己二酸的合成教案

苏州大学材料与化学化工学部课程教案[实验名称] 己二酸的制备[教学目标] 知识与技能: 学习用硝酸氧化环己醇制备已二酸的原理和方法，掌握尾气吸收、过滤、等操作技术。

[教学重点] 已二酸的原理和方法，尾气吸收操作技术。

[教学难点] 控制好氧化反应速度，防止有毒的二氧化氮气体外逸。

[教学过程]【实验目的】 通过本次实验，要求大家掌握己二酸的制备原理和方法，掌握尾气吸收、过滤等操作技术。

【实验原理】 OH O32)4OO3＋＋ 7H 2O322 硝酸和高锰酸钾都是强氧化剂，由于其氧化的选择性较差，故硝酸主要用于羧酸的制备，高锰酸钾氧化的应用范围较硝酸广些，它们都可以将环己醇直接氧化为己二酸。

本实验以50％硝酸为氧化剂，并以（偏）钒酸铵为催化剂，氧化环己醇至环己酮，后者再通过烯醇式被氧化开环而生成己二酸。

在反应过程中产生的一氧化氮极易被空气中的氧气氧化成二氧化氮气体，用碱液吸收。

【实验装置图】图1己二酸制备装置图【实验步骤】反应瓶中加入6 mL 50％的硝酸[1]和少许钒酸铵[2]，水浴加热至50 ︒C 后移去水浴[3]，缓慢滴加5～6滴环己醇[4]，摇动至反应开始，即有红棕色二氧化氮气体放出，维持反应温度50～60 ︒C ，将剩余的环己醇滴加完毕，总量为2 mL [5]。

加完后继续振荡，并用80～90 ︒C 水浴加热10 min 。

无红棕色气体逸出，反应即结束。

将反应液倒入50 mL 烧杯中[6]，冷却，结晶，抽滤，3 mL 水洗，2 mL 石油醚分两次洗[7]，干燥，称重。

纯己二酸为白色晶体，mp.153 ︒C 。

【实验流程图】50-60 o C ，产生2 mL 石油醚洗涤【注释】[1] 浓硝酸和环己醇切不可用同一个量筒取用，以防两者相遇剧烈反应发生爆炸。

建议两位学生合用两个量筒。

[2] 钒酸铵不可多加，否则产品发黄。

不加钒酸铵也可以。

[3] 实验中要同时监测水浴温度和反应液的温度。

[4] 为防止反应过快，环己醇要慢加，并注意控温，防止太多有毒的二氧化氮气体产生，来不及被碱液吸收而外逸到空气中。

【精品】实验12. 己二酸的制备一、实验目的：1.掌握己二酸的制备方法；2.学习己内酰胺的化学反应转化。

二、实验原理：1.己内酰胺（C6H9NO）通过氧化加水解可以制备己二酸（HOOC(CH2)4COOH）并伴随着氨气的生成，反应方程式为：C6H9NO＋3O2+3H2O→HOOC(CH2)4COOH+NH3↑2.氧化过程是通过过氧化氢/铕离子或者过硫酸铵等氧化剂来实现的。

三、实验操作：1.植入灭菌棉，并称取50mL锥形瓶一只，加入6g吉兰酸和1.8g锌粉。

2.制备己内酰胺，称取9.6g辛醇（C8H18O）放入25mL的三口瓶中，加入9.5mL浓氨水，在搅拌的同时，缓缓加入4mL硝酸一水合物（HNO3 H2O），保持温度在5-10℃。

待搅拌反应约20分钟后，过滤得清晰的液体，称取其中的15mL，加入50mL锥形瓶中。

3.加热反应，向锥形瓶中加入15mL过氧化氢/氨水（30%），盖上橡胶塞，用醇灯加热使温度达到60℃，稍加搅拌。

4.添加潮气剂，加入50mL蒸馏水和少量碳酸钠。

反应结束后，转移液体至250mL锥形瓶中。

5.中和和除杂，用0.5mol/L盐酸加入至中性，过滤后倒弃，再加入0.5mol/L氢氧化钠调节pH至7-8，然后再次过滤。

6.干燥，用低温干燥将滤液干燥，分得1.8-2.0g淡黄色非结晶粉末己二酸。

7.收集氨气，将刚刚反应过程中，在黑色瓶中收集的氨气，用盐酸中和，常温常压下固定氨气的含量，根据氨气的含量和体积，可由理想气体状态方程计算出实际反应中生成的氨气体积，进而计算出定量的己二酸产率。

四、实验注意事项：1.吉兰酸和锌粉必须干燥且保存在干燥器或是防潮箱中；2.反应时必须始终保持灭菌；3.制备己内酰胺时，氨气过多需要适量放到通风处去；4.收集的氨气不宜长时间放置，应尽快加入盐酸中和；5.干燥时，不宜用高温急干，否则会使产物质量受到影响。

