己二酸的合成

己二酸的合成教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
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教 案
课程名称：有机化学实验 授课教师 丁长江等 所在单位 公共化学教学与研究中心
课程类型 必修基础课
授课时间
春季学期
授课对象
医学五年制、七年制
教学内容提要 时间分配及备注
己二酸（3～4 h ）
一、实验原理：
己二酸是合成尼龙-66[1]的主要原料之一，实验室可用硝酸或高锰酸钾氧化环己醇而得。

环己醇：环己醇熔点为24℃，熔融时为粘稠液体。

己二酸：溶解度如下表。

温度（℃） 15 34 50 70 87 100
溶解度（g/100g 水） 1.44 3.08 8.46 34.1 94.8 100
尼龙(Nylon)通常指的是聚酰胺纤维。

这类纤维有很多种，其中尼龙-66是我国目前生产量最大的品种之一。

它是己二酸或其衍生物与已二胺两种单体发生缩聚反应生成的一种线性高分子化合物。

由于参加反应的两种单体分子中都含有6个碳原子，所以商品名称为尼龙-66。

尼龙-66用途广泛，其中线材可用制作针织品，纺织品，轮胎帘子线，鱼网，绳索和滤布等。

经过加工制成的弹力尼龙更适于制袜子等。

二、实验材料：
仪器：三颈瓶、温度计、滴液漏斗、抽滤装置
药品：10%氢氧化钠、水、高锰酸钾、环己醇、亚硫酸氢钠、浓盐酸、活性炭
其它：滤纸、机械搅拌器、pH 试纸
OH
3
+ 8KMnO 4 +H 2O 3HOOC(CH 2)4COOH + 8MnO 2 + 8KOH
4。

己二酸总结报告中文名称:己二酸英文名称:Adipic acid中文别名:己二酸(电容器级);肥酸英文别名:Hexanedioic acid; 1,4-Butanedicarboxylic acid~Hexanedioic acid; hexanedioate CAS号:124-04-9分子式:C6H10O4分子量:146.1264SMILES：OC(=O)CCCCC(=O)O[1]毒性：草酸有毒。

对皮肤、粘膜有刺激及腐蚀作用，极易经表皮、粘膜吸收引起中毒。

空气中最高容许浓度为1m g/m3。

用途：有机合成中间体，主要用于合成纤维(尼龙-66，大约占己二酸总量的70%)其它的(30%) 在制备聚氨酯：PA-46，PA-66，PA-610，合成树脂，合成革，聚酯泡沫塑料，塑料增塑剂，润滑剂，食品添加剂，粘合剂，杀虫剂，染料，香料，医药等领域得以广泛应用。

危害:草酸在人体内不容易被氧化分解掉，经代谢作用后形成的产物，属于酸性物质，可导致人体内酸碱度失去平衡，吃得过多还会中毒。

而且草酸在人体内如果遇上钙和锌便生成草酸钙和草酸锌，不易吸收而排出体外，影响钙与锌的吸收。

儿童生长发育需要大量的钙和锌。

如果体内缺乏钙和锌，不仅可导致骨骼、牙齿发育不良，而且还会影响智力发育。

过量摄入草酸还会造成结石。

实验方法1.环己烷一步氧化法:此法优点是工艺流程短，可省去硝酸装置和一套氧化装置；但为防止深度氧化和腐蚀，必须在低温下长时间反应，并且这种条件易引起爆炸，生产能力和产率不高，产品分离亦较复杂2.以过氧化氢为氧化剂生产己二酸：工艺优点是产率高，对环境无污染；缺点是反应时间长，催化剂回收困难，工艺有待进一步完善。

现阶段的研究主要集中在相转化剂和配位体3.KMO4氧化环已醇制备已二酸：工艺优点是产率高，对环境无污染，易控制,适合在实验室进行二、实验原理己二酸是合成尼龙-66的主要原料之一，它可以用硝酸或高锰酸钾氧化环己醇制得。

