呋喃甲醇和呋喃甲酸的制備課件

呋喃甲醇和呋喃甲酸的制備——化學(xué)實驗示范教學(xué)中心呋喃甲醇和呋喃甲酸的制備——化學(xué)實驗示范教學(xué)中心1一、實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)呋喃甲醛在濃堿條件下進行Cannizzaro反應(yīng)制得相應(yīng)的醇和酸的原理和方法掌握減壓蒸餾和重結(jié)晶等基本操作

一、實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)呋喃甲醛在濃堿條件下進行Cannizzaro二、實驗原理在濃的強堿作用下，不含-活潑氫的醛類可以發(fā)生分子間自身氧化還原反應(yīng)，一分子醛被氧化成酸，而另一分子醛則被還原為醇，此反應(yīng)稱為坎尼查羅(Cannizzaro)反應(yīng)。二、實驗原理在濃的強堿作用下，不含二、實驗原理反應(yīng)實質(zhì)是羰基的親核加成。反應(yīng)涉及了羥基負(fù)離子對一分子不含-H的醛的親核加成，加成物的負(fù)氫向另一分子醛的轉(zhuǎn)移和酸堿交換反應(yīng)，其反應(yīng)機理表示如下：二、實驗原理反應(yīng)實質(zhì)是羰基的親核加成三、基本操作與技術(shù)減壓蒸餾

原理減壓蒸餾即是在降低壓力的條件下進行的蒸餾。高沸點的有機物（一般沸點≥200℃）或在常壓下蒸餾易發(fā)生分解、氧化或聚合的有機化合物，常可用減壓蒸餾進行分離和提純。沸點與壓力的關(guān)系經(jīng)驗規(guī)則：若系統(tǒng)的壓力接近大氣壓時，壓力每降低1.33KPa

(10mmHg)，則沸點下降0.5℃，若系統(tǒng)在較低壓力狀態(tài)時，壓力降低一半，沸點下降10℃。三、基本操作與技術(shù)減壓蒸餾三、基本操作與技術(shù)裝置①蒸餾部分：

克氏蒸餾頭（或Y型管加普通蒸餾頭）可減少由于液體暴沸而濺入冷凝管的可能性；

氣化中心：毛細(xì)管的作用是作為氣化中心，使蒸餾平穩(wěn)，避免液體過熱而產(chǎn)生暴沸沖出現(xiàn)象。毛細(xì)管口距瓶底約1～2mm，為了控制毛細(xì)管的進氣量；也可以用一根上端粗、下端細(xì)的兩端開口玻璃管從蒸餾頭直管上伸入蒸餾燒瓶液面下，上端用膠管連接并用螺旋夾控制；還可以用磁力攪拌器帶動攪拌子形成氣化中心。減壓蒸餾時不能用碎瓷片、一端封口的斷毛細(xì)管等形成氣化中心。三、基本操作與技術(shù)裝置蒸出液接受部分，通常用多尾接液管連接兩個或三個梨形或圓形燒瓶，有時接收燒瓶需用冷卻裝置強制冷卻。切勿使用有裂縫或薄鄙的玻璃儀器，尤其不能用不耐壓的平底瓶，以防止內(nèi)向爆炸。減壓蒸餾的關(guān)鍵是裝置密封性要好，因此在安裝儀器時，應(yīng)在磨口接頭處涂抹少量真空油脂，以保證裝置密封和潤滑。②抽氣部分：最常見的減壓泵有水泵和油泵兩種。③安全保護部分：一般有安全瓶。若使用油泵，還必須有冷阱、及分別裝有粒狀氫氧化鈉、塊狀石蠟及活性炭或硅膠、無水氯化鈣等吸收干燥塔，以避免低沸點溶劑，特別是酸和水汽進入油泵而降低泵的真空效能。所以在油泵減壓蒸餾前必須在常壓或水泵減壓下蒸除所有低沸點液體和水以及酸、堿性氣體。④測壓部分：采用測壓計，通常利用水銀壓力計來測量減壓系統(tǒng)的壓力。水銀壓力計又有開口式水銀壓力計、封閉式水銀壓力計。三、基本操作與技術(shù)蒸出液接受部分，通常用多尾接液管連接兩個或三個梨形或圓形燒瓶三、基本操作與技術(shù)水泵減壓裝置油泵減壓裝置三、基本操作與技術(shù)水泵減壓裝置油泵減壓裝置三、基本操作與技術(shù)操作①安裝好儀器安裝，檢查系統(tǒng)的氣密性。先旋緊毛細(xì)管上的螺旋夾子，打開安全瓶上的二通活塞，然后開泵抽氣，逐漸關(guān)閉二通活塞，系統(tǒng)壓力達到所需真空度且保持不變，說明系統(tǒng)密閉。若壓力有變化，說明漏氣，分別檢查各接口，必要時加涂少量真空脂密封。②加入需蒸餾的液體，占燒瓶容積的1/3-1/2，關(guān)閉安全瓶上的活塞，開泵抽氣，通過螺旋夾調(diào)節(jié)毛細(xì)管導(dǎo)入空氣，使能冒出一連串小氣泡為宜。三、基本操作與技術(shù)操作

