乙酰苯胺的制備與重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)思考題

乙酰苯胺的制備為什么反應(yīng)時(shí)要控制分餾柱頂溫度在105°C左右，若高于此溫度有什么不好？為了讓生成的水蒸出，而又盡可能地讓沸點(diǎn)接近的醋酸（b.p117.9）少蒸出來，本實(shí)驗(yàn)采用較長的分餾柱進(jìn)行分餾且控制分餾柱頂溫度在105C左右。若高于此溫度則會造成反應(yīng)原料醋酸的損失乙酰苯胺的制備反應(yīng)完成應(yīng)產(chǎn)生幾毫升水，為什么實(shí)際收集液體遠(yuǎn)多于理論量，0.0505x18=0.909ml因?yàn)榇姿岬姆悬c(diǎn)是118°C,雖然高于水的沸點(diǎn)，但是醋酸易揮發(fā)，，在加熱的同時(shí)會有醋酸蒸發(fā)出來，經(jīng)過冷凝后而收集下來，所以要比理論值多。用醋酸直接?；陀么姿狒M(jìn)行?；饔惺裁刺攸c(diǎn)，除此之外，還有什么?；噭?？醋酸的優(yōu)點(diǎn)：不與被提純物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；溶劑易揮發(fā)，易與結(jié)晶分離除去，能給出較好的結(jié)晶；價(jià)格低、毒性小、易回收、操作安全。缺點(diǎn)：反應(yīng)較慢醋酸酐的優(yōu)點(diǎn)：1、醋酸酐容易斷鍵，反應(yīng)較快2、醋酸酐能吸水，有利于反應(yīng)的進(jìn)行3、無副反應(yīng)，生成物較純。缺點(diǎn)：容易水解除此之外還有酰氯可作為乙?；噭┍緦?shí)驗(yàn)利用什么原理來提高乙酰苯胺的產(chǎn)率？本反應(yīng)是可逆的，為提高平衡轉(zhuǎn)化率，加入了過量的冰醋酸，同時(shí)不斷地把生成的水移出反應(yīng)體系，可以使反應(yīng)接近完成。重結(jié)晶1、 重結(jié)晶法一般包括哪幾個(gè)步驟？各步驟的主要目的如何？答：一般包括：（1）選擇適宜溶劑，制成熱的飽和溶液。（2）熱過濾，除去不溶性雜質(zhì)（包括脫色）。（3）抽濾、冷卻結(jié)晶，除去母液。（4）洗滌干燥，除去附著母液和溶劑。2、 某一有機(jī)化合物進(jìn)行重結(jié)晶，最適合的溶劑應(yīng)該具有哪些性質(zhì)？答：（1）與被提純的有機(jī)化合物不起化學(xué)反應(yīng)。（2）因?qū)Ρ惶峒兊挠袡C(jī)物應(yīng)具有熱溶，冷不溶性質(zhì)。（3）雜質(zhì)和被提純物質(zhì)，應(yīng)是一個(gè)熱溶，一個(gè)熱不溶。（4）對要提純的有機(jī)物能在其中形成較整齊的晶體。（5）溶劑的沸點(diǎn)，不宜太低（易損），也不宜太高（難除）。3、 加熱溶解待重結(jié)晶的粗產(chǎn)物時(shí)，為什么要加入溶劑的量要比計(jì)算的略少?然后逐漸添加至恰好溶解，最后再加入少量的溶劑，為什么？這樣主要是為了形成一個(gè)飽和溶液，（剛好溶解）為了以后冰水浴或冷卻結(jié)晶的時(shí)候可以使晶體很快很好的析出來。如果加入過量的溶劑，溶液不飽和，冷卻結(jié)晶時(shí)不利于晶體的析出4、用活性炭脫色為什單要待固體物質(zhì)完全溶解后才加入？為什么不能在溶液沸騰時(shí)加入？