己二酸合成路线
己二酸是一种重要的有机化工原料，主要用于生产聚己内酰胺、聚酯、荧光增白剂等化工产品。

己二酸的合成路线比较多，以下是其中几种主要的合成路线：
1.氧化己烷法
氧化己烷法是目前最为常用的合成己二酸的方法。

其具体步骤为：将己烷氧化为环己酮，然后将环己酮通过氧化反应转化为己二酸。

反应过程中需要使用过氧化氢、氧气等氧化剂。

2.环己酮二聚法
环己酮二聚法也称为Wacker过程，是另一种合成己二酸的方法。

其具体步骤为：将环己酮催化剂存在下，在一定温度和压力下发生二聚反应生成己二酸。

这种方法虽然需要催化剂，但是相对于氧化己烷法而言，反应过程更加简单。

3.乙炔法
乙炔法是己二酸合成的一种传统方法。

其具体步骤为：将乙炔和水在存在钴催化剂的条件下反应生成丙炔醇，接着将丙炔醇通过酸化反应转化为己二酸。

不过，这种方法因为使用了钴等贵金属催化剂，生产成本较高。

己二酸的绿色合成实验报告一、实验目的1、通过己二酸的制备，了解传统合成方法的劣势和绿色合成方法的优势；2、熟悉催化剂无需回收条件下的循环使用。

二、实验原理己二酸(adipic acid)俗称肥酸，分子式为C 6H 10O 4。

对于己二酸的生产工艺目前全世界用的最广泛的是采用以环己乙醇或环己酮为原料的硝酸氧化工艺路线（图1）。

在此生产路线中，使用强氧化性的硝酸，严重腐蚀设备，而且生产过程中产生的N2O 气体被认为是引起全球变暖和臭氧减少的原因之一，给环境造成极大的污染。

日本科学Ryoji Noyon 于1998年Science 上发表了一篇有关己二酸的绿色合成方法，提出了用水作溶剂，H2O2作氧化剂，钨酸钠（Na2WO4）作催化剂，在硫酸氢钾（KHSO4）的参与下，甲基三辛氯化铵（aliquat 336)作相转移催化剂的绿色制备路线。

这个路线不用强酸，不产生N2O 有害气体，用水作溶剂不产生废液，并且催化剂不用回收可以直接循环使用。

此后，又有研究人员发现，无需相转移催化剂，采用水作溶剂，H2O2作催化剂，利用钨酸钠--草酸原位合成的配位催化剂亦可合成己二酸（图2）。

图1 传统合成方法制备己二酸图2 两种不同的绿色合成方法制备己二酸三、仪器和试剂1、仪器 磁力加热搅拌器，冷凝管，圆底烧瓶，烧杯，干燥管，表面皿，碱式滴定管，熔点测定仪，三颈烧瓶，真空泵，分析天枰。

2、试剂 钨酸钠（AR ），环己醇（AR ），环己烯（AR ），浓硝酸（AR ），硫酸氢钾（AR ），甲基三辛基氯化铵（AR ），过氧化氢（AR ），草酸（AR ）。

OH80o CHNO3HOOOH ONa 2WO 4·2H 2O ·H 2O 2 KHSO4，Aliquat336HOOH OOOH OHONa 2WO 4·2H 2OH2C2O4·2H 2O ·H 2O 2O四、实验步骤1、传统制备方法将2ml浓硝酸加入到10mL圆底烧瓶中，放入搅拌磁子，装上冷凝管，装置图如下（见图3）。

2891 过氧化氢氧化环己酮制备己二酸概述在化工生产和合成的过程中，己二酸是非常重要的一种中间体和化学原料，可以生产增塑剂，尼龙-66、聚氨酯等，另外还在医药中间体、食品添加剂、杀虫剂、粘合剂等生产的过程中扮演着非常重要的角色。

这些年以来，通过各种催化剂对H 2O 2氧化合成乙二酸方面进行实验受到了国内外相关人员的重视，也有一定的报道，然而这些尝试过程中使用的原料多为乙二醇和乙二烯，在研究环己酮为原料的方面比较少，环己酮和乙二醇相比其性能更为稳定，而且价格较为便宜，开发出以环己酮为原料进行乙二酸合成的方法，具有非常重要的实践意义。

