苯甲醇與苯甲酸的制備實(shí)驗(yàn)

1、苯甲醇與苯甲酸的制備實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)原理利用坎尼扎羅(Cannizzaro)反應(yīng)由苯甲醛制備苯甲醇和苯甲酸?？材嵩_反應(yīng)是指無(wú) “-活潑氫的醛類在濃的強(qiáng) NaOH或KOH水或醇溶液作用下發(fā)生的 歧化反應(yīng)。此反應(yīng)的特征是醛自身同時(shí)發(fā)生氧化及還原作用，一分子醛被氧化成竣酸 (在堿性溶液中成為竣酸酸鹽)，另一分子醛則被還原成醇。主反應(yīng)：機(jī)理：醛首先和氫氧根負(fù)離子進(jìn)行親核加成得到負(fù)離子，然后碳上的氫帶著一對(duì)電子以氫 負(fù)離子的形式轉(zhuǎn)移到另一分子的厥基不能碳原子上。oneC 四一A-OH4H5c6 + C fiHjCHnOH二、反應(yīng)試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物的物理常數(shù)名探分子看性款悠點(diǎn)w Hi晟新北率*乙麗z

2、1;羊甲都DcuzdkJcIryde106.13天他液體皆替口昧2617S.I1.0411 /><63鏡汽ogm本中隕fteri hi 詞1” 12白色片狀明計(jì)狀品依1/2,4產(chǎn)R帶品將吊用東甲麻bfIf 1 dk.uksl1D&15無(wú)色施驚，有節(jié)香陳15+3205.35LS劃后洎w三、藥品書奇文除用獨(dú)燈而“第用希14g <l3.5ml.U.Umok'Ma fil/Snil. v4JmoiJ量無(wú)化鉀17g (0 JI ninl)1.71( (n.nASmnl)7八%濃臉17.Suit (0r21niDl>乙乘4nii羊甲酸£94q yioO革甲

3、印7.03g (6.74niirO.Ofc5rnd)四、實(shí)驗(yàn)流程圖5&化一十水；后解.冷卻i笨甲醛（新蒸慌的） 甲般，水，氫軍體錦v加水浴解.乙能莘眼三次茶甲醇,本甲蕤1乙Bit水奉甲16鉀.水幅和HoHSS瓶盆酶酸化1J 簟甲酸（純口奉甲醇乙蹄.水t亞就聚基輛泰甲醛 亞磁儆氫納水洗II型K亞硫殿氯陋，水年申旗.乙F，水J無(wú)水蹄酸鎂葷甲薛，乙箍裹端率甲醇五、實(shí)驗(yàn)裝置圖圖1磁力攪拌器圖2分液漏斗的振搖方法圖3分液漏斗圖4抽濾裝置六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容往錐形瓶中加12.0g(0.21mol)氫氧化鉀和12ml水，放在磁力攪拌器上攪拌，使氫氧化鉀溶解并冷至室溫。在攪拌的同時(shí)分批加入新蒸過(guò)的苯甲醛，每次

4、加入2-3ml,共加入13.5ml(約14g, 0.13mol)。加后應(yīng)塞緊瓶口，若錐形瓶?jī)?nèi)溫度過(guò)高，需適時(shí)冷卻。繼續(xù)攪拌60min,最后反應(yīng)混合物變成白色蠟糊狀。(1)苯甲醇向反應(yīng)瓶中加入大約 45ml水，使反應(yīng)混合物中的苯甲酸鹽溶解，轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，用45ml乙醛分三次萃取苯甲醇，合并乙醛萃取液。保存水溶液留用。依次用15m125%亞硫酸氫鈉溶液及 8ml水洗滌乙醛溶液，用無(wú)水硫酸鎂干燥。水浴蒸去乙醒后，繼續(xù)蒸儲(chǔ)，收集產(chǎn)品，沸程 204-206 C,產(chǎn)率為75%。純苯甲醇有苦杏仁味的無(wú)色透明液體。沸點(diǎn)bp=205.4C,折光率=1.5463。(2)苯甲酸在不斷攪拌下，往留下的水溶液中加入