实验九：己二酸的制备［实验目的］学习用环己醇制备己二酸的原理和方法；掌握浓缩、过滤、重结晶等操作技能。

［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。

HNO3HO OCCH2CH2CH2CH2COOH［药品仪器］药品：50%HNO3, NH4VO3，环己醇，NaOH吸收液。

仪器：球形冷凝管、温度计、分液漏斗、100ml三颈烧瓶、布氏漏斗、抽滤瓶等。

［实验步骤］在装有回流冷凝管、温度计、和分液漏斗的100ml三颈烧瓶中，放置18ml(0.18mol) 50%HNO3,及少许偏钒酸铵(约0.03g)，并在冷凝管上接一气体吸收装置，用稀NaOH吸收反应过程中产生的二氧化氮气体。

三颈烧瓶用水浴预热到50o C左右，移去水浴，先滴入5~6滴环己醇，同时加以摇动，至反应开始放出二氧化氮气体，然后慢慢加入其余部分的环己醇，总量为6ml (约0.06mol),调节滴加速度，使瓶内温度维持在50~60°C之间(滴加时应不时摇动)。

温度过高时，用冷水浴冷却，温度过低时，则用热水浴加热，滴加完毕约需15min。

加完后继续摇荡，并用80~90o C的热水浴加热10min,至几乎无棕红色气体放出为止。

然后将此热溶液倒入100ml的烧杯中，冷却后析出己二酸，抽滤，用15ml 冷水洗涤两次，干燥，粗产物约6克。

粗制的己二酸可以在水中重结晶。

纯己二酸为白色棱状晶体，产量约 5.1g, mp 为153°C。

［实验注意事项］1. 环己醇和硝酸切不可用同一量筒量取。

2. 偏钒酸铵不可多加，否则产品发黄。

3. 本实验为强烈放热反应，所以滴加环己醇的速度不宜过快，以免反应过剧，引起爆炸。

一般可在环己醇中加1ml 水，一是减少环己醇因粘稠带来的损失，二是避免反应过剧。

4. 实验产生的二氧化氮气体有毒，所以装置要求严密不漏气，并要作好尾气吸收。

化学与化工学院实验课程教案模板（试行）实验名称己二酸的制备一、实验目的要求：1、学习利用环己醇氧化制备己二酸的原理和方法；2、掌握浓缩、结晶、重结晶、过滤等固体有机物分离提纯的操作方法；3、掌握有毒有害气体的处理方法。

二、实验重点与难点：1 重点：己二酸的化学性质2 难点：浓缩、结晶、重结晶、过滤等固体有机物分离提纯三、实验教学方法与手段：实验教学中，强调教学互动，增强学生学习的积极性与主动性。

在第一层次实验课程的教学过程中，在实验前、实验中和实验后的三个阶段，均结合教师的讲解或指导，设置学生提问与讨论的环节，避免教师过细过多的讲授、学生被动接受的不足，以提高教学效果。

四、实验用品（主要仪器与试剂）：1 主要仪器：三口烧瓶烧杯电动搅拌棒球形冷凝管抽滤瓶布氏漏斗循环水多用真空泵温度计试纸2 试剂：环己醇高锰酸钾氢氧化钠亚硫酸氢钠浓盐酸五、实验原理：羧酸是一类重要的有机化工产品，一般是利用醇为原料通过氧化反应而制得。

常用的氧化剂为：K2Cr2O7-H2SO4、KMnO4、HNO3、H2O2、过氧酸等。

伯醇氧化首先生成醛，进一步氧化可得到羧酸。

由于中间产物醛易与原料生成半缩醛，半缩醛又能被氧化为酯，所以得到的产物是复杂的混合物。

仲醇氧化时首先生成酮，酮不能被弱氧化剂氧化，但遇到强氧化剂时，可被氧化，碳链断裂后生成多种碳原子数减少的羧酸混合物，在合成上意义不大。

叔醇一般不被氧化。

环己醇被KMnO4、HNO3氧化时，先得到环己酮，由于它是环状结构，进一步氧化碳链断裂后得到单一的产物己二酸。

33HOOC(CH2)COOH + 8NO +7H2O2NO + O2 2NO2氧化反应一般都是放热反应，必须严格控制反应温度和反应条件，防止反应过于剧烈，发生危险。

考虑到HNO3的挥发性和易分解，在反应中使用了过量的HNO3。

反应产生的NO2、NO气体有毒有害，必须进行处理，不能直接排放大气。

实验室要注意室内通风，减少对人体的危害。

G06己二酸的硝酸氧化法制备[实验目的]学习用环己醇制备己二酸的原理和方法；掌握尾气吸收、浓缩、过滤、重结晶等装置与操作技能。

[实验原理]OHC6H12O M= 100.16+ 8HNO3NH4VO332O2 3 HO2C(CH2)4CO2HC6H10O4M=146.14[实验步骤]1、100mL三颈瓶中，加入8mL50%HNO3和1粒NH4