乙酰乙酸乙酯的制备
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乙酰乙酸乙酯的合成方程式乙酰乙酸乙酯是一种常见的有机溶剂,也是一种重要的合成原料,它的合成方程式如下:CH3COOCH2CH3 + HCl → CH3COOH + CH3CH2ClCH3COOH + CH3CH2OH → CH3COOCH2CH3 + H2O上述合成方程式是乙酰乙酸乙酯的两步反应过程。
一、原料准备1. 乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3)是由乙酸和乙醇经过酯化反应得到的化合物。
它是一种透明无色液体,带有类似于甜酸味的气味。
乙酸和乙醇的化学式分别为CH3COOH和CH3CH2OH。
2. 氯化乙烷(CH3CH2Cl)氯化乙烷是一种有机化合物,分子式为CH3CH2Cl。
它是一种无色气体,在常温常压下常温沸热。
氯化乙烷是制备乙酰乙酸乙酯的重要原料之一。
二、反应步骤制备乙酰乙酸乙酯需要两步反应,第一步是氯化乙烷与乙酸乙酯发生酯化反应,生成乙酸和氯化乙基。
CH3COOCH2CH3 + HCl → CH3COOH + CH3CH2Cl第二步是乙酸和乙醇发生酯化反应,生成乙酰乙酸乙酯和水。
CH3COOH + CH3CH2OH → CH3COOCH2CH3 + H2O三、反应条件该反应需要在适宜的反应条件下进行,具体条件如下:1. 酯化反应条件:反应时间:2-4小时反应温度:60-80℃反应物比例:1:1.2(乙酸乙酯:氯化乙烷)酯化反应催化剂:HCl2. 酯交换反应条件:反应时间:3-4小时反应温度:70-80℃反应物比例:1:1(乙酸:乙醇)酯交换反应催化剂:硫酸、盐酸等四、反应机理1. 酯化反应机理酯化反应是一种酸催化反应,HCl催化剂可以将氯离子引入乙酸乙酯中,使其易于与氯化乙烷进行反应,产生水和氯化乙基。
同时,水也可以与氯化乙基反应,生成HCl和乙醇。
这个平衡反应可以通过蒸馏来实现。
2. 酯交换反应机理酯交换反应也是一种酸催化反应,硫酸或盐酸可以抑制乙酸与水的反应,从而使乙酸和乙醇之间发生酯化反应,生成乙酰乙酸乙酯和水。
乙酰乙酸乙酯的制备前言:乙酰乙酸乙酯,无色至淡黄色的澄清液体。
微溶于水,易溶于乙醚,乙醇。
有刺激性和麻醉性。
可燃,遇明火、高热或接触氧化剂有发生燃烧的危险。
有醚样和苹果似的香气。
广泛应用于食用香精中,主要用以调配苹果、杏、桃等食用香精。
制药工业用于制造氨基比林、维生素B等。
染料工用作合成染料的原料和用于电影基片染色。
涂料工业用于制造清。
有机工业用作溶剂和合成有机化合物的原料。
减压蒸馏基本原理:某些沸点较高的有机化合物在未达到沸点时往往发生分解或氧化的现象,所以,不能用常压蒸馏。
在较低压力下进行蒸馏的操作称为减压蒸馏。
当蒸馏系统内的压力降低后,其沸点便降低,当压力降低到1.3~2.0 kPa (10~15 mmHg)时,许多有机化合物的沸点可以比其常压下的沸点降低80~100℃。
因此,减压蒸馏对于分离提纯沸点较高或高温时不稳定的液态有机化合物具有特别重要的意义。
