第八組-正溴丁烷制備

正溴丁烷小試方案第八組項(xiàng)目經(jīng)理：繆杰成員：曹潤(rùn)虎徐建劉娜正溴丁烷理化性質(zhì)分子式：C4H9Br分子量：137.03外觀：無色透明液體含量≥98%；密度（d204）：1.270-1.277；折光率（n20D）：1.4385-1.4395；PH值：6-7；沸程（95%）：98-103℃易溶于醇和醚熔點(diǎn)：-112℃沸點(diǎn)：101.6℃一、產(chǎn)品合成方法

合成路線特點(diǎn)丁醇溴化合成正溴丁烷（濃硫酸）正溴代烷的工業(yè)化生產(chǎn)方法多是采用40%-50%的氫溴酸作溴化劑,與結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的正烷基醇作用,加入濃硫酸作催化劑,收率在95%左右丁醇溴化合成正溴丁烷（濃磷酸）用濃磷酸和溴化鈉作溴代試劑，濃磷酸對(duì)溴代反應(yīng)有一定的促進(jìn)作用,當(dāng)附加電動(dòng)攪拌、濃磷酸用量增加一倍和加長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間時(shí),產(chǎn)率雖有所提高（37.5%）,但遠(yuǎn)不如濃硫酸法的高，且成本前者為后者的4倍.可見此法是不可取的微量化學(xué)實(shí)驗(yàn)（濃磷酸和濃硫酸混合）將實(shí)驗(yàn)改為微量實(shí)驗(yàn)，用吸附有濃堿液棉花的U型干燥管代替氣體吸收裝置,一次性加入沸點(diǎn)高而不具有氧化性的磷酸,再摻入少量硫酸，省試劑，污染少，操作方便，但產(chǎn)率低各方法的質(zhì)量產(chǎn)率及成本估算丁醇溴化合成正溴丁烷（濃硫酸）原料名稱原料規(guī)格當(dāng)前市場(chǎng)規(guī)格每生產(chǎn)1t產(chǎn)品所需原料量所需原料成本正丁醇99.9%9000元/噸0.546t4914氫溴酸48%14500元/噸0.494t7163濃硫酸98%570元/噸0.241t138.37生產(chǎn)1t產(chǎn)品總成本：12215.37元丁醇溴化合成正溴丁烷（濃磷酸）原料名稱原料規(guī)格當(dāng)前市場(chǎng)規(guī)格每生產(chǎn)1t產(chǎn)品所需原料量所需原料成本正丁醇99.9%9000元/噸0.685t6165溴化鈉99%11800元/噸0.568t6702.4濃磷酸85%6100元/噸0.325t1982.5生產(chǎn)1t產(chǎn)品總成本：14849.9元微量化學(xué)實(shí)驗(yàn)（濃磷酸和濃硫酸混合）原料名稱原料規(guī)格當(dāng)前市場(chǎng)規(guī)格每生產(chǎn)1t產(chǎn)品所需原料量所需原料成本正丁醇99.9%9000元/噸0.546t4914溴化鈉99%11800元/噸0.445t5251濃硫酸98%570元/噸0.115t65.55濃磷酸85%6100元/噸0.369t2250.9生產(chǎn)1t產(chǎn)品總成本：12480.45元確定合成路線

由成本分析，我們知道溴化鈉與正丁醇反應(yīng)生成正溴丁烷方法成本較低，而且這種方法工藝簡(jiǎn)單，對(duì)于在實(shí)驗(yàn)室制取也方便，所以，我們我們組選擇這種方法制備正溴丁烷。原料的安全性，危害，毒性，急救方式，防護(hù)措施正溴丁烷侵入途徑：吸入、食入健康危害：吸入本品蒸氣可引起咳嗽、胸痛和呼吸困難。高濃度時(shí)有麻醉作用，引起神志障礙。眼和皮膚接觸可致灼傷。環(huán)境危害：對(duì)環(huán)境有害。燃爆危險(xiǎn)：易燃，其蒸氣與空氣混合，能形成爆炸性混合物。（2）急救措施皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，用大量流動(dòng)清水沖洗20～30分鐘。如有不適感，就醫(yī)。眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動(dòng)清水或生理鹽水徹底沖洗10～15分鐘。如有不適感，就醫(yī)。吸入：迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。呼吸、心跳停止，立即進(jìn)行心肺復(fù)蘇術(shù)。就醫(yī)。食入：飲水，禁止催吐。如有不適感，就醫(yī)。避免飲牛奶、油類，避免飲酒精。（3）消防措施 危險(xiǎn)特性：易燃，遇明火、高熱易引起燃燒，并放出有毒氣體。受高熱分解產(chǎn)生有毒的溴化物氣體。有害燃燒產(chǎn)物：一氧化碳、溴化氫。滅火方法：用霧狀水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土滅火。滅火注意事項(xiàng)及措施：消防人員須佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上風(fēng)向滅火。盡可能將容器從火場(chǎng)移至空曠處。噴水保持火場(chǎng)容器冷卻，直至滅火結(jié)束。處在火場(chǎng)中的容器若已變色或從安全泄壓裝置中產(chǎn)生聲音，必須馬上撤離。正丁醇

