diào)節(jié)溫度至26015：07245調(diào)節(jié)溫度至280

15：29278開始有液體蒸出，溫度計顯示95度15：32284溫度計溫度顯示9015：34284溫度計溫度保持在9015：37279溫度計溫度降至8015：55瓶中殘留液為黃色16：00向蒸出液中加入少許氯化鈉液體分為兩層將所得液體進行分液，收集上層液體16：02向所得溶液中加入兩小塊無水氯化鈣，振蕩氯化鈣逐漸溶解16：09搭好蒸館1裝置，調(diào)節(jié)溫度為22016：10198溫度計溫度為7016：11200第一滴溜出液蒸出，溫度計溫度7916：13212溫度計溫度升高到89,停止蒸餡16：15測量產(chǎn)量1.92g測量產(chǎn)品折射率1.6100環(huán)己烯的核磁共振圖A^t-140-p?0了2ZS八了002■c:oz■二吉亍二；003a￡xd工丄1/4MmsrrT吉UMMM*二；009:號Wg芝W0套三W0M首A■;工3.1::JLrlTL;;:TLp:yNoonGmwrSM咒工Men;暮X三mn0_sc>JNz?Z?*z-IzzzLIZ?"CTCJMMVd0:2033-z2￡_0fcwuEud訂^m??:avrw;-:zo?和“njjnmw?W7,Q§rl::匸號：rl:K2L:mop::2t:ng芝二誇亍刁：二工丈第二二：,d土“？0土二<>coooc?c>:g芝?>?nms-Mf=2二W:土d:^FOMKPS工二2?rNw?7n-z:f;t7mgon=匕■?■■■■?■?■■■■?■?■■■■?■?■wmlmidg二；00t<>9?-芝2NSSWM:-*:-?!:§八：<了了,蕓龍CHPM二環(huán)己烯的紅外光譜圖1000-5D透認率>3063 742711861652681930 84917AZ302^202662