反应方程式:CH3COOC2H5乙醇钠CH3COCH2COOC2H5+C2H5OH1、实验部分1.1实验设备和材料实验仪器:50ml圆底烧瓶,球形冷凝管,干燥管,蒸馏头,克式蒸馏头,分液漏斗,接液管,温度计,油泵,量筒,电热套、毛细管、直形冷凝管、安全瓶、压力计实验药品:金属钠、乙酸乙酯、二甲苯、醋酸、饱和NaCl溶液、无水硫酸钠、氯化钙1.2实验装置回流装置减压蒸馏装置1.3实验过程(1)制钠珠:将0.9g 金属钠和5mL 干燥二甲苯放入装有回流冷凝管的50ml原定烧瓶中。
加热使钠熔融。
拆去冷凝管,用磨口玻塞塞紧圆底烧瓶,趁热用力振摇(两下)得细粒状钠珠。
(2回流、酸化:稍经放置钠珠沉于瓶底,将二甲苯倒入指定回收瓶中。
迅速向瓶中加入10mL 乙酸乙酯,装上冷凝管,并在其顶端装一氯化钙干燥管。
反应开始有氢气泡逸出。
如反应很慢时,可稍加温热。
待激烈的反应过后,则小火加热,保持微沸状态,直至所有金属钠全部作用完为止。
此时生成的乙酰乙酸乙酯钠盐为桔红色透明溶液。
实验二 乙酰乙酸乙酯的制备一、实验目的1、学习制备乙酰乙酸乙酯的原理和方法,加深对Claisen 酯缩合反应原理的理解和认识;2、熟悉在酯缩合反应中金属钠的应用和操作;3、复习无水操作和液体干燥;4、了解减压蒸馏的原理和应用范围,认识减压蒸馏的主要仪器设备,并初步掌握减压蒸馏仪器的安装和操作方法。
二、实验原理含有α-H 的酯在碱性催化剂存在下,能和另一分子酯发生缩合反应生成β-酮酸酯,这类反应称为Claisen 酯缩合反应。
乙酰乙酸乙酯就是通过这个反应制备的。
反应式:2CH 3CO 2C 2H 5Na +[CH 3COCH 2 CO 2C 2H 5]-C 2H 5ONa HOAcCH 3COCH 2 CO 2C 2H 5 + NaOAc反应机理:CH 3COC2H 5O+OC 2H 5CH 2COC 2H 5O+C 2H 5OH3COC 2H 5O CH 2COC 2H 5O +CH 3C O OC 2H 5CH 2COC 2H 5OCH 3COCHCOOC 2H 5Na3CH 3COCH 2COOC 2H 5 + CH 3COONa其催化剂是乙醇钠。
因为金属钠和残留在乙酸乙酯中少量乙醇(少于3%)作用后就有乙醇钠生成。
乙酰乙酸乙酯的生成是经过如下一系列平衡反应:C 2H 5OH +Na→C 2H 5ONa +21H 2随着反应的进行,也不断地生成了醇,所以反应就能不断地进行下去,直至金属钠消耗。
乙酸乙酯中总是含有少量乙醇副产物,所以此对反应有利。
但如果作原料的酯中乙醇的含量过大时,对反应也是不利的。
因为Claisen酯缩合反应是可逆的,β-酮酯在醇和醇钠的作用下可分解为两分子酯,使产率降低:三、实验部分1、实验仪器:圆底烧瓶、分液漏斗、球形冷凝管、直形冷凝管、干燥管、减压蒸馏装置、烧杯、锥形瓶、量筒、滴管、玻璃棒、电热套等2、实验药品:乙酸乙酯、Na、二甲苯、HOAc(50%)、饱和NaCl、无水Na2SO4、CaCl2 【主要反应试剂及产物的物理常数】名称分子质量颜色晶型m.p. b.p. d420n D20溶解度H2O 乙醇乙醚二甲苯106.17 col lq -25.18 144.4 0.8802 1.5055 i ∞∞乙酸乙酯88.12 col lq -83.6 77.1 0.9003 1.3723 8.513∞∞金属钠22.99 silvmet,cb 97.82 881.4 0.968 d d i 乙酰乙酸乙酯130.15 col lq <-80 180.4 1.0282 1.4194 1317∞∞【乙酰乙酸乙酯沸点与压力的关系】3、操作步骤1.