5、濃鹽酸酸化，加入的酸量以能使剛果紅試紙由紅變藍(lán)為宜。充分冷卻抽濾，得粗產(chǎn)物。粗產(chǎn)物用水重結(jié)晶后晾干，產(chǎn)率可達(dá)80%。純苯甲酸為白色片狀或針狀晶體。熔點(diǎn)mp=122.4 Co(一)制備階段1 .準(zhǔn)備錐形瓶：一只100ml錐形瓶。2 .加藥品與歧化反應(yīng)：向錐形瓶中加12.0g氫氧化鉀和12ml水，向瓶?jī)?nèi)放入一只攪拌子，然后將錐形瓶放在磁力攪拌器上攪拌， 使氫氧化鉀溶解并冷至室溫。在攪拌的同時(shí)分批加入 新蒸過(guò)的苯甲醛，每次加入 2-3ml,共加入13.5ml(約14g, 0.13mol)。加后應(yīng)塞緊瓶口，若 錐形瓶?jī)?nèi)溫度過(guò)高，需適時(shí)冷卻。繼續(xù)攪拌 60min,最后反應(yīng)混合物變成白色蠟糊狀?！緸楸苊馄?/p>

6、化反應(yīng)過(guò)快產(chǎn)生大量熱量，造成溫度過(guò)高增加氧化副反應(yīng)，故需將苯甲醛分幾批加入】(二)后處理階段1.分離苯甲醇(1)加水溶解：向反應(yīng)瓶中加入大約 45ml水，使反應(yīng)混合物中的苯甲酸鹽溶解，轉(zhuǎn)移至 分液漏斗中?！驹诖帕嚢杵魃媳M量攪拌時(shí)間長(zhǎng)一些，以保障苯甲酸鉀鹽充分溶解在水中，減少與苯甲醇分子的包裹，有利于下一步的乙醛萃取】(2)乙醛萃?。河?5ml乙醛分三次萃取苯甲醇，合并乙醛萃取液。保存水溶液留用(含有苯甲酸鈉鹽)?！久看屋腿≌袷帟r(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，每振蕩 2-3次，就要進(jìn)行放氣一次，如此重復(fù)2-3次即可。避免漏斗內(nèi)產(chǎn)生大量乙醍氣體而噴出?！?3)亞硫酸氫鈉洗滌： 用15ml25%亞硫酸氫鈉溶液洗滌乙

7、醛溶液，洗滌除去未反應(yīng)的苯甲醛?！鞠礈鞎r(shí)振蕩不能長(zhǎng)時(shí)間振蕩，避免下層的水中溶解過(guò)多的乙醛而降低亞硫酸氫鈉在水中的溶解度，可能達(dá)到飽和析出大量晶體。】(4)水洗滌：8ml水洗滌乙醛溶液，除去上一步洗滌后殘留的亞硫酸氫鈉?！疽蛳乱徊骄o接著的操作是干燥粗產(chǎn)品，所以水洗滌后應(yīng)該多靜止幾分鐘，再分去下層的水層?！浚?5 ）干燥：用無(wú)水硫酸鎂干燥，除去粗產(chǎn)品中殘留的水分?！靖稍飫┑挠昧恳话銥槊?0ml 液體有機(jī)化合物加 0.5-1.0g 干燥劑； 若不足 10ml 加入 1.0g?！俊咀ⅲ焊稍锴捌?jī)?nèi)液體里不能有水珠存在，若有分層則需要去除水分，再加入干燥劑。 】【干燥前液體可能呈現(xiàn)渾濁，干燥后將呈現(xiàn)澄清透