屬低毒類急性毒性：LD504360mg/kg(大鼠經(jīng)口);3400mg/kg(兔經(jīng)皮);LC5024240mg/m3，4小時(shí)(大鼠吸入)侵入途徑：吸入、食入、經(jīng)皮吸收。

健康危害：本品具有刺激和麻醉作用。主要癥狀為眼、鼻、喉部刺激。在角膜淺層形成半透明的空泡，頭痛，頭暈和嗜睡，手部可發(fā)生接觸性皮炎。

環(huán)境危害：該物質(zhì)對(duì)環(huán)境可能有危害，對(duì)水體應(yīng)給予特別注意。

燃爆危險(xiǎn)：易燃

急救措施皮膚接觸：脫去被污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。

眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動(dòng)清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。

吸入：迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。

食入：飲足量溫水．催吐，就醫(yī)。消防措施危險(xiǎn)特性：易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑接觸會(huì)猛烈反應(yīng)。在火場(chǎng)中，受熱的容器有爆炸危險(xiǎn)。

有害燃燒產(chǎn)物：一氧化碳、二氧化碳。

滅火方法及滅火劑：用霧狀水保持火場(chǎng)容器冷卻，用水噴射逸出液體，使其稀釋成不燃性混合物，并用霧狀水保護(hù)消防人員。滅火劑：抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、霧狀水、1211滅火劑、砂土。

滅火注意事項(xiàng)：無資料應(yīng)急處理：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并進(jìn)行隔離．嚴(yán)格限制出人。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿消防防護(hù)服。盡可能切斷泄漏源。防止進(jìn)入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏：用活性炭或其它惰性材科吸收。也可以用大量水沖洗，洗水稀釋后放人廢水系統(tǒng)。大星泄漏：構(gòu)筑圍堤或挖坑收容。用泡沫覆蓋，降低蒸氣災(zāi)害。用防爆泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運(yùn)至廢物處理場(chǎng)所處置。呼吸系統(tǒng)防護(hù)：一般不需要特殊防護(hù)，高濃度接觸時(shí)可佩戴自吸過濾式防毒面具(半面罩)。

眼睛防護(hù)：戴安全防護(hù)眼鏡。

身體防護(hù)：穿防靜電工作服。

手防護(hù)：戴一般作業(yè)防護(hù)手套。

其他防護(hù)：工作現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁吸煙。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。廢棄處置方法：處置前應(yīng)參閱國(guó)家和地方有關(guān)法規(guī)。廢物貯存參見“儲(chǔ)運(yùn)注意事項(xiàng)”。用控制焚燒法處置。