安装回流反应装置2.制钠珠:将金属0.9g(39.1 mmol)Na迅速切成薄片,放入50mL的圆底烧瓶中,并加入10mL经过干燥的二甲苯,小火加热回流使熔融,拆去冷凝管,用橡皮塞塞住瓶口,用力振摇即得细粒状钠珠。
乙酰乙酸乙酯实验报告实验目的:本次实验旨在通过酯化反应制备乙酰乙酸乙酯,并探究影响实验结果的因素和条件。
实验原理:乙酰乙酸乙酯的制备是一种酯化反应。
反应的化学式为:CH3COOH + CH3CH2OH → CH3COOCH2CH3 + H2O。
在反应中,乙酸和乙醇经过酯键的形成,生成乙酰乙酸乙酯和水。
反应中加入稀硫酸催化剂可以促进反应的进行。
实验过程:1.实验器材准备:烧杯、量筒、滴定管、酒精灯、反应瓶、漏斗、温度计等。
2.将20mL乙醇和20mL乙酸分别加入反应瓶中。
3.加入几滴硫酸催化剂,并使用漏斗将秤好的乙酰化剂滴加至反应瓶中。
4.将反应瓶装置于水浴中,水浴温度控制在100℃左右,并搅拌反应物,使其充分反应。
5.反应完成后,将反应液加入到烧杯中,使用饱和氯化钠溶液进行分液,分离出乙酰乙酸乙酯层。
6.将分离出的乙酰乙酸乙酯层过滤,然后在蒸馏水中进行再次分离和提纯。
7.最后,将制备好的乙酰乙酸乙酯液体通过滴定管收集至预先准备好的容器中。
8.对实验结果进行测量并分析。
实验结果:通过实验得到的乙酰乙酸乙酯的产率为83.2%。
在实验过程中,我们发现实验室环境温度的变化和稀硫酸催化剂的量都能够对实验结果产生一定的影响。
实验分析:1.从实验得到的结果过程中,我们可以看出,乙酰乙酸乙酯的制法受到反应温度、反应时间、加入催化剂的量等因素的影响。
当反应温度控制在100℃左右时,反应时间在1-2小时左右,催化剂的量在10-20滴左右时,得到的结果较为稳定。
2.另外,在实验过程中,我们还要注意保持实验器材的清洁和储存状态。
在加入乙酰化剂时,需要先称量好量再加,防止出现误差。
同时,制备出的乙酰乙酸乙酯需要及时密封储存,防止挥发和氧化。
结论:本次实验以乙醇和乙酸为原材料,利用酯化反应制备了乙酰乙酸乙酯,并通过测量和实验过程中的细致分析得到一系列的实验结论和经验教训。
同时,实验结果也为生产乙酰乙酸乙酯提供了一定的理论依据和操作指导。
乙酰乙酸乙酯分子量
乙酰乙酸乙酯,又称一乙酰基乙酸乙酯,分子式为C6H10O3,相对分子质量为130.15。
它是一种无色、透明、易挥发的液体,是乙酸酯类物质的一种。
它的性质稳定,在溶剂中易溶解,被广泛应用于化学、塑料、涂料和医药等领域。
乙酰乙酸乙酯的制备方法有多种,常用的有酯化反应和酸催化合成法。
酯化反应是将醋酸与乙醇进行反应,生成乙酸乙酯和水。
酸催化合成法是将丙酮与乙醇在酸催化下进行反应,生成乙酰乙酸乙酯。
乙酰乙酸乙酯在工业中有着广泛的应用。
在化工领域,它作为高效的溶剂,可用于乳胶、油漆、清漆、塑料和胶水等的生产。
在医药领域,它被广泛应用于制备各类药物的原料和中间体。
在食品和香料领域,它可以用于制作香料和口味,具有调味作用。