2 实验部分（1）试剂与仪器的选择。

在试剂选择的过程中主要使用H 2O 2、Na 2WO 4、磺基水杨酸、环乙酮、十六烷基三甲基溴化铵等，在仪器方面选择傅立叶变换红外光谱仪、智能控温搅拌器、数字熔点测定仪，循环水式真空泵等。

（2）实验步骤。

在实验的过程中，使用磺基水杨酸的量为0.17克，Na 2WO 4的量为0.37克。

30%H 2O 2的量为125毫升、十六烷基三甲基溴化胺的量为0.03克，另外，将环已酮4.9克加入其中，在100毫升圆底烧瓶当中进行加热，使之慢慢升高温度，进行四小时的回流，通过冰水浴进行冷却，等到完全将固体析出之后进行抽滤，通过冰水对其进行洗涤，接着完成干燥，最后得到的结果是熔点在152℃到153℃的白色晶体。

3 结果与讨论（1）产物红外谱图分析。

在载玻片上放入少量样品，并且将载玻片盖好，通过熔点仪来对产品的熔点进行测试，通过查阅文献可以发现，乙二酸的熔点在152℃。

对其产物进行干燥之后，通过kbr压片对红外光谱吸收进行测定。

图1 己二酸的红外谱图通过对图1进行分析可以发现，2961.22cm -1的峰是羧基O-H键，2919.70、2879.20cm -1的吸收峰是亚甲基C-H键，1695.74cm -1的峰是羰基C=O，1428.99，1280.21cm -1的峰是碳氧单键C-O，925.66cm -1的峰是碳氧单键C-O。

己二酸的制备实验报告篇一：己二酸的制备实验报告实验八己二酸的制备一、实验目的1、学习环己醇氧化制备己二酸的原理和方法；2、掌握浓缩、过滤及重结晶等操作技能二、实验原理三、实验药品及其物理常数环己醇：2g 2.1ml (0.02mol)；高锰酸钾 6g (0.038mol)；0.3N氢氧化钠溶液 50ml；亚硫酸氢钠；浓盐酸四、主要仪器和材料水浴锅三口烧瓶(100 mL、19#×3) 恒压滴液漏斗空心塞(14#) 球形冷凝管(19#) 螺帽接头(19#，2只) 温度计(100℃) 布氏漏斗吸滤瓶烧杯冰滤纸水泵等.氧化剂可用浓硝酸、碱性高锰酸钾或酸性高锰酸钾。

本实验采用碱性高锰酸钾作氧化剂五、操作步骤（1）向250ml烧杯内加入50ml 0.3N氢氧化钠溶液，置于磁力搅拌上；（2）边搅拌边将6g 高锰酸钾溶解到氢氧化钠溶液中；（3）用滴管滴加2.1ml 环己醇到上述溶液中，维持反应物温度为43～47 ℃。

（4）当醇滴加完毕且反应混合物温度降低至43 ℃左右时，沸水浴将混合物加热，使二氧化锰凝聚。

（5）在一张平整的滤纸上点一小滴混合物以试验反应是否完成，如果观察到试液的紫色存在，那么可以用少量固体亚硫酸氢钠来除掉过量的高锰酸钾。

（6）趁热抽滤，滤渣二氧化锰用少量热水洗涤3次(每次2 mL)，每次尽量挤压掉滤渣中的水分；（7）合并滤液和洗涤液，用4ml浓盐酸酸化至pH2.0；（8）小心地加热蒸发使溶液的体积减少到10ml左右，冷却，分离析出的己二酸。