是否可以直接向熱的溶液中加入活性炭？答：活性炭可吸附有色雜質(zhì)、樹脂狀物質(zhì)以及均勻分散的物質(zhì)。因?yàn)橛猩s質(zhì)雖可溶于沸騰的溶劑中，但當(dāng)冷卻析出結(jié)晶體時(shí)，部分雜質(zhì)又會被結(jié)晶吸附，使得產(chǎn)物帶色。所以用活性炭脫色要待固體物質(zhì)完全溶解后才加入，并煮沸5—10min。要注意活性炭不能加入已沸騰的溶液中，以一免溶液暴沸而從容器中沖出。5、將溶液進(jìn)行熱過濾時(shí)，為什么要盡可能減少溶劑的揮發(fā)？如何減少其揮發(fā)？答：溶劑揮發(fā)多了，會有部分晶體熱過濾時(shí)析出留在濾紙上和漏斗頸中，造成損失，若用有機(jī)溶劑，揮發(fā)多了，造成浪費(fèi)，還污染環(huán)境。為此，過濾時(shí)漏斗應(yīng)蓋上表面皿(凹面向下)，可減少溶劑的揮發(fā)。盛溶液的容器，一般用錐形瓶(水溶液除外)，也可減少溶劑的揮發(fā)。6、 用抽氣過濾法收集氣體時(shí)，為什么在關(guān)閉水泵前，要先打開安全瓶活塞或打開水泵和吸濾體系是負(fù)壓狀態(tài)，不先通大氣直接關(guān)泵就發(fā)生倒吸了啊7、 在布氏漏斗中用溶劑洗滌固體時(shí)應(yīng)該注意些什么？答：用重結(jié)晶的同一溶劑進(jìn)行洗滌，用量應(yīng)盡量少，以減少溶解損失。如重結(jié)晶的溶劑的熔點(diǎn)較高，在用原溶劑至少洗滌一次后。可用低沸點(diǎn)的溶劑洗滌，使最后的結(jié)晶產(chǎn)物易于干燥，(要注意此溶劑必須能和第一種溶劑互溶而對晶體是不溶或微溶的8、 使用有機(jī)溶劑重結(jié)晶時(shí)，哪些操作容易著火？怎樣才能避免呢？答：有機(jī)溶劑往往不是易燃就是有一定的毒性，也有兩者兼有的，操作時(shí)要熄滅鄰近的一切明火，最好在通風(fēng)櫥內(nèi)操作。常用三角燒瓶或圓底燒瓶作容器，因?yàn)樗鼈兤靠谳^窄，溶劑不易發(fā)，又便于搖動，促使固體物質(zhì)溶解。若使用的溶劑是低沸點(diǎn)易燃的，嚴(yán)禁在石棉網(wǎng)上直接加熱，必須裝上回流冷凝管，并根據(jù)其沸點(diǎn)的高低，選用熱浴，若固體物質(zhì)在溶劑中溶解速度較慢，需要較長時(shí)問，也要裝上回流冷凝管，以免溶劑損失。9、 重結(jié)晶操作的目的是獲得最高回收率的精制品，解釋下列操作為什么會得到相反的效果：在溶解時(shí)用了不必要的大量溶劑。過量溶劑會造成溶液濃度過低，降低溫度時(shí)結(jié)晶析出的量一定會少量。抽濾得到的結(jié)晶在干燥之前沒有用新鮮的冷溶劑洗滌。抽濾得到的結(jié)晶在干燥前用新鮮的熱溶劑洗滌。溶質(zhì)重新溶解，使收率嚴(yán)重偏低但繼續(xù)結(jié)晶后常常會使含量提高-相當(dāng)于二次重結(jié)晶?；钚蕴坑昧窟^大。產(chǎn)品大量損失，來自于活性炭的雜質(zhì)會增加。所以在重結(jié)晶的時(shí)候，最好是用好的活性炭，少量，也叫做拋光。結(jié)晶是從油狀物的固話凝塊粉粹得到的，而此油狀物原來是從熱溶液中析出的。將熱過濾得到的熱溶液立即放入冰水中加速結(jié)晶答案比較粗略，不太完整。有些答案沒有額o_O