但是,乙酰乙酸乙酯也有一定的危害性。
它属于易燃品,具有一定的爆炸性和刺激性。
因此,在使用时一定要注意安全操作,防止其泄漏或被火源引燃。
同时,在储存乙酰乙酸乙酯时,需选择防火、通风、干燥的库房存放,避免阳光直射和高温。
在生产和使用乙酰乙酸乙酯的过程中,我们应当始终关注环保问题。
在废弃物的处理中,应选择合适的处理设备,减少或消除有害物质的排放。
同时,我们也要加强乙酰乙酸乙酯的储存管理,避免对环境造成不良影响。
乙酰乙酸乙酯的分子量虽小,但是它在工业、医药和食品等领域起着重要的作用。
我们应当正确使用和管理它,同时也要关注环保问题,为创造一个更加美好的自然环境而努力。
实验十七乙酰乙酸乙酯的制备一、实验目的1.了解乙酯的合成反应原理及反应条件。
2.掌握重量比法制备乙酰乙酸乙酯的操作技能。
3.了解蒸馏的原理、操作方法及注意事项,掌握蒸馏的技能。
二、实验原理1.乙酰乙酸乙酯的合成反应在醋酸的加成下,乙醇和乙酸可以反应生成乙酰乙酸乙酯,其反应方程式为:CH3COOH + CH3CH2OH → CH3COOCH2CH3 + H2O2.蒸馏的原理乙酰乙酸乙酯的制备反应中,沸点较低的乙酯和较高的乙酰乙酸乙酯共存于反应混合物中,将反应混合物进行蒸馏,可以分离出乙酯和乙酰乙酸乙酯。
其中,乙酸乙酯沸点较高,先留出。
三、实验步骤1.称量药品。
将试管中所需乙醇、醋酸和稀硫酸称取于已称好的比重瓶中,装定至标线,标贴标签。
2.试剂配制。
将乙醇、醋酸和稀硫酸依次倒入混合相处的烧瓶中,烧瓶加热搅拌,使其混合均匀。
3.加温反应制备。
取上述溶液放入加热装置内,进行磁力搅拌,使反应溶液加热后反应。
经醋酸酸化反应生成乙酰乙酸乙酯。
4.蒸馏分离。
将反应混合物进行蒸馏,在水冷却器后,采用马蹄接收乙酸乙酯。
将马蹄中收集的乙酰乙酸乙酯用无水钠硫酸脱除其中的杂物。
6.测定产物纯度。
用氢氯酸钠与乙酸乙酯进行中和反应,用酸度计测定反应产生的氢氯酸量,计算可得产品纯度。
四、实验注意事项1.操作时需佩戴防护手套、护目镜等。
2.蒸馏过程中,布氏漏斗应放到恰当的位置,防止滴漏溶液烧坏热源。
3.蒸馏过程中,应注意水冷却器内水的水位,避免温度过高以及水进入产物容器。
4.操作时,为避免产生过热爆炸和产物外泄,必须保持反应物质浓度、温度和搅拌速度的均匀及稳定。
五、实验结果及分析1.合成产率量取乙醇及醋酸的重量比为1:1,加入稀硫酸催化加温反应制备乙酰乙酸乙酯,蒸馏过程中以马蹄收集乙酸乙酯,原料质量的75%左右能被转化为产物,产率较高。
六、实验总结本次实验成功制备了乙酰乙酸乙酯,掌握了乙酯的合成反应原理及反应条件,了解了重量比法制备乙酰乙酸乙酯的操作技能,掌握了蒸馏的原理、操作方法及注意事项,对实验操作技能有了提升。
实验12-17 乙酰乙酸乙酯的制备一、实验目的1、学习克莱森缩合反应制备乙酰乙酸乙酯的原理和方法。
2、学习减压蒸馏的原理及方法。
二、实验原理2CH3CO2C2H5 Na+[CH3COCH2 CO2C2H5]-C2H5ONaHOAcCH3COCH2 CO2C2H5 + NaOAc减压蒸馏原理:液体的沸点是随外界压力的降低而降低的。
因而如用真空泵连接盛有液体的容器,使液体表面的压力降低,即可降低液体的沸点。
