環(huán)己烯的制備(1)

1、環(huán)己烯的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)、掌握由環(huán)己醇制備環(huán)己烯的原理及方法。2、了解分餾的原理及實(shí)驗(yàn)操作。3、練習(xí)并掌握蒸餾、分液、干燥等實(shí)驗(yàn)操作方法。二、實(shí)驗(yàn)原理OH + H 2O OH2+ H 2O主反應(yīng)副反應(yīng) 主反應(yīng)為可逆反應(yīng),本實(shí)驗(yàn)采用的措施是:邊反應(yīng)邊蒸出反應(yīng)生成的環(huán)己烯和水形成的二元共沸物(沸點(diǎn)70.8,含水10%。但是原料環(huán)己醇也能和水形成二元共沸物(沸點(diǎn)97.8,含水80%。為了使產(chǎn)物以共沸物的形式蒸出反應(yīng)體系,而又不夾帶原料環(huán)己醇,本實(shí)驗(yàn)采用分餾裝置,并控制柱頂溫度不超過90。反應(yīng)采用85%的磷酸為催化劑,而不用濃硫酸作催化劑,是因?yàn)榱姿嵫趸芰^硫酸弱得多,減少了氧化副反應(yīng)。分餾

2、的原理就是讓上升的蒸汽和下降的冷凝液在分餾柱中進(jìn)行多次熱交換,相當(dāng)于在分餾柱中進(jìn)行多次蒸餾,從而使低沸點(diǎn)的物質(zhì)不斷上升、被蒸出;高沸點(diǎn)的物質(zhì)不斷地被冷凝、下降、流回加熱容器中;結(jié)果將沸點(diǎn)不同的物質(zhì)分離。詳細(xì)的原理參見P88-89。三、實(shí)驗(yàn)藥品及物理常數(shù) 四、實(shí)驗(yàn)裝置圖 圓底燒瓶刺形分餾柱溫度計(jì)直形冷凝管接引管錐形瓶蒸餾頭水浴溫度計(jì)直形冷凝管接引管錐形瓶圖1反應(yīng)裝置圖2蒸餾裝置圖3分液漏斗五、實(shí)驗(yàn)流程圖10ml 5ml85%80-85度餾分H 3PO六、實(shí)驗(yàn)步驟在50毫升干燥的圓底(或茄形燒瓶中,放入10ml 環(huán)己醇(9.6g ,0.096mol、5ml85%磷酸,充分振搖、混合均勻。投入幾粒沸

3、石,按圖1安裝反應(yīng)裝置,用錐形瓶作接受器。將燒瓶在石棉網(wǎng)上用小火慢慢加熱,控制加熱速度使分餾柱上端的溫度不要超過90,餾出液為帶水的混合物。當(dāng)燒瓶中只剩下很少量的殘液并出現(xiàn)陣陣白霧時(shí),即可停止蒸餾。全部蒸餾時(shí)間約需40min 。將蒸餾液分去水層,加入等體積的飽和食鹽水,充分振搖后靜止分層,分去水層(洗滌微量的酸,產(chǎn)品在哪一層?。將下層水溶液自漏斗下端活塞放出、上層的粗產(chǎn)物自漏斗的上口倒入干燥的小錐形瓶中,加入1-2克無水氯化鈣干燥。將干燥后的產(chǎn)物濾入干燥的梨形蒸餾瓶中,加入幾粒沸石,用水浴加熱蒸餾。收集80-85的餾分于一已稱重的干燥小錐形瓶中。產(chǎn)量4-5g。本實(shí)驗(yàn)約需4h。七、注意事項(xiàng)1、環(huán)

4、己醇在常溫下是粘碉狀液體,因而若用量筒量取時(shí)應(yīng)注意轉(zhuǎn)移中的損失。所以,取樣時(shí),最好先取環(huán)己醇,后取磷酸。2、環(huán)己醇與磷酸應(yīng)充分混合,否則在加熱過程中可能會(huì)局部碳化,使溶液變黑。3、安裝儀器的順序是從下到上,從左到右。十字頭應(yīng)口向上。4、由于反應(yīng)中環(huán)己烯與水形成共沸物(沸點(diǎn)70.8,含水l0%;環(huán)己醇也能與水形成共沸物(沸點(diǎn)97.8,含水80%。因比在加熱時(shí)溫度不可過高,蒸餾速度不宜太快,以減少末作用的環(huán)己醇蒸出。文獻(xiàn)要求柱頂控制在73左右,但反應(yīng)速度太慢。本實(shí)驗(yàn)為了加快蒸出的速度,可控制在90以下。5、反應(yīng)終點(diǎn)的判斷可參考以下幾個(gè)參數(shù):(1反應(yīng)進(jìn)行40min左右。(2分餾出的環(huán)己烯和水的共沸物