乙酸乙酯的制備［適用對象］中藥學(xué)（知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)方向）、中藥資源與開發(fā)、環(huán)境科學(xué)、藥學(xué)、藥物制劑、中藥學(xué)、制藥工程、中藥學(xué)（國際交流方向）專業(yè)［實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)］8學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈴挠袡C(jī)酸合成酯的一般原理及方法。掌握蒸餾。分液漏斗的使用等操作。二、實(shí)驗(yàn)原理反應(yīng)式：CfCOOH + c2h5oh ^^^^°4ch3cooc2h5 +HO3 25 110-140 2副反應(yīng)：濃H2so42Ch3ch2oh ?-140-ch3ch2och2ch3+h2o濃H濃H2so4CH3CH2OH [O]aCH3CHO+1濃H2SO4[O]so2+h2oCH3COOHso2+h2o h2so3三、儀器設(shè)備三頸瓶、滴液漏斗、溫度計(jì)、蒸餾彎管、直形冷凝管、錐形瓶、分液漏斗、蒸餾瓶、相關(guān)知識點(diǎn)本實(shí)驗(yàn)所采用酯化方法，僅適用于合成一些沸點(diǎn)較低的酯類。優(yōu)點(diǎn)是能連續(xù)進(jìn)行，用較小容積的反應(yīng)瓶制得較大量的產(chǎn)物。對于沸點(diǎn)較低的酯類，若采用相應(yīng)的酸和醇回流加熱來制備，常常不夠理想。滴液漏斗使用前，活塞涂上凡士林，并用橡皮筋固定，檢查是否漏液，以免漏液，引起火災(zāi)。溫度不宜過高，否則會增加副產(chǎn)物乙醚的含量。滴加速度太快會使醋酸和乙醇來不及作用而被蒸出。同時(shí)，反應(yīng)液的溫度會迅速下降，不利于酯的生成，使產(chǎn)量降低。用碳酸鈉飽和溶液除去醋酸，亞硫酸等酸性雜質(zhì)后，碳酸鈉必須洗去，否則下一步用飽和化鈣溶液洗去乙醇時(shí)，會產(chǎn)生絮狀的碳酸鈣沉淀，造成分離的困難。為減少酯在水中的溶解度（每17份水溶解1份乙酸乙酯），故用飽和食鹽水洗碳酸鈉。乙酸乙酯與水或醇能形成二元或三元共沸物，其組成及沸點(diǎn)如下表：由上表可知，若洗滌不凈或干燥不夠時(shí)，都使沸點(diǎn)降低，影響產(chǎn)率。如果在70-72度蒸出的餾出液較多時(shí)，可另外收集，重新除醇，干燥除水和重蒸餾。a） 假如濃硫酸有機(jī)物混合不均勻，加熱時(shí)往往會使有機(jī)物炭化，溶液發(fā)黑。b） 假如未冷卻，低沸點(diǎn)的乙酸乙酯易因揮發(fā)而損失。餾出液主要是乙酸乙酯，同時(shí)含有少量水。乙醇。乙醚和乙酸五、實(shí)驗(yàn)步驟125ml三頸瓶中，放入12ml95%乙醇，在震搖下分批加入12ml濃硫酸使混合均勻，并加入幾粒沸石。旁邊兩口分別插入60滴液漏斗及溫度計(jì)，漏斗末端及溫度計(jì)的水銀球浸入液面以下，距平地0.5-1cm。中間一口裝一蒸餾彎管與直形冷凝管連接，冷凝管末端連接一接液管，升入50ml具塞錐形瓶中。將12ml95%乙醇及12ml冰醋酸（約12。6克。0。21mol/L）的混合液，由60ml滴液漏斗滴入蒸餾瓶內(nèi)約3—4ml。然后將三頸瓶在石棉網(wǎng)上用小火加熱，使瓶中反應(yīng)液溫度升到110度，減小火焰，立即從滴液漏斗慢慢滴入其余的混合液?？