溴化鈉毒理學(xué)資料急性毒性：LD50(oral,rat):3500mg/kg;LD50(dermal,rabbit):>2000mg/kg.其他資料：吸入后：微刺激眼接觸后：微刺激食入后：疲倦食入大量后：共濟(jì)失調(diào)(運(yùn)動(dòng)性共濟(jì)失調(diào))，混亂，嘔吐，痙攣（昏迷）。其他數(shù)據(jù)：處理產(chǎn)品時(shí)通常應(yīng)當(dāng)小心。毒性防護(hù)要防止攝入、吸入，防止眼睛、皮膚與之接觸。如果攝入、吸入，會(huì)發(fā)生暈眩、惡心、嘔吐，要立即請(qǐng)醫(yī)生診治。如濺入眼中，要立即用新鮮水沖洗20min；皮膚接觸了溴化鈉，也要用大量水沖洗危險(xiǎn)特性：幾乎不燃。如果燃燒可產(chǎn)生有毒氣體。有害燃燒產(chǎn)物：溴化氫滅火方法及滅火劑：根據(jù)周圍環(huán)境選擇合適的滅火器。滅火注意事項(xiàng)：沒有配備化學(xué)防護(hù)衣和供氧設(shè)備請(qǐng)不要待在危險(xiǎn)區(qū)。噴水降低蒸氣危害泄漏應(yīng)急處理個(gè)人防護(hù)：避免產(chǎn)生和吸入其粉塵。當(dāng)粉塵濃度過高時(shí)，應(yīng)急處理人員須穿戴安全防護(hù)用具進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。環(huán)境保護(hù)措施：化學(xué)品未經(jīng)處理不允許向環(huán)境排放。清潔/吸收措施：采用安全的方法將泄漏物收集回收或運(yùn)至廢物處理場(chǎng)所處理，根據(jù)化學(xué)品性質(zhì)清理污染區(qū)，洗液排入廢水處理池。呼吸系統(tǒng)防護(hù)：當(dāng)空氣中粉塵濃度過高時(shí)，建議佩戴過濾式防塵呼吸器。必要時(shí)，佩戴空氣眼睛防護(hù)：呼吸系統(tǒng)防護(hù)中已作防護(hù)。身體防護(hù)：穿防化學(xué)品工作服。手防護(hù)：戴防化學(xué)品手套。其他防護(hù)：工作現(xiàn)場(chǎng)禁止吸煙、進(jìn)食和飲水。工作畢，淋浴更衣。抹護(hù)膚霜。廢棄處置廢棄方法：對(duì)化學(xué)品殘存物的處置沒有統(tǒng)一的國(guó)家法規(guī)。化學(xué)殘存物一般作特殊廢物。包裝：處置前應(yīng)參閱國(guó)家和地方有關(guān)法規(guī)。用外理污染物一樣的方法來處理污染的包裝。如果沒有特別規(guī)定，末污染的包裝可作家庭廢物對(duì)待或再循環(huán)使用硫酸急救措施皮膚接觸：大量硫酸與皮膚接觸需要先用干布吸去，不能用力按、擦，否則會(huì)擦掉皮膚；少量硫酸接觸無需用干布。然后用大量冷水沖洗，再用3%-5%碳酸氫鈉溶液沖洗。用大量冷水沖洗剩余液體，最后再用NaHCO3溶液涂于患處，最后用0.01%的蘇打水(或稀氨水)浸泡。就醫(yī)。眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動(dòng)清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。吸入：迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。食入：用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。危險(xiǎn)性概述健康危害：對(duì)皮膚、粘膜等組織有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用。蒸氣或霧可引起結(jié)膜炎、結(jié)膜水腫、角膜混濁，以致失明；引起呼吸道刺激，重者發(fā)生呼吸困難和肺水腫；高濃度引起喉痙攣或聲門水腫而窒息死亡?？诜笠鹣罒齻灾聺冃纬?；嚴(yán)重者可能有胃穿孔、腹膜炎、腎損害、休克等。皮膚灼傷輕者出現(xiàn)紅斑、重者形成潰瘍，愈后癍痕收縮影響功能。濺入眼內(nèi)可造成灼傷，甚至角膜穿孔、全眼炎以至失明。慢性影響：牙齒酸蝕癥、慢性支氣管炎、肺氣腫和肺硬化。毒性：屬中等毒性。急性毒性：LD502140mg/kg(大鼠經(jīng)口)；LC50510mg/m3，2小時(shí)(大鼠吸入)320mg/m3，2小時(shí)(小鼠吸入)；320mg/m3，2小時(shí)(小鼠吸入)廢棄處置廢棄處置方法：緩慢加入堿液－石灰水中，并不斷攪拌，反應(yīng)停止后，用大量水沖入廢水系統(tǒng)。三廢處理廢氣處理在燒瓶上裝上冷凝管,將廢氣導(dǎo)出管和冷卻水的出水管連接在一個(gè)特制的三通玻璃管上,另外接上一根橡膠管放入下水道,保證廢氣基本上被水吸收廢液粗產(chǎn)品中含有的未反應(yīng)的醇和副反應(yīng)生成的醚，可以用濃H2SO4洗滌除去。因?yàn)槎吣芘c濃H2SO4形成佯鹽。正溴丁烷的用途：用作溶劑及有機(jī)合成時(shí)的烷基化劑及中間體；還可用作塑料紫外線吸收劑及增塑劑的原料；用作醫(yī)藥原料（如“丁溴東莨菪堿”可用于腸、胃潰瘍、胃炎、十二指腸炎、膽石癥等）；染料原料、可制備功能性色素的原料（如壓敏色素、熱敏色素、液晶用雙色性色素）；半導(dǎo)體中間原料；有機(jī)合成原料。原料與產(chǎn)品的理化性能常數(shù)名稱外觀分子量溶解性熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃折射率/20℃相對(duì)密度/20℃/4℃LD50/mg.kg-1正溴丁烷無色透明液體

