環(huán)己烯的制備--實驗報告

1、環(huán)己烯的制備-實驗報告實驗八環(huán)己烯的制備一、實驗?zāi)康模?、學(xué)習(xí)以濃磷酸催化環(huán)己醇脫水制備環(huán)己烯的原 理和方法；2、初步掌握分餾、水浴蒸餾和液體干燥的基本操作 技能二、實驗原理：書 P158烯烴是重要的有機化工原料。工業(yè)上主要通過石油 裂解的方法制備烯烴，有時也利用醇在氧化鋁等催化劑 存在下，進行高溫催化脫水來制取，實驗室里則主要用 濃硫酸，濃磷酸做催化劑使醇脫水或鹵代烴在醇鈉作用 下脫鹵化氫來制備烯烴。本實驗采用濃磷酸做催化劑使環(huán)已醇脫水制備環(huán)已 烯。主反應(yīng)CTC + H2O式：一般認(rèn)為，該反應(yīng)歷程為Ei歷程'整個反應(yīng)是可逆的： 酸 使0H斗宀.|紳2也。J, (: 一j醇羥基質(zhì)子 化

2、，使H其易于離去 而生成正碳離子，后者失去一個質(zhì)子，就生成烯烴可能的副反應(yīng)：（難）三、主要試劑、產(chǎn)物的物理和化學(xué)性質(zhì)化相對相對沸點廠C溶解度學(xué)分子密度/g(100g物質(zhì)量/d420水)-1質(zhì)環(huán)1161.13.620C己000.96醇磷-1/2H2O(213C)2340酸981.83環(huán)83.3微溶于己82.140.89水烯環(huán)243微溶于己182.30.92水醚共沸物數(shù)據(jù):廠、0H共沸點 64.9oC L J 30.5%四、實驗裝置儀器：50mL圓底燒瓶、分 餾柱、直型冷凝管，100mL分液 漏斗、100mL錐形瓶、蒸餾頭，試劑：10.0g （ 10.4mL，0.1mol ）環(huán)已醇，4mL濃磷 酸

3、，氯化鈉、無水氯化鈣、5%碳酸鈉水溶液。其它：沸石六、預(yù)習(xí)實驗步驟、現(xiàn)場記錄及實驗現(xiàn)象解釋1、投料在 50ml 干燥的圓底燒瓶中加入 10g 環(huán)己醇、 4ml 濃磷酸和幾粒沸石，充分搖振使之混合均勻，安裝反應(yīng) 裝置。2、加熱回流、蒸出粗產(chǎn)物產(chǎn)物 將燒瓶在石棉網(wǎng)上小火空氣浴緩緩加熱至沸， 控制分 餾柱頂部的溜出溫度不超過 90C,餾出液為帶水的混濁 液。至無液體蒸出時，可升高加熱溫度（縮小石棉網(wǎng)與 燒瓶底間距離），當(dāng)燒瓶中只剩下很少殘液并出現(xiàn)陣陣白 霧時，即可停止蒸餾。3、分離并干燥粗產(chǎn)物將餾出液用氯化鈉飽和， 然后加入 34ml 5% 的碳 酸鈉溶液中和微量的酸。將液體轉(zhuǎn)入分液漏斗中，振搖 （

4、注意放氣操作）后靜置分層，打開上口玻塞，再將活 塞緩緩旋開，下層液體從分液漏斗的活塞放出，產(chǎn)物從 分液漏斗上口倒入一干燥的小錐形瓶中，用 12g 無水 氯化鈣干燥。4、蒸出產(chǎn)品 待溶液清亮透明后，小心濾入干燥的小燒瓶中，投入 幾粒沸石后用水浴蒸餾，收集80 85C的餾分于一已稱量的小錐形瓶中。六、產(chǎn)品產(chǎn)率的計算注意事項：1、投料時應(yīng)先投環(huán)己醇，再投濃磷酸；投料后，一定要混合均勻。2、反應(yīng)時，控制溫度不要超過 90C。3、干燥劑用量合理。4、反應(yīng)、干燥、蒸餾所涉及器皿都應(yīng)干燥。5、磷酸有一定的氧化性，加完磷酸要搖勻后再加熱，否則反應(yīng)物會 被氧化。6、環(huán)己醇的粘度較大 ,尤其室溫低時 ,量筒內(nèi)的環(huán)