刂频稳胨俣群宛s出速度大致相等（約每秒一滴）并維持反應(yīng)液溫度在110—120度之間。滴加完畢后，繼續(xù)加熱數(shù)分鐘，直到溫度升高到130度時(shí)不再有液體餾出為止。餾出液中含有乙酸乙酯及少量乙醇、乙醚、水和醋酸。在此餾出液中慢慢加入飽和碳酸鈉溶液（約10ml），時(shí)加搖動，直至無二氧化碳?xì)怏w逸出（用試紙檢驗(yàn)，酯層應(yīng)呈中性）。將混合液移入分液漏斗，充分振搖（注意活塞放氣）后，靜置。分去下層水溶液酯層用10ml飽和食鹽水洗滌后，再每次用10ml飽和化鈣飽和溶液洗滌二次。齊去下層液，酯層自分液漏斗上口倒入干燥的50ml具塞錐形瓶中，用無水硫酸鎂（或無水硫酸鈉）干燥。將干燥的粗乙酸乙酯濾入干燥的30ml蒸餾瓶中，加入沸石后在水浴上進(jìn)行蒸餾。收集73—78°C的餾分，產(chǎn)量10.5—12.5克（產(chǎn)率57%—68%).°C,折光率1.3723。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要表達(dá)正確，數(shù)據(jù)記錄要完整，真實(shí)。對現(xiàn)象加以簡要的解釋，寫出主要反應(yīng)方程式，分標(biāo)題小結(jié)或者最后得出結(jié)論。數(shù)據(jù)計(jì)算要表達(dá)清晰。針對實(shí)驗(yàn)中遇到的疑難問題提出自己的見解或收獲。七、 思考題酯化反應(yīng)有什么特點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)如何創(chuàng)造條件促使酯化反應(yīng)盡量向生成物方向進(jìn)行？本實(shí)驗(yàn)可能有哪些副反應(yīng)？在酯化反應(yīng)中，用作催化劑的硫酸量，一般只需醇重量的3%就夠了，這里為何用了12ml?如果采用醋酸過量是否可以？為什么？八、 實(shí)驗(yàn)成績評定辦法主要評分點(diǎn)：原理描述（10%）、實(shí)驗(yàn)流程（20%）、調(diào)試過程（10%）、數(shù)據(jù)記錄（10%）、解決問題的能力（20%）、資料搜集（10%）、實(shí)驗(yàn)結(jié)果（10%）、實(shí)驗(yàn)效果（10%）。思考題和測試題思考題1：濃硫酸的作用是什么？思考題2：加入濃硫酸的量是多少？思考題3：為什么要加入沸石，加入多少？思考題4：為什么要使用過量的醇，能否使用過量的酸?思考題5：為什么溫度計(jì)水銀球必須浸入液面以下：思考題6：為什么調(diào)節(jié)滴加的速率（每分鐘30滴左右）？思考題7：為什么維持反應(yīng)液溫度120°C左右？思考題8：實(shí)驗(yàn)中，飽和Na2CO3溶液的作用是什么？思考題9：實(shí)驗(yàn)中，怎樣檢驗(yàn)酯層不顯酸性？思考題10：酯層用飽和Na2CO3溶液洗滌過后，為什么緊跟著用飽和NaCl溶液洗滌，而不用CaCl2溶液直接洗滌？思考題11：為什么使用CaCl2溶液洗滌酯層？思考題12：使用分液漏斗，怎么區(qū)別有機(jī)層和水層？思考題13：本實(shí)驗(yàn)乙酸乙酯是否可以使用無水CaCl2干燥？思考題14：本實(shí)驗(yàn)乙酸乙酯為什么必須徹底干燥？思考題答案思考題1答：在酯化反應(yīng)中，濃硫酸其催化和吸水作用。