（9）抽滤、洗涤、烘干、称重、计算产率。

（10）测量产品的熔点和红外光谱，并与标准光谱比较。

【操作要点及注意事项】1.KMnO4要研细,以利于KMnO4充分反应。

2. 滴加：本实验为强烈放热反应，所以滴加环己醇的速度不宜过快（1-2滴/秒），否则，因反应强烈放热，使温度急剧升高而引起爆炸。

3.严格控制反应温度,稳定在43～47℃之间。

4.反应终点的判断：(1)反应温度降至43℃以下。

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课程名称：有机化学实验 授课教师 丁长江等 所在单位 公共化学教学与研究中心
课程类型 必修基础课
授课时间
春季学期
授课对象
医学五年制、七年制
教学内容提要 时间分配及备注
己二酸（3～4 h ）
一、实验原理：
己二酸是合成尼龙-66[1]的主要原料之一，实验室可用硝酸或高锰酸钾氧化环己醇而得。

环己醇：环己醇熔点为24℃，熔融时为粘稠液体。

己二酸：溶解度如下表。

温度（℃） 15 34 50 70 87 100
溶解度（g/100g 水） 1.44 3.08 8.46 34.1 94.8 100
尼龙(Nylon)通常指的是聚酰胺纤维。

这类纤维有很多种，其中尼龙-66是我国目前生产量最大的品种之一。

它是己二酸或其衍生物与已二胺两种单体发生缩聚反应生成的一种线性高分子化合物。

由于参加反应的两种单体分子中都含有6个碳原子，所以商品名称为尼龙-66。

尼龙-66用途广泛，其中线材可用制作针织品，纺织品，轮胎帘子线，鱼网，绳索和滤布等。

经过加工制成的弹力尼龙更适于制袜子等。

二、实验材料：
仪器：三颈瓶、温度计、滴液漏斗、抽滤装置
药品：10%氢氧化钠、水、高锰酸钾、环己醇、亚硫酸氢钠、浓盐酸、活性炭
其它：滤纸、机械搅拌器、pH 试纸
OH
3
+ 8KMnO 4 +H 2O 3HOOC(CH 2)4COOH + 8MnO 2 + 8KOH
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2、降低催化剂的生产成本。为了使绿色合成己二酸方法更具竞争力，需要降 低催化剂的生产成本，包括寻找新的催化剂来源和优化催化剂的制备方法。
3、实现反应条件的温和化和高效化。为了使绿色合成己二酸方法更加环保和 高效，需要进一步优化反应条件，包括寻找新的反应介质、降低能量消耗等。
4、实现废物的资源化和循环利用。在己二酸绿色合成过程中产生的废物，应 通过废物资源化和循环利用技术得到有效处理，以达到零排放的目标。
然而，生物酶催化法也存在一些缺点： (1)酶的来源有限，价格较高； (2)对水质和环境条件要求较高。
2、化学催化法
化学催化法是另一种绿色合成己二酸的方法，该方法采用环保的催化剂，在较 温和的条件下实现己二酸的合成。化学催化法主要有以下优点：
(1)催化剂可重复使用，降低了成本； (2)反应条件温和，对环境友好； (3) 可通过调节反应条件控制己二酸产品的纯度和产量。
因此，在实际生产中需要根据具体情况选择合适的方法，并进行工艺优化以提 高产量和纯度。我们建议加强绿色化学和生物催化领域的研究与开发，降低生 产成本，实现可持续发展。
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(2)生物催化法：生物催化法采用微生物或酶作为催化剂，具有环保性和高效 性。但生物催化剂的制备过程较为复杂，且对底物和环境条件要求较高，导致 生产成本较高。
(3)绿色化学法：绿色化学法采用无毒无害的绿色催化剂，如离子液体等，来 实现己二酸合成己二腈的反应。该方法具有环保性和高效性，但催化剂的制备 和应用成本较高。
一、己二酸的传统合成方法与环 保问题
传统的己二酸合成方法主要是通过苯酚或环己醇与硝酸反应，然后进行氧化、 水解等步骤得到己二酸。然而，这种合成方法存在以下环保问题：
1、产生大量废液和废气，污染环境； 2、使用的有机溶剂不容易降解，对环境造成长期污染；