5、己醇若倒不干凈 ,會 影響產(chǎn)率。7、 用無水氯化鈣干燥時氯化鈣用量不能太多，必須使用粒狀無水氯化 鈣。粗產(chǎn)物干燥好后再蒸餾，蒸餾裝置要預(yù)先干燥，否則前餾分多（環(huán)己 烯 水共沸物），降低產(chǎn)率。不要忘記加沸石、溫度計位置要正確。8、 加熱反應(yīng)一段時間后再逐漸蒸出產(chǎn)物，調(diào)節(jié)加熱速度， 保持反應(yīng)速 度大于蒸出速度才能使分餾連續(xù)進行，殘液H3PO4OHH3PO4H+Na2CO3, pH=7分液水層（下）NaCI,Na2CO3,H2O,H蒸餾8085°C鑒定Br2,高錳酸鉀柱頂溫度穩(wěn)定在71C不波動。實驗操作流程圖:聊城大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 元險七、實驗指導(dǎo)：分析試驗裝置選擇，操作條件，注意事項。1

6、.反應(yīng)裝置的選擇及反應(yīng)控制反應(yīng)是可逆反應(yīng)，有副反應(yīng)，可形成共沸物屮_|+ h20A故采用了在反應(yīng)過程中將產(chǎn)物的反應(yīng)體系分離出 來的辦法，推動反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，提高產(chǎn)物的 產(chǎn)率。又環(huán)己烯bp 83C，環(huán)己醇bp 161C，環(huán)己醇 水 bp 97.8C，環(huán)己烯水bp70.8C，含水10%。生成的水為18%生成的環(huán) 己烯為82%因此，生成的環(huán)己烯 可由生成的 HO以共沸物的形式兩共沸點708C、978C相差不大，所以本實 驗選用分餾裝置為反應(yīng)裝置。2.洗滌操作反應(yīng)粗產(chǎn)物可能帶有酸（ H +），需要洗滌。環(huán)己烯、 環(huán)己醇在水中有一定的溶解度，為減少水中溶解的有機 物，使用 NaCl 飽和溶液洗滌粗

7、產(chǎn)物， NaCl 溶液洗滌另 一好處是易分層，不易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象。粗產(chǎn)物量大可用 分液漏斗洗滌，量小可用半微量洗滌操作法錐形瓶滴 管分離方法。（鹽析效應(yīng)）3. 干燥操作 大多數(shù)有機物與水形成共沸物。環(huán)己烯與水共沸點70.8C，含水10%，分離前必須干燥，否則蒸餾分離時 前餾份增多，環(huán)己烯餾份減少。一般有機物蒸餾前都要 干燥操作。（注意干燥劑， 干燥原理， 干燥劑的選擇， 操 作方法。）4. 產(chǎn)物環(huán)己烯分離的控制蒸餾干 燥后 的環(huán)己烯 粗產(chǎn)物 中有環(huán)己 醇， 環(huán) 己烯 bp83.3C,環(huán)己醇bp161C,沸點差大，又有機物蒸餾 時易產(chǎn)生碳化、聚合 '等反應(yīng)。所以選擇水浴加熱、蒸餾 方法分離

8、粗產(chǎn)物，收集82C 85 C餾分。5. 操作注意事項（操作要點）1）環(huán)己醇粘度大，轉(zhuǎn)移時不要損失。2）H3PO4 有氧化性，混合均勻后在加熱，小火加 熱。3）反應(yīng)時，先小火加熱， 反應(yīng)一段時間后， 再從分 餾柱頂分出環(huán)己烯水共沸物。4）由于環(huán)已烯與水形成共沸物（沸點 70.8 C,含 水10%;環(huán)已醇與環(huán)已烯形成共沸物（沸點 64.9 C, 含環(huán)已醇30.5%）;環(huán)已醇與水形成共沸物（沸點97.8 C, 含水 80%）。因此,在加熱時溫度不可過高,蒸餾速度不 宜太快,以減少未作用的環(huán)已醇蒸出?？刂品逐s柱頂溫度< 90C（考慮溫度計、操作誤差，控制 <90C）。5）反應(yīng)終點的判斷可參

