應(yīng)化實驗 有機合成

實驗十、尼龍66前體的合成尼龍66的合成以環(huán)己醇為原料,通過氧化合成環(huán)丙酮.環(huán)丙酮通過氧化形成己二酸.在氯化亞砜的條件下生成己二酰氯并與己二胺反應(yīng)生成.本實驗進行環(huán)丙酮及己二酸的合成,即尼龍66前體的合成.a環(huán)己酮的合成一、反應(yīng)原理：二、試劑：濃硫酸，環(huán)己醇，重鉻酸鈉（Na2Cr2O7·2H2O），草酸，食鹽，無水硫酸鎂三、實驗儀器燒杯（100ml1個、250ml1個），燒瓶（50ml1個、100ml1個、250ml1個），量筒（100ml1個、10ml1個），100ml錐形瓶，蒸餾頭，真空尾接管，直行冷凝管，玻璃棒，溫度計，分液漏斗，蒸發(fā)皿，表面皿，布氏漏斗，抽濾瓶，鐵架臺兩個，電熱套，石棉網(wǎng)，酒精燈，橡膠管2根。四、實驗步驟：1.在250mL圓底燒瓶內(nèi)，放置50mL自來水，慢慢加入9.3mL濃硫酸，充分混合后，小心加入9.3g環(huán)己醇（0.133mol）。無法一次全部加入，剩余部分用6mL水沖洗在上述混合液中放入一支溫度計將溶液冷至19℃2.在燒杯中將11.5g重鉻酸鈉溶解于6mL水中。將此溶液分3批加入圓底燒瓶中，并不斷振蕩使充分混合。氯化反應(yīng)開始后，混合物迅速變熱，溶液溫度迅速上升，并使橙紅色的重鉻酸鹽變成墨綠色的低價鉻鹽。用流水冷卻控制反應(yīng)溫度在60～65℃之間。待前一批重鉻酸鹽的橙紅色完全消失后，再加下一批。加完后繼續(xù)振搖，直至溫度有自動下降趨勢再保溫十分鐘。震蕩溶液觀察到有輕微的亮黃色，然后加入少量草酸（0.1g3.在反應(yīng)瓶內(nèi)加入60mL水，再加兩粒沸石，裝成蒸餾裝置，將環(huán)己酮與水一起蒸餾出來，環(huán)己酮與水能形成恒沸點的恒沸混合物，待穩(wěn)固穩(wěn)定的100℃時開始接餾分，直至流出液不再混濁后再多蒸10～15mL，用約10g食鹽飽和餾出液，轉(zhuǎn)移至分液漏斗中劇烈震蕩，在分液漏斗中靜置后分出有機層約4mL，用0.2g無水硫酸鎂干燥，轉(zhuǎn)移有機夜于50ml蒸餾燒瓶中加入一小粒沸石，蒸餾收集153～156℃的餾分，蒸餾至燒瓶內(nèi)部略微濕潤，停止蒸餾，b己二酸的合成一、反應(yīng)原理:二、試劑環(huán)己酮（自制），高錳酸鉀，氫氧化鈉10%，濃硫酸，亞硫酸鈉按投料比計算一下藥品的用量投料比：環(huán)己酮：高錳酸鉀：氫氧化鈉10%：濃硫酸=1g：3g：0.25ml：2.5ml.三、實驗步驟1.在250ml燒杯中，將11.70g高錳酸鉀溶于93.60ml中，加入自制環(huán)己酮，在溫水浴上將反應(yīng)混合物溫度升至30℃后，加入1.0ml10%氫氧化鈉溶液，搖蕩或攪拌反應(yīng)混合物，水域加熱并控制溫度在45℃，并在此溫度下用水浴維持反應(yīng)1小時2.擦干燒杯外的水，直接放到電熱套里加熱，沸騰后保持5分鐘，使反應(yīng)完全。3.用玻璃棒蘸取一滴反應(yīng)液于濾紙上，在黑色二氧化錳周圍未出現(xiàn)紫色環(huán)。4.吸濾反應(yīng)混合物，用熱水充分洗滌棕黑色沉淀。發(fā)現(xiàn)濾液為黃色乳濁液。加入1.0g亞硫酸加熱煮沸并抽濾發(fā)現(xiàn)濾液顏色變淺并比上一步濾液澄清。繼續(xù)加0.2g亞硫酸并煮沸抽濾。重復(fù)四次后溶液有顏色但變澄清。5.在蒸發(fā)皿中濃縮至環(huán)己酮體積的約7-8倍。6.趁熱小心用滴管加入8.0ml濃硫酸（實際量取9.7ml）。7.冷卻至室溫使結(jié)晶完全，抽濾得己二酸白色晶體。用冷水洗滌三次。8.將晶體轉(zhuǎn)移至已稱重的表面皿中，置于石棉網(wǎng)上加熱蒸干，并用玻璃棒不斷攪拌防止晶體焦化。產(chǎn)率及消耗定額計算：原料用量：環(huán)己酮的制備試劑用量表試劑名稱環(huán)己醇/g重鉻酸鉀/g氯化鈉/g無水硫酸鎂/g草酸/g濃硫酸/mL用量9.311.510.01.050.79.3環(huán)己酮產(chǎn)量表名稱燒杯燒杯+環(huán)己酮環(huán)己酮質(zhì)量/g102.00105.903.90環(huán)己醇——>環(huán)己酮:3.90÷0.133÷98×100%=29.9%己二酸制備實際用量表名稱環(huán)己酮/g高錳酸鉀/g氫氧化鈉/mL濃硫酸/mL用量3.9011.701.08.5名稱表面皿表面皿+己二酸己二酸質(zhì)量/g26.4527.701.25環(huán)丙酮——>己二酸1.25×98÷3.9÷146×100%=21.5%總產(chǎn)率：環(huán)己醇——>己二酸1.25÷0.133÷146×100%=6.4%消耗定額計算主要試劑及產(chǎn)品的物理常數(shù)表：名稱分子量性狀熔點/℃沸點/℃溶解度（水）密度（g/ml）環(huán)己醇100.16無色液體22~25161.55.67g/100ml1.0171環(huán)己酮98.14無色液體－155.652.4g/100ml0.9478己二酸146.15白色晶體153265（1333Pa）1.5g/100ml2.366環(huán)己醇：9.3÷1.25×1000=7400kg重鉻酸鉀：11.5÷1.25×1000=9200kg高錳酸鉀：11.7÷1.25×1000=9360kg濃硫酸：17.8×1.84÷1.25×1000=26201.6kg結(jié)果討論及注意事項:產(chǎn)率低的原因：1.產(chǎn)品在轉(zhuǎn)移的過程中造成損失。2.分液靜止時間不夠長，導致環(huán)己酮的損失。3.己二酸制備時溫度過高可能導致生成的己二酸斷鏈使產(chǎn)率降低。實驗注意事項實驗注意事項實驗注意事項實驗注意事項：1.環(huán)己酮制備過程中反應(yīng)物不易過冷，以免使未反應(yīng)的鉻酸累積起來。當鉻酸達到一定濃度時，氧化反應(yīng)會進行的非常劇烈，有失控的危險。2.重鉻酸鈉、環(huán)己酮、環(huán)己醇、己二酸都有一定的毒性，實驗中避免與皮膚接觸。3.制己二酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)開始后會使混合物溫度超過45℃，假如在室溫下反應(yīng)開始5min后，混合物溫度尚不能達到45℃，則可小心溫熱至40℃，使反應(yīng)開始。