三、基本操作與技術(shù)③當(dāng)系統(tǒng)達到所需壓力且穩(wěn)定后，開啟冷凝水，熱浴加熱，蒸餾，控制餾出速度為1~2滴/秒。④蒸餾完畢后，撤熱源，慢慢打開毛細(xì)管上的螺旋夾，并緩慢打開安全瓶上的活塞，平衡系統(tǒng)內(nèi)外壓力，然后關(guān)泵。拆除裝置，清洗儀器。三、基本操作與技術(shù)③當(dāng)系統(tǒng)達到所需壓力且穩(wěn)定后三、基本操作與技術(shù)重結(jié)晶

原理用適當(dāng)?shù)娜軇┌押须s質(zhì)的晶體物質(zhì)溶解，配制成接近沸騰的濃熱溶液，趁熱濾去不溶性雜質(zhì)，使濾液冷卻析出結(jié)晶，濾集晶體并做干燥處理的聯(lián)合操作過程叫做重結(jié)晶(recrys-tallization)或再結(jié)晶，有時也簡稱結(jié)晶。重結(jié)晶是純化晶態(tài)物質(zhì)的普適的、最常用的方法之一。三、基本操作與技術(shù)重結(jié)晶三、基本操作與技術(shù)操作①選擇溶劑應(yīng)具備的條件：

溶劑對純化物高溫時有較高溶解性，低溫時溶解性較差；重結(jié)晶后能得到的固體晶型較好（但不是晶體越大越好）；對雜質(zhì)要有很好的溶解性或基本不溶解；重結(jié)晶后溶劑應(yīng)能很容易從純化物中移除；溶劑不能和被提純物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)；溶劑不能是不易揮發(fā)的或燃點太高的有機溶劑（如二乙醚和二硫化碳等）

三、基本操作與技術(shù)操作②飽和溶液的配制

制飽和溶液時，溶劑可分批加入，邊加熱邊攪拌，至固體完全溶解后，再多加20％左右（這樣可避免熱過濾時，晶體在漏斗上或漏斗頸中析出造成損失）。切不可再多加溶劑，否則冷后析不出晶體。

如需脫色，待溶液稍冷后，加入活性炭（用量為固體1－5％），煮沸5－10min（切不可在沸騰的溶液中加入活性炭，那樣會有暴沸的危險。）三、基本操作與技術(shù)②飽和溶液的配制三、基本操作與技術(shù)三、基本操作與技術(shù)③乘熱過濾

先熟悉熱水漏斗的構(gòu)造，放入菊花濾紙（要使菊花濾紙向外突出的棱角，緊貼于漏斗壁上），先用少量熱的溶劑潤濕濾紙（以免干濾紙吸收溶液中的溶劑，使結(jié)晶析出而堵塞濾紙孔），將溶液沿玻棒倒入，過濾時，漏斗上可蓋上表面皿（凹面向下）減少溶劑的揮發(fā)，盛溶液的器皿一般用錐形瓶（只有水溶液才可收集在燒杯中）。三、基本操作與技術(shù)③乘熱過濾三、基本操作與技術(shù)④抽濾

濾紙的直徑切不可大于漏斗底邊緣，否則濾紙會折過，濾液會從折邊處流過造成損失，將濾紙潤濕后，可先倒入部分濾液（不要將溶液一次倒入）啟動水循環(huán)泵，通過緩沖瓶（安全瓶）上二通活塞調(diào)節(jié)真空度，開始真空度可低些，這樣不致將濾紙抽破，待濾餅已結(jié)一層后，再將余下溶液倒入，此時真空度可逐漸升高些，直至抽“干”為止。

停泵時，要先打開二通活塞，再停泵，可避免倒吸。三、基本操作與技術(shù)④抽濾三、基本操作與技術(shù)⑤結(jié)晶的洗滌和干燥

用溶劑沖洗結(jié)晶再抽濾，除去附著的母液。抽濾和洗滌后的結(jié)晶，表面上吸附有少量溶劑，因此尚需用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM行干燥。固體的干燥方法很多，可根據(jù)重結(jié)晶所用的溶劑及結(jié)晶的性質(zhì)來選擇，常用的方法有以卞幾種：空氣晾干的；烘干（紅外燈或烘彩）；用濾紙吸干；置于干燥器中干燥。三、基本操作與技術(shù)⑤結(jié)晶的洗滌和干燥四、主要儀器與試劑儀器:

減壓蒸餾裝置（套）、攪拌回流裝置（套）、電熱套、蒸餾裝置(套)、分液漏斗等試劑:呋喃甲醛、氫氧化鈉、乙醚、鹽酸、無水硫酸鎂、pH試紙四、主要儀器與試劑儀器:減壓蒸餾裝置（套）、攪拌回流裝五、實驗裝置圖控溫-滴液–攪拌回流裝置

五、實驗裝置圖控溫-滴液–攪拌回流裝置六、實驗流程圖六、實驗流程圖七、實驗關(guān)鍵及注意事項反應(yīng)溫度若高于12℃，則反應(yīng)難以控制，致使反應(yīng)物變成深紅色；若溫度過低，則反應(yīng)過慢，可能積累一些氫氧化鈉。一旦發(fā)生反應(yīng)，則過于猛烈，增加副反應(yīng)，影響產(chǎn)量及純度。氧化還原是在兩相間進行的，必須充分?jǐn)嚢琛Ｋ嵋訅?，以保證pH=3左右