8、明液體。 】（ 6 ）蒸餾：水浴蒸去乙醚后，繼續(xù)蒸餾，收集產(chǎn)品，沸程204-206 ?！绢A(yù)備兩個(gè)100ml 三角燒瓶，第一個(gè)瓶用于收集前餾分，第二個(gè)瓶用于收集產(chǎn)品（ 沸程204-206 ） ，此瓶需事先稱量空重，接收產(chǎn)品后連同產(chǎn)品一起稱重，兩次稱重之增重即為苯甲醇的質(zhì)量】【請(qǐng)留意在沸點(diǎn)178-180 時(shí)有無(wú)餾分蒸出，若有應(yīng)該為未反應(yīng)的苯甲醛原料，且用亞硫酸氫鈉溶液洗滌沒(méi)有除凈。 】（ 7）稱重：產(chǎn)率為 75% 。純苯甲醇有苦杏仁味的無(wú)色透明液體。沸點(diǎn) bp=205.4 ，折光率=1.5463。2.分離苯甲酸（ 1）酸化：在不斷攪拌下，往留下的水溶液中加入濃鹽酸酸化，加入的酸量以能使剛果紅試紙由

9、紅變藍(lán)為宜。【理論上需要36%HCl體積為17.5ml】（ 2 ）抽濾：充分冷卻抽濾，得粗產(chǎn)物。（ 3 ）水洗滌： 用少量水洗滌粗產(chǎn)品。（ 4 ）干燥：熱水浴干燥。（ 5 ）稱重：計(jì)算產(chǎn)率。粗產(chǎn)物用水重結(jié)晶后晾干，產(chǎn)率可達(dá)80% 。純苯甲酸為白色片狀或針狀晶體。 熔點(diǎn) mp=122.4 。七、思考題1、經(jīng)乙醚萃取后的水溶液為何要酸化到能使剛果紅試紙由紅變藍(lán)？答：用剛果紅試紙是為了酸化時(shí)指示酸化程度，剛果紅試劑變藍(lán)時(shí)溶液PH 值約為3。也可用 pH 試紙，但沒(méi)有剛果紅試紙來(lái)得直觀。2、怎樣利用歧化反應(yīng)，將苯甲醛都轉(zhuǎn)化成苯甲醇？答：加入甲醛即可。當(dāng)甲醛存在時(shí)，甲醛在反應(yīng)中被氧化成甲酸鹽，而苯甲醛只

10、發(fā)生還原反應(yīng)， 全部變成苯甲醇。 這是因?yàn)榧兹┪蛔璞缺郊兹┬。?氫氧根更容易進(jìn)攻甲醛的羰基，然后產(chǎn)生H-還原苯甲醛。3、試比較發(fā)生坎尼扎羅反應(yīng)的醛與發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)的醛在結(jié)構(gòu)上的差異。答：發(fā)生坎尼扎羅反應(yīng)的醛在結(jié)構(gòu)上要求是無(wú)“-H的醛，如苯甲醛、味喃甲醛等；發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)的醛在結(jié)構(gòu)上要求具有o-H的醛，如乙醛、丙醛等。4、使苯甲醛進(jìn)行Cannizzzaro 反應(yīng)時(shí)為什么要使用新蒸餾的過(guò)的苯甲醛？答：從理論上說(shuō)，所有有機(jī)反應(yīng)的反應(yīng)物和溶劑在條件允許的前提下都要重蒸的。而苯甲醛特別容易被氧化為苯甲酸，所以用前蒸一下可以出去被氧化的雜質(zhì)，收集179 的餾分。5、苯甲酸和苯甲醇的制備時(shí)的白色糊狀物是