137.03易溶于醇和醚-112101.61.4385-1.43951.270-1.277濃硫酸無色無味油狀液體

98.08易溶于水

103381.84正丁醇無色透明液體74.12

微溶于水，溶于乙醇、醚多數(shù)有機(jī)溶劑-88.9117.51.3993

0.8098

4360mg/kg(大鼠經(jīng)口）3400mg/kg(兔經(jīng)皮）溴化鈉白色結(jié)晶或粉末102.89易溶于水、微溶于醇74713901.36143.21碳酸氫鈉白色細(xì)小晶體84.01易溶于水，但比碳酸鈉在水中的溶解度小，不溶于乙醇2702.159(大鼠，經(jīng)口)4420mg/kg無水氯化鈣白色立方結(jié)晶或粉末

110.98易溶于水和乙醇7751935.52.15實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)中正溴丁烷是由正丁醇與溴化鈉、濃硫酸共熱而制得：制備正溴丁烷實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備儀器：圓底燒瓶(100mL)、球形冷凝管、玻璃漏斗、燒杯（250mL）、直形冷凝管、接液管、分液漏斗(100mL)、量筒（10mL，25mL）、溫度計(jì)（200℃）、電熱套、蒸餾頭、應(yīng)接管藥品：正丁醇，7.4g(9.2mL,0.1mol)無水溴化鈉，13g(0.13mol)

濃硫酸，0.49mol

14mL無水氯化鈣飽和碳酸氫鈉水溶液操作過程1、在圓底燒瓶中加入10ml水，再慢慢加入14ml濃硫酸，混合均勻并冷至室溫后，再依次加入0.1mol正丁醇和0.13mol溴化鈉，充分振蕩后加入幾粒沸石。（硫酸在反應(yīng)中與溴化鈉作用生成氫溴酸，氫溴酸與正丁醇作用發(fā)生取代反應(yīng)生成正溴丁烷。硫酸用量和濃度過大，會(huì)加大副反應(yīng)進(jìn)行；若硫酸用量和濃度過小，不利于主反應(yīng)的發(fā)生，即氫溴酸和正溴丁烷的生成）2、以電熱套為熱源，上圖安裝回流裝置（含氣體吸收部分）。（注意防止堿液被倒吸）3、調(diào)整加熱速度，以保持沸騰而又平穩(wěn)回流，并不時(shí)搖動(dòng)燒瓶促使反應(yīng)完成。反應(yīng)約30—40min。4、待反應(yīng)液冷卻后，改回流裝置為蒸餾裝置（用直形冷凝管冷凝），蒸出粗產(chǎn)物。（注意判斷粗產(chǎn)物是否蒸完）5、將餾出液移至分液漏斗中，加入10ml的水洗滌（產(chǎn)物在下層），靜置分層后，將產(chǎn)物轉(zhuǎn)入另一干燥的分液漏斗中，用5ml的濃硫酸洗滌（除去粗產(chǎn)物中的少量未反應(yīng)的正丁醇及副產(chǎn)物正丁醚、1—丁烯、2—丁烯。盡量分去硫酸層（下層）。有機(jī)相依次用10ml的水（除硫酸，要下層）、飽和碳酸氫鈉溶液（中和未除盡的硫酸，要下層）和水（除殘留的堿，要下層）洗滌后，轉(zhuǎn)入干燥的錐形瓶中，加入無水氯化鈣干燥，間歇搖動(dòng)錐形瓶，直到液體清亮為止。6、將干燥好的產(chǎn)物