这种在较低压力下进行蒸馏的操作称为减压蒸馏。
三、仪器与试剂仪器:圆底烧瓶、回流冷凝管、蒸馏装置、减压蒸馏装置。
试剂:乙酸乙酯、金属钠、干燥的二甲苯、乙酸(50﹪)、饱和氯化钠溶液,无水硫酸钠。
四、实验装置五、实验步骤所用的玻璃仪器烘干,乙酸乙酯加入无水碳酸钾固体干燥。
在50mL圆底烧瓶中,加入10mL(0.1mol)干燥的乙酸乙酯,小心地称取1g(0.044mol)金属钠块,快速地切成小的钠丝后立即加入烧瓶中,按图3-4安装好反应装置。
水浴加热,反应开始反应液呈黄色。
若反应太剧烈可暂时移去热水浴,以保持反应液缓缓回流为宜。
反应1.5~2h后,金属钠全部作用完毕,停止加热。
此时反应混合物变为橘红色并有黄白色固体生成。
反应液冷至室温,边振荡烧瓶,边小心地滴加50%乙酸,使呈弱酸性(约8mL50%的乙酸),此时固体溶解,反应液分层。
用分液漏斗分出酯层,水层用3mL乙酸乙酯萃取二次,萃取液与酯层合并。
有机层用5mL5%的碳酸钠溶液洗涤至中性(洗涤2~3次)。
再用无水硫酸镁干燥酯层。
干燥后的液体倒入50mL克氏蒸馏烧瓶中,安装好减压蒸馏装置,先在常压下水浴加热蒸去乙酸乙酯(回收),用水泵将残留的乙酸乙酯抽尽。
再用油泵减压蒸出乙酰乙酸乙酯。
真空度在15mmHg以下则可用水浴加热蒸馏。
产量约1.8g。
六、注意事项1. 称取金属钠时要小心,不要碰到水,擦干煤油,切除氧化膜后快速地切成小的钠丝,立即加入烧瓶。
2. 反应不要太激烈,保持平稳回流。
⼄酰⼄酸⼄酯的制备(详细参考)实验报告课程名称合成化学实验名称⼄酰⼄酸⼄酯的制备⼆级学院化学化⼯学院专业化学姓名汪建红实验次数 2 实验⽇期: 3 ⽉ 18 ⽇验条件:室温℃相对湿度 % ⼤⽓压 mmHg⼀、实验⽬的1、学习⼄酰⼄酸⼄酯制备的原理和⽅法;2、掌握⽆⽔操作及减压蒸馏等操作。
⼆、实验原理1、⼄酰⼄酸⼄酯的结构⼄酰⼄酸⼄酯存在互变异构现象,是酮式和烯醇式混合物,室温下酮式(92%),烯醇式(8%)CH 3C O CH 2CO OC 2H 5CH 3CO HO CCHOC 2H 5异构体表现出各⾃的性质,⼀定条件下可分离为纯物质,微量酸碱下呈迅速转化的平衡混合物,溶剂对平衡有明显影响。
2、⼄酰⼄酸⼄酯的作⽤或者⽤途其钠化物可与卤代烷发⽣亲核取代,⽣成⼀烷基或⼆烷基取代的⼄酰⼄酸⼄酯,CH 3COCH 2CO 2C 2H 5NaOC H 25Na [CH 3COCHCO 2C 2H 5]3COCHCO 2C 2H 5NaOC 2H 525R 'XCH 3COCCO 2C 2H 5RR '取代的⼄酰⼄酸⼄酯可发⽣酸式和酮式⽔解两种⽔解⽅式,⽤冷的稀碱处理,酸化后加热脱羧,即酮式⽔解,可⽤来⽣成酮:稀OHCH 3COCHCO 2R① H O ②,CO 23COCH 2R如与浓碱在醇溶液中加热,则发⽣酸⽔解,⽣成取代⼄酸CH 3COCHCO 2C 2H 5R② H O①KOH ,C H OH ,RCH 2CO 2H + CH 3CO 2H丙⼆酸酯可得到更⾼产率的取代⼄酸,⼄酰⼄酸⼄酯的酸⽔解在合成中已很少⽤ 3、⼄酰⼄酸⼄酯的合成⽅法含α-活泼氢的酯,在碱性条件下能与另⼀分⼦酯发⽣Claisen 酯缩合,⽣成β-羰基酸酯,⼄酰⼄酸⼄酯就是这样制备的,⽤⾦属钠作缩合试剂时,真正的催化剂是钠与⼄酸⼄酯中少量的⼄醇⽣成的醇钠,⼀旦反应开始,⼄醇可不断产⽣,反应继续,若⽆少量⼄醇则不能缩合。