5、達(dá)到理論計(jì)算量。(3反應(yīng)燒瓶中出現(xiàn)白霧。(4柱頂溫度下降后又升到85以上。6、洗滌分水時(shí),水層應(yīng)盡可能分離完全,否則將增加無水氯化鈣的用量,使產(chǎn)物更多地被干燥劑吸附而招致?lián)p失。這里用無水氯化鈣干燥較適合,因它還可除去少量環(huán)己醇。無水氯化鈣的用量視粗產(chǎn)品中的含水量而定,一般干燥時(shí)間應(yīng)在半個(gè)小時(shí)以上,最好干燥過夜。但由于時(shí)間關(guān)系,實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中,可能干燥時(shí)間不夠,這樣在最后蒸餾時(shí),可能會(huì)有較多的前餾分(環(huán)己烯和水的共沸物蒸出。7、在蒸餾已干燥的產(chǎn)物時(shí),蒸餾所用儀器都應(yīng)充分干燥。接收產(chǎn)品的三角瓶應(yīng)事先稱重。8、一般蒸餾都要加沸石。9、進(jìn)實(shí)驗(yàn)室前,一定要事先查好原料、產(chǎn)品及副產(chǎn)品的物理常數(shù),做到心中有

6、數(shù)。八、教學(xué)法1、有條件的實(shí)驗(yàn)室,在用分餾裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),可讓學(xué)生分成幾個(gè)小組,分別控制柱頂溫度為71、85、93進(jìn)行操作,然后用色譜法分析粗產(chǎn)物的組成,各組間交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果,總結(jié)出嚴(yán)格控制反應(yīng)條件的重要性。2、正確理解共沸物概念及其在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。3、教學(xué)過程中,結(jié)合反應(yīng)裝置的選擇,反應(yīng)條件的控制,產(chǎn)物分離方法的選擇等,強(qiáng)調(diào)在實(shí)驗(yàn)前查反應(yīng)物、中間產(chǎn)物、產(chǎn)物、副產(chǎn)物的物理化學(xué)常數(shù)的重要性。養(yǎng)成實(shí)驗(yàn)前查物性常數(shù)的習(xí)慣,培養(yǎng)查閱手冊(cè)的能力。九、思考題1、 在純化環(huán)己烯時(shí)， 用等體積的飽和食鹽水洗滌， 而不用水洗滌， 在純化環(huán)己烯時(shí)， 用等體積的飽和食鹽水洗滌， 而不用水洗滌， 目的何在？ 目

7、的何在？ 何在 答：在純化有機(jī)物時(shí)，常用飽和食鹽水洗滌，而不用水直接洗滌是利 用其鹽析效應(yīng)，可降低有機(jī)物在水中的溶解度，并能加快水、油的分 層。 2、 本實(shí)驗(yàn)提高產(chǎn)率的措施是什么？ 本實(shí)驗(yàn)提高產(chǎn)率的措施是什么？ 答：本實(shí)驗(yàn)主反應(yīng)為可逆反應(yīng)，提高反應(yīng)采取的措施是：邊反應(yīng)邊蒸 出反應(yīng)生成的環(huán)己烯和水形成的二元共沸物， 并控制柱頂溫度不超過 90。 3、 實(shí)驗(yàn)中，為什么要控制柱頂溫度不超過 90？ 實(shí)驗(yàn)中， 90 答：由于環(huán)己烯和水形成的二元共沸物（含水 10%）沸點(diǎn)是 70.8， 而原料環(huán)己醇也能和水形成二元共沸物（沸點(diǎn) 97.8，含水 80%） 。 為了使產(chǎn)物以共沸物的形式蒸出反應(yīng)體系，而又不夾