11、什么？答：白色的糊狀物其實(shí)就是反應(yīng)生成的苯甲酸鹽，因?yàn)橛袡C(jī)物苯甲醛及歧化反應(yīng)生成的苯甲醇存在的緣故， 降低了白色的苯甲酸鹽在水中的溶解度， 不能完全溶解， 以固體狀態(tài)存在，從而形成了白色蠟狀物，所以后面再加入足夠量的水（約60ml ）時(shí)，可以溶解苯甲酸鹽，這樣白色糊狀物就會(huì)溶解。6、在利用康尼查羅反應(yīng)制備苯甲酸苯甲醇的實(shí)驗(yàn)中，為什么苯甲醇產(chǎn)率會(huì)過(guò)低？答：苯甲醛容易被直接氧化為苯甲酸，一般使用的苯甲醛中就有少量的苯甲酸，而且在反應(yīng)過(guò)程中也有一些苯甲醛被氧化。所以該實(shí)驗(yàn)一般為得到的苯甲酸較多，而苯甲醇產(chǎn)率較低。還有歧化反應(yīng)可能不完全，后處理過(guò)程中損失掉一些產(chǎn)品，也將導(dǎo)致苯甲醇的產(chǎn)率過(guò)低。7、本實(shí)驗(yàn)

12、中兩種產(chǎn)物是根據(jù)什么原理分離提純的？用飽和亞硫酸氫鈉及10%碳酸鈉溶液洗滌的目的是什么？答：首先利用萃取的原理：苯甲醇和苯甲酸鈉在乙醛中的溶解度不同，以乙醛為萃取劑， 將苯甲醇萃取至乙醛層中，從而使兩者分離。再分別處理醒層和水層，利用蒸儲(chǔ)和重結(jié)晶， 分離得到較純凈的兩種產(chǎn)物。方程式：C6H 5CHO+NaHSO 3 = C 6H 5CH(OH)SO 3Na就是亞硫酸根與默基發(fā)生了加成反應(yīng)，可以除去沒(méi)反應(yīng)的苯甲醛。8、經(jīng)乙醛萃取后的乙醛溶液要依次用25%亞硫酸氫鈉溶液、水洗滌，問(wèn)它們的作用分別是什么？答：亞硫酸氫鈉溶液洗掉未反應(yīng)的苯甲醛，用水洗滌上一步殘留的亞硫酸氫鈉鹽。9、干燥乙醛溶液時(shí)能否用

13、無(wú)水氯化鈣代替無(wú)水硫酸鎂？答：無(wú)水氯化鈣不能用來(lái)干燥醇、胺、氨、酮、醛、酸、睛。乙醛溶液中含有的苯甲醇物 質(zhì)會(huì)與氯化鈣形成絡(luò)合物而影響產(chǎn)率，故絕對(duì)不能用無(wú)水氯化鈣代替無(wú)水硫酸鎂。10、蒸儲(chǔ)干燥后的乙醛溶液時(shí)要注意什么？答：本實(shí)驗(yàn)需要用乙醍，而乙醍極易著火，必須在近旁沒(méi)有任何種類的明火時(shí)才能使用乙醒。蒸儲(chǔ)乙醛時(shí)，要用熱水浴加熱蒸儲(chǔ)燒瓶，可在接引管支管上連接一長(zhǎng)橡皮管通入水槽的下水管內(nèi)或引出室外，接受器用冷水浴冷卻。11、什么是萃??？什么是洗滌？指出兩者的異同點(diǎn)。答：萃取是從混合物中抽取所需要的物質(zhì)；洗滌是將混合物中所不需要的物質(zhì)除掉。萃取和洗滌均是利用物質(zhì)在不同溶劑中的溶解度不同來(lái)進(jìn)行分離操作，二者在原理上是相同的，只是目的不同。從混合物中提取的物質(zhì)， 如果是我們所需要的，這種操作叫萃??；如果不是我們所需要的，這種操作叫洗滌。八、注意事項(xiàng)1 .如果第一步反應(yīng)不能充分?jǐn)嚢?，?huì)影響后續(xù)反應(yīng)的產(chǎn)率。如果混合充分，通常在瓶?jī)?nèi) 混合物固化，苯甲醛氣味消失；2 .用分液漏斗分液時(shí)，水層從下面分出，乙觸層要從上面倒出，否則會(huì)影響后面的操作；3 .用干燥劑干燥時(shí)，干燥劑的用量為每10ml液體有機(jī)物加0.5-1.0g (至少加1.0g), 一定 要澄清后才能倒在蒸儲(chǔ)瓶中蒸儲(chǔ)， 否