有机化学实验报告学院化学化工学院班级12化师姓名学号成绩实验日期指导老师实验题目乙酰乙酸乙酯的制备一实验目的1、学习乙酰乙酸乙酯的制备原理和方法;2、掌握无水操作及减压蒸馏等操作。
二实验原理利用Claisen缩合反应,将两分子具有α-氢的酯在醇钠的催化作用下可以制得β-酮酸酯,其反应如下:1、通常以酯和金属钠为原料,且酯过量(同时作为溶剂),钠为计量依据物。
2、利用酯中含有的微量醇与钠反应来生成醇钠,随着反应的进行,醇不断生成,钠不断溶解,醇钠不断产生,反应能不断进行,直至钠消耗完毕。
作为原料的酯中含醇量过高又会影响产率的得率,一般要求酯中的含醇量在3%以下。
3、反应体系中如有水存在,对反应不利。
钠的损失降低了产率,也抑制了反应的进行,故要求反应体系无水。
4、反应中使用钠珠或钠丝可使其与酯的接触面增大,故先用二甲苯作溶剂制成细小的钠珠,以利于反应的进行。
乙酰乙酸乙酯在常压蒸馏下很易分解,产生“去水乙酸”,故应采用减压蒸馏法。
三、主要试剂及产物的物理常数试剂名称性状分子量M密度熔点(mp/℃)沸点(bp/℃)折射率(n D20)溶解度乙酰乙酸乙酯有果子香味无色或微黄色透明液体130.14 1.025 -45~-43180.4分解1.4194溶于水,能与一般有机溶剂混溶乙酸乙酯有果子香气无色可燃性液体88.12 0.9005 -83.6 77.1 1.3723微溶于水,溶于乙醇、乙醚、氯仿和苯等甲苯无色易挥发液体有芳香气味92.14 0.866 -95 110.8 1.4967不溶于水,溶于乙醇、乙醚和丙酮主要试剂及用量名称规格用量备注g mL mol金属钠去掉表面氧化膜0.9 0.04二甲苯干燥 5乙酸乙酯精制10 0.1醋酸50% 调pH5~6食盐水饱和等体积醋酸用量苯8 萃取用四实验装置图图2:减压蒸馏装置图五、实验步骤及现象记录步骤现象备注钠珠的制备:干燥的圆底烧瓶中放入0.9g去掉表面氧化膜的金属钠、5ml干燥的二甲苯,冷凝回流加热至Na熔融塞紧塞子,趁热振荡,得细粒状钠珠,冷却至室温,倾去二甲苯由于二甲苯温度逐渐下降,蒸气压随之下降,因此,要不时开启瓶盖或在瓶口夹一纸条,否则塞子难以打开。
乙酰乙酸乙酯的制备
一、实验题目:乙酰乙酸乙酯的制备
二、实验日期:
三、实验目的
1、了解并掌握制备乙酰乙酸乙酯的原理和方法,加深对Claisen酯缩合反应原理的理解和认识。
2、熟悉在酯缩合反应中金属钠的应用和操作。
3、复习无水操作和液体干燥
4、了解减压蒸馏的原理和应用范围,认识减压蒸馏的主要仪器设备,并掌握减压蒸馏仪器的安装和操作方法。
四、实验原理
含有α-H的酯在碱性催化剂存在下,能和另一分子酯发生Claisen酯所和反应生成β-羧基酸酯,乙酰乙酸乙酯就是通过这个反应制备的。
其催化剂是乙醇钠。
因为金属钠和残留在乙酸乙酯中少量乙醇(少于2%)作用后就有乙醇钠生成。
乙酰乙酸乙酯的生成是经过如下一系列平衡反应:
随着反应的进行,也不断地生成了醇,所以反应就能不断地进行下去,直至金属钠消耗。
乙酸乙酯中总是含有少量乙醇副产物,所以此对反应有利。
但如果作原料的酯中乙醇的含量过大时,对反应也是不利的。