思考題2答：硫酸的用量為醇用量的3%時(shí)即能起催化作用，當(dāng)硫酸用量較多時(shí)，由于它能夠其脫水作用而增加酯的產(chǎn)率。但硫酸用量過多時(shí)，由于高溫時(shí)氧化作用的結(jié)果對反應(yīng)反而不利。思考題3答：加入沸石的目的是防止爆沸，加入1-2粒即可。思考題4答：使平衡向生成物一方移動，使用過量的酸不好，因?yàn)樗岵荒芘c酯共沸。思考題5答：反應(yīng)過程中，我們控制的是反應(yīng)液的溫度，所以溫度計(jì)水銀球必須浸入液面以下。思考題6答:若滴加速率太快則乙醇和乙酸可能來不及反應(yīng)就隨著酯和水一起蒸餾出，從而影響酯的產(chǎn)率。思考題7答：溫度太高，容易發(fā)生副反應(yīng)，影響產(chǎn)物的純度和產(chǎn)率。思考題8答：使用飽和Na2CO3溶液中和反應(yīng)液中殘余的乙酸。思考題9答：先將藍(lán)色石蕊試紙濕潤，再滴上幾滴酯。思考題10答：當(dāng)酯層用飽和Na2CO3溶液洗滌過后，若緊接著就用飽和CaCl2溶液直接洗滌，有可能產(chǎn)生絮狀的CaCO3沉淀，使進(jìn)一步分離變得困難，故在這步操作之間必須水洗一下。由于乙酸乙酯在水中有一定的溶解度，為了盡可能減少由此而造成的損失，所以采用飽和食鹽水進(jìn)行洗滌。思考題11答：酯層中含有少量未反應(yīng)的乙醇，由于乙醇和 CaCl2作用生成CaCl2-4H2O結(jié)晶化物，所以使用乙醇除去少量未反應(yīng)的乙醇。思考題12答：乙酯的密度d204=0.9003,所以有機(jī)層在上層。如果不知道密度，可以向分液漏斗中加入少量水，比較上層和下層體積的變化。思考題13答：不可以，因?yàn)橐掖己虲aCl2作用生成CaCl2?4H2O結(jié)晶化物。思考題14答：乙酸乙酯與水和醇分別生成二元共沸物，若三者共存則生成三元共沸物。因此，酯層中的乙醇和水除不凈時(shí)，回形成低沸點(diǎn)共沸物，而影響酯的產(chǎn)率。測試題1、酯化反應(yīng)有什么特點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)中如何創(chuàng)造條件使酯化反應(yīng)盡量向生成物的方向進(jìn)行？測試題2、本實(shí)驗(yàn)若采用醋酸過量的做法是否合適？為什么？測試題3、蒸出的粗乙酸乙脂中主要有哪些雜質(zhì)？如何除去？測試題4、實(shí)驗(yàn)中使用濃硫酸的作用？測試題5、能否用濃氫氧化鈉溶液代替飽和碳酸鈉溶液來洗滌蒸餾液？測試題6、為什么用飽和碳酸鈉溶液洗滌時(shí)要小量分批加入，并不斷搖動接受器？測試題7、實(shí)驗(yàn)中用飽和食鹽水洗滌，是否可用水代替？測試題答案：測試題1答：酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行慢且需要酸催化。為提高產(chǎn)率，本實(shí)驗(yàn)中采用增加醇的用量、不斷將產(chǎn)物酯和水蒸出、加大濃硫酸用量的措施，使平衡向右移動。測試題2答：不合適，因?yàn)槭蛊胶庀蛏晌镆环揭苿?，使用過量的酸不好，因?yàn)樗岵荒芘c酯共沸。測試題3答：主要雜質(zhì)有乙醚、乙醇、乙酸和水等。由于乙醚沸點(diǎn)低，在多次洗滌中，極易揮發(fā)掉；使用飽和的Na2CO3溶