9、考下面幾個參數(shù)： a） 反應(yīng) 進行 60 分鐘左右; b） 反應(yīng)瓶中出現(xiàn)白霧;6）分液時,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。7）在蒸餾已干燥的產(chǎn)物時,蒸餾所用儀器都應(yīng)充分 干燥。6實驗要求1）操作規(guī)范化;2）實驗紀(jì)錄，邊做邊記，詳細(xì)真實，每一步操作都 要記錄；3）產(chǎn)物要求，按教材反應(yīng)物用量，產(chǎn)物 3.84.6g 左 右，無色透明液體4）產(chǎn)物鑒定，最后一步蒸餾既是精制產(chǎn)物步驟，又 是產(chǎn)物鑒定步驟，根據(jù)實驗室具體條件可測 IR ，NMR ， n20D 等物理性質(zhì)。我們采用 Br 2、高錳酸

10、鉀進行定性鑒7可用下列思考題檢驗學(xué)習(xí)情況1）為什么用分餾反應(yīng)裝置？2）反應(yīng)生成的水和理論計算生成的水是否一致？試 分析原因。3）干燥劑 CaCl2 也是多孔物質(zhì)，可否不分離出來當(dāng) 作沸石用？4）蒸餾環(huán)己烯用水浴加熱，試說明什么時候可用水 浴加熱？5）比較你的產(chǎn)率與理論產(chǎn)率的差值，試分析原因。八、思考題1如果你的實驗產(chǎn)率太低，試分析主要在哪些操 作步驟中造成損失？答： （1） 環(huán)己醇的粘度較大，尤其室溫低時，量筒內(nèi) 的環(huán)己醇很難倒凈而影響產(chǎn)率。 (2) 磷酸和環(huán)己醇混合 不均，加熱時產(chǎn)生碳化。 (3) 反應(yīng)溫度過高、餾出速度 過快，使未反應(yīng)的環(huán)己醇因與水形成共沸混合物或產(chǎn)物 環(huán)己烯與水形成共沸混

11、合物而影響產(chǎn)率。 (4) 干燥劑用 量過多或干燥時間過短，致使最后蒸餾是前餾份增多而 影響產(chǎn)率。2用 85%磷酸催化工業(yè)環(huán)已醇脫水合成環(huán)已烯的實驗 中，將磷酸加入環(huán)已醇中，立即變成紅色，試分析原因 何在？如何判斷你分析的原因是正確的？答：該實驗只涉及兩種試劑：環(huán)已醇和85%磷酸。磷酸有一定的的氧化性， 混合不均， 磷酸局部濃度過高， 高溫時可能使環(huán)已醇氧化， 但低溫時不能使環(huán)已醇變紅。 那么，最大的可能就是工業(yè)環(huán)已醇中混有雜質(zhì)。工業(yè)環(huán) 已醇是由苯酚加氫得到的，如果加氫不完全或精制不徹 底，會有少量苯酚存在，而苯酚卻及易被氧化成帶紅色 的物質(zhì)。因此，本實驗現(xiàn)象可能就是少量苯酚被氧化的 結(jié)果。將環(huán)已醇先后用堿洗、 水洗滌后，蒸餾得到的環(huán)已醇， 再加磷酸，若不變色則可證明上述判斷是正確的。3用磷酸做脫水劑比用濃硫酸做脫水劑有什么優(yōu) 點？答：(1) 磷酸的氧化性小于濃硫酸，不易使反應(yīng)物 碳化；(2)無刺激性氣體SO放出。4在粗產(chǎn)品環(huán)已烯