因为Claisen反应是可逆的,β-酮酯在醇和醇钠的作用下可分解为两分子酯,使产率降低:
另一点就是反应体系中有水存在,也对反应不利。
因为反应是以钠作为基准计算产率,钠的损失对反应不利也抑制了反应的进行。
Na+ H2O = NaOH + 1/2H2
所以要求反应系统是无水的,并要求防止水气浸入。
再一点就是乙酸乙酯的用量,通常在该反应中,是应用过量的酯进行反应的,其中一部分反应成为乙酰乙酸乙酯,一部分作为溶剂用,同时过量乙酸乙酯还可阻止副产物的生成。
如:2克原子钠与1克分子乙酸乙酯存在时,可以缩合成3-羟基-2-丁酮:
最后一点是缩合反应中使用的钠,反应过程中使用钠珠或钠丝可使其与酯的接触面可能大些,所以反应中是首先用二甲苯作溶剂制成细小的钠珠,目的是有利于反应。
乙酰乙酸乙酯与其烯醇式是互变异构(或动态异构)现象的一个典型例子,它们是酮式和烯醇式平衡的混合物,在室温时含 92% 的酮式和 8% 的烯醇式。
单个异构体具有不同的性质并能分离为纯态,但在微量酸碱催化下,迅速转化为二者的平衡混合物。
主要副反应:
液体的沸点是指它的蒸气压等于外界压力时的温度,所以液体的沸点是随外界压力的变化而变化的。
如果借助于真空泵降低系统内的压力即可降低液体的沸点,这种在较低压力下进行蒸馏的操作称为减压蒸馏。
当压力降低到1.3-2.0KPa(10-15mmHg)时,许多有机化合物的沸点可以比其常压下的沸点降低80-100℃。
液体在常压、减压下的沸点近似关系可根据下面的经验曲线而得。
所以,减压蒸馏对于分离提纯沸点较高或高温时不稳定(分解、氧化或聚合)的液体及一些低熔点固体有机化合物具有特别重要的意义。
【主要反应试剂及产物的物理常数】
【乙酰乙酸乙酯沸点与压力的关系】
五、实验部分
1、实验仪器:圆底烧瓶、分液漏斗、球形冷凝管、直形冷凝管、干燥管、减压蒸馏装置、烧杯、锥形瓶、量筒、滴管、玻璃棒、酒精灯等
2、实验药品:乙酸乙酯、Na、二甲苯、HAc(50%)、饱和NaCl、无水Na2SO4、无水氯化钙
3、实验内容、现象与解释:
①主要实验流程:
②具体实验内容:
刚开始加入醋酸后,有大量黄色
③减压蒸馏的具体实验步骤:
4、实验注意事项:
(1)仪器干燥,严格无水。
金属钠遇水即燃烧爆炸,故使用时应严格防止钠接触水或皮肤。
钠的称量和切片要快,以免氧化或被空气中的水气侵蚀。
多余的钠片应及时放入装有烃溶剂(通常二甲苯)的瓶中。
(2)本实验的关键:是所用仪器必须是干燥的,所用的乙酸乙酯必须是无水的。
水的存在金属钠易与水反应生成放出氢气及大量的热易导致燃烧和爆炸。
NaOH的存在易使乙酸乙酯水解成乙酸钠,更重要的是水的存在使金属钠消耗难以形成碳负离子中间体,导致实验失败。
(3)摇钠为本实验关键步骤,因为钠珠的大小决定着反应的快慢。
钠珠越细越好,应呈小米状细粒。
否则,应重新熔融再摇。
(4)醋酸不能多加,否则会造成乙酰乙酸乙酯的溶解损失。
(5)在系统充分抽空后通冷凝水,再加热蒸馏。
一旦减压蒸馏开始,就应密切注意蒸馏情况,调整体系内压,经常记录压力和相应的沸点值,根据要求,收集不同馏分。
(6)蒸馏完毕,移去热源,慢慢旋开螺旋夹(防止倒吸),并慢慢
打开二通活塞,平衡内外压力,使测压计的水银柱慢慢地回复原状,(若打开得太快,水银柱很快上升,有冲破测压计的可能),然后关闭油泵和冷却水。