己二酸的制备一、【实验目的】1.了解用环己醇氧化制备己二酸的基本原理和方法。

2.掌握电动搅拌器的使用方法及浓缩、过滤、重结晶等基本操作。

二、【实验仪器及药品】仪器：烧杯（250 ml、800 ml 各1个）；温度计（1支）；吸滤瓶（1个）；布氏漏斗（1个）。

药品：环己醇 2 g 2.1 ml (0.02 mol)；高锰酸钾 6 g （0.038 mol）；0.3 mol.L-1 NaOH；亚硫酸氢钠、浓硫酸。

三、【仪器安装要点】在安装电动搅拌装臵时应做到:1.搅拌器的轴与搅拌棒在同一直线上。

2.先用手试验搅拌棒转动是否灵活,再以低转速开动搅拌器,试验运转情况。

3.搅拌棒下端位于液面以下,以离烧杯底部3～5 mm为宜。

4.温度计应与搅拌棒平行且伸入液面以下。

四、【操作要点】1.KMnO4要研细,以利于KMnO4充分反应。

2.环己醇要逐滴加入,滴加速度不可太快。

否则，因反应强烈放热，使温度急剧升高而难以控制。

3.严格控制反应温度,稳定在43～47℃之间。

4.反应终点的判断：（1）反应温度降至43℃以下。

（2）用玻璃棒蘸一滴混合物点在平铺的滤纸上,若无紫色存在表明已没有KMnO4。

5.用热水洗涤MnO2滤饼时,每次加水量约5～10 ml，不可太多。

6.用浓硫酸酸化时，要漫漫滴加，酸化至pH＝1～3。

7.浓缩蒸发时,加热不要过猛,以防液体外溅。

浓缩至10 ml左右后停止加热，让其自然冷却、结晶。

五、【本实验的成败关键】环己醇的滴加速度和反应温度的控制。

六、【问题及讨论】1、为什么反应必须严格控制环己醇的滴加速度，为什么在反应过程中要保持反应物处于沸腾状态？控制环己醇的滴加速度是制备己二酸实验的关键。

因为此反应是一个强放热的反应，所以必须等先加入反应瓶中的少量环己醇作用完全后才能继续滴加。

若滴加太快，反应过于剧烈，无法控制，会使反应液冲出烧瓶造成事故。

滴加太慢，反应进行的缓慢，需要的时间太长。

所以操作时应控制滴加环己醇的速度，维持反应液处于微沸状态。

实验二己二酸的制备一、实验目的1、练习并熟练掌握液体的搅拌、浓缩、过滤、重结晶等基本操作；2、了解KMnO4氧化环己醇制备己二酸的原理和方法。

二、实验原理叔醇一般不易被氧化，仲醇氧化得到酮，酮遇到强氧化剂KMnO4、HNO3等时可以被氧化，碳链断裂生成多种碳原子数较少的羧酸混合物。

环己酮是环状结构，控制好反应温度，氧化断裂后得到单一产物——己二酸。

环己酮是对称酮，在碱作用下只能得到一种烯醇负离子，氧化生成单一化合物，若为不对称酮，就会产生两种烯醇负离子，每一种烯醇负离子氧化得到的产物不同，合成意义不大。

三、实验药品及物理常数四、主要仪器名称、规格烧杯300ml 150ml 温度计滴管玻璃棒抽滤装置1套五、主要试剂、用量环己醇 2.1ml（2g 约0.02mol）KMnO4 8.5g（约0.053mol）10%NaOH溶液5ml浓HCl 4ml活性炭NaHSO4 （备用）六、实验步骤、现象记录八、产率计算：m理论=nM=2.0÷100.16×146.14=2.92g 产率w=m实际÷m理论×100%=1.35÷2.92=46.23%九、思考题1、在实验过程中为什么必须控制反应温度和环己醇的滴加速度？答案：因为该反应为放热反应，控制好反应温度和环己醇的滴加速度，其目的均在于反应能在一个较为理想的条件下进行，若反应温度太高，产物中可能会有其他副产物生成（碳键断裂，形成羧酸）温度太低，又阻碍了反应的进行。

2.为什么有些实验在加入最后一个反应物前要预热，而开始滴加时却又不能滴加的太快？反应开始反而可以适当的加快加料速度，原因何在？答案：预热是为了提供一个适宜的反应条件；反应开始时速度较慢，若滴加速度过快，会使环己醇积聚，反应进行过程中又释放出大量的热量，不利于得到单一产物；反应开始后，反应速度较快，可以适当的加快滴加的速度，此时环己醇能及时的反应。