8、帶原料環(huán)己醇， 本實(shí)驗(yàn)采用分餾裝置，并控制柱頂溫度不超過 90。 4、 本實(shí)驗(yàn)用磷酸作催化劑比用硫酸作催化劑好在哪里？ 本實(shí)驗(yàn)用磷酸作催化劑比用硫酸作催化劑好在哪里？ 答：采用硫酸作催化劑雖然反應(yīng)速度較快，但由于硫酸的氧化性比磷 酸強(qiáng)，反應(yīng)時(shí)部分原料會(huì)被氧化、甚至碳化，使溶液顏色加深，產(chǎn)率 有所降低。此外，反應(yīng)時(shí)會(huì)有少量 SO2 氣化放出。在純化時(shí)，需要堿 洗，增加了純化步驟。 5、蒸餾時(shí)，加入沸石的目的是什么？ 蒸餾時(shí)，加入沸石的目的是什么？ 答：沸石就是未上釉的瓷片敲碎而成的小粒。它上面有很多毛細(xì)孔， 當(dāng)液體加熱時(shí)，能產(chǎn)生細(xì)小的氣泡，成為沸騰中心。這樣可以防止液 體加熱時(shí)產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，防止

9、暴沸，使沸騰保持平穩(wěn)。 一般加熱回流、蒸餾、分餾、水蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生水蒸汽都需要加 沸石。但減壓蒸餾、水蒸氣蒸餾、電動(dòng)攪拌反應(yīng)不需要加沸石。 在一次持續(xù)蒸餾時(shí)，沸石一直有效；一旦中途停止沸騰或蒸餾，原有 沸石即失效， 再次加熱蒸餾時(shí)， 應(yīng)補(bǔ)加新沸石。 如果事先忘了加沸石， 決不能在液體加熱到沸騰時(shí)補(bǔ)加。因?yàn)檫@樣會(huì)引起劇烈暴沸，使液體 沖出瓶外，還容易發(fā)生著火事故。故應(yīng)該在冷卻一段時(shí)間后再補(bǔ)加。 6、使用分液漏斗有哪些注意事項(xiàng)？ 使用分液漏斗有哪些注意事項(xiàng)？ 答：使用分液漏斗洗滌和萃取時(shí)，有以下注意事項(xiàng)： （1）分液漏斗在長期放置時(shí)，為防止蓋子的旋塞粘接在一起，一般 都襯有一層紙。使用前，要先去掉

10、襯紙，檢查蓋子和旋塞是否漏水。 如果漏水，應(yīng)涂凡士林后，再檢驗(yàn)，直到不漏才能用。涂凡士林時(shí)， 應(yīng)在旋塞上涂薄薄一層，插上旋轉(zhuǎn)幾周；但孔的周圍不能涂，以免堵 塞孔洞。 （2）萃取時(shí)要充分振搖，注意正確的操作姿勢(shì)和方法。 （3）振搖時(shí)，往往會(huì)有氣體產(chǎn)生，要及時(shí)放氣。 （4）分液時(shí)，下層液體應(yīng)從旋塞放出，上層液體應(yīng)從上口倒出。 （5）分液時(shí)，先把頂上的蓋子打開，或旋轉(zhuǎn)蓋子，使蓋子上的凹縫 或小孔對(duì)準(zhǔn)漏斗上口頸部的小孔，以便與大氣相通。 （6）在萃取和分液時(shí)，上下兩層液體都應(yīng)該保留到實(shí)驗(yàn)完畢。以防 止操作失誤時(shí)，能夠補(bǔ)救。 （7）分液漏斗用畢，要洗凈，將蓋子和旋塞分別用紙條襯好。 7、用無水氯化鈣干燥

11、有哪些注意事項(xiàng)？ 用無水氯化鈣干燥有哪些注意事項(xiàng)？ 答： （1）一般要在干燥的小錐形瓶中進(jìn)行干燥。 （2）一般用塊狀的無水氯化鈣進(jìn)行干燥，便于后面的分離。 （3）用無水氯化鈣干燥的時(shí)間一般要在半個(gè)小時(shí)以上，并不時(shí)搖動(dòng)。 但實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，由于時(shí)間關(guān)系，只能干燥 510 分鐘。因此，水 是沒有除凈的，在最后蒸餾時(shí)，會(huì)有較多的前餾分（環(huán)己烯和水 的共沸物）蒸出。 8、查藥品物理常數(shù)的途徑有哪些？ 查藥品物理常數(shù)的途徑有哪些？ 答：在進(jìn)行或設(shè)計(jì)一個(gè)有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)之前，必須首先弄清楚反應(yīng)物料 和生成物的物理常數(shù)，這樣在反應(yīng)、分離純化時(shí)，才能設(shè)計(jì)出合理的 工藝路線， 操作時(shí)才能做到心中有數(shù)。 通常查找物理常數(shù)有四個(gè)途徑： （1）在教材