(7)液体样品不得超过容器的1/2。
(8)减压蒸馏前先抽真空,真空稳定后再慢慢升温。
(9)装仪器时,首先要求检查磨口仪器是否有裂纹。
安装仪器时每一个磨口都必须配合好,同时为了提高气密性要求在磨口上涂凡士林。
六、结果与讨论
通过本次实验,我成功制得了目标产物——乙酰乙酸乙酯,并学习了减压蒸馏的原理和实地进行了减压蒸馏的操作。
本次实验的减压蒸馏中,当乙酰乙酸乙酯开始蒸出时,温度计的读数为59℃,压力读书为8mmHg。
对照下表“乙酰乙酸乙酯沸点与压力的关系”,发现本次实验所得数据与文献中的数据接近,说明本次实验制得的乙酰乙酸乙酯纯度还是比较高的,本次实验基本成功。
表1 乙酰乙酸乙酯沸点与压力的关系
3、实验思考:
(1)为什么使用二甲苯做溶剂,而不用苯或甲苯?
答:因为二甲苯:b.p.140℃,苯:b.p.80.1℃,甲苯:b.p.110.6℃,而钠的熔化温度为97.5℃,所以选用二甲苯比较好。
(2)为什么要做钠珠?
答:增大钠的表面积,利于反应。
(3)为什么用醋酸酸化,而不用稀盐酸或稀硫酸酸化?
答:因为用稀盐酸或稀硫酸的话,酸性太强,会增大乙酸乙酰乙酯在水中的溶解度,而醋酸的酸性比较适合。
(4)加入饱和食盐水的目的是什么?
答:降低酯在水中的溶解度,提高收率。
(5)中和过程开始析出的少量固体是什么?
答:析出的是烯醇盐。
(6)乙酰乙酸乙酯沸点并不高,为什么要用减压蒸馏的方式?
答:因为乙酰乙酸乙酯在常压蒸馏时易分解,产生去水乙酸。
所以为了减少副反应的发生,提高产率,采用减压蒸馏的方式比较好。
(7)在怎样的情况下才用减压蒸馏?
答:沸点高的物质以及在普通蒸馏时还没达到沸点温度就已分解,氧化或聚合的物质才用减压蒸馏。
(8)使用油泵减压时,实有哪些吸收和保护装置?其作用是什么?答:油泵的结构较精密,工作条件要求较严,蒸馏时如有挥发性的
有机溶剂、水、酸蒸气都会损坏泵和改变真空度。
所以要有吸收和保护装置。
主要有:①冷阱:使低沸点(易挥发)物质冷凝下来不致进入真空泵。
②无水CaCl2干燥塔,吸收水汽。
③粒状氢氧化钠塔,吸收酸性气体。
④切片石蜡:吸收烃类物质。
(9)在进行减压蒸馏时,为什么必须用热浴加热,而不能用直接火加热?为什么进行减压蒸馏时须先抽气才能加热?
答:用热浴的好处是加热均匀,可防止暴沸,如果直接用火加热的话,情况正好相反。
因为系统内充满空气,加热后部分溶液气化,再抽气时,大量气体来不及冷凝和吸收,会直接进入真空泵,损坏泵改变真空度。
如先抽气再加热,可以避免或减少之。
(10)当减压蒸完所要的化合物后,应如何停止减压蒸馏?为什么?
答:蒸馏完毕移去热源,慢慢旋开螺旋夹,并慢慢打开二通活塞,(这样可以防止倒吸),平衡内外压力,使测压计的水银柱慢慢地回复原状(若放开得太快,水银柱很快上升,有冲破压力计的可能)然后关闭油泵和冷却水。
七、参考文献和网站
[1]曾昭琼.有机化学实验(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2000年:125-127.
[2]杨定乔.有机化学实验[M].北京:化学工业出版社,2011:136-139.
[3]中国百科网
[4]百度文库 。