实验室安全
在实验前需要了解实验室安全规定，并穿戴适当的防护装 备，如实验服、化学防护眼镜和化学防护手套等。
实验操作步骤
步骤一
将乙醇和碳酸钠混合 搅拌，然后加入硫酸。
步骤二
将混合物加热至沸腾， 并保持一段时间。
步骤三
冷却混合物，然后加 入适量的水，并进行 搅拌。
步骤四
将混合物进行分液， 收集有机相，并对其 进行洗涤和干燥。
04
在实际生产中，还需要考虑原料的来源和成本、设备的选择和操作方 式等因素。
03
CATALOGUE
己二酸制备工艺流程
原料准 备
1
己二酸制备所需的原料：苯酚、硫酸、硝酸等。
2
原料的质量要求：确保原料纯度、水分等指标符 合工艺要求。
3
原料的储存与运输：确保原料安全、稳定地储存 和运输，防止事故发生。
产物储存与运输
确保己二酸安全、稳定地储存和运输，防止事故发生。
04
CATALOGUE
己二酸制备实验操作
实验前的准备
实验材料
需要准备己二酸、硫酸、乙醇、碳酸钠等实验材料。
实验设备
需要准备烧杯、搅拌器、温度计、分液漏斗等实验设备。
实验试剂的纯化
为了保证实验结果的准确性，需要确保所使用的实验试剂 是高纯度的。
己二酸的制备课件
目 录
• 己二酸制备工艺流程 • 己二酸制备实验操作 • 己二酸制备实验结果分析 • 己二酸制备的工业化生产
01
CATALOGUE
己二酸简介
己二酸的性 质
物理性质
己二酸为白色晶体，熔点较高，易溶 于水，不溶于有机溶剂。
化学性质
己二酸具有羧基和酮羰基，可参与多 种化学反应，如酯化、酰胺化等。

己二酸工业国标己二酸，又称琥珀酸，是一种有机化合物，化学式为C4H6O4。

它是无色、结晶性的固体，有较好的溶解性，是广泛应用的化学原料之一。

己二酸工业国标是指对己二酸的生产、质量管理、检测等方面制定的符合国家标准要求的标准化体系。

下面从以下几个方面介绍己二酸工业国标。

一、生产标准己二酸的生产一般采用化学合成法，主要流程是将丙烯醇氧化为丙烯醛，再将丙烯醛氧化为己二酸。

己二酸工业国标对生产的原材料、反应条件、产品纯度等都进行了规定。

其中，对原材料的要求主要是指丙烯醇的纯度、含水量等，反应条件方面要求反应器的材质、压力、温度、氧气用量等，产品纯度要求符合国家标准，同时对含水量、酸度、金属离子等指标也有要求。

二、质量管理标准己二酸的生产与质量管理紧密相关，己二酸工业国标中对质量管理的规定主要包括：1.对己二酸的规格的管理：按照国家标准对己二酸进行规格管理，规定了己二酸的技术指标、检测方法、判定规则等。

2.对己二酸的检测管理：对己二酸的各项检测指标进行了规范，要求生产企业建立检测体系，保证产品的质量符合国家标准。

3.对原材料的管理：规定了原材料的采购、储存、样品管理等要求，保证原材料的质量达标。

4.对生产工艺的管理：规定了生产过程的操作要求，包括工艺流程、生产设备的维护、清洁以及按照规定对废水、废气等进行排放管理等。

三、环保标准己二酸工业国标中对环保方面的规定主要是指生产过程中的废水、废气等的排放标准，包括水质、气质标准等。

同时要求企业加强技术改进，减少废弃物的产生，促进循环经济。

总之，己二酸工业国标的制定对己二酸的生产、质量管理、环保和安全管理等方面具有重要的意义，通过对己二酸的规范化管理，有效地保障了产品的质量和安全，推动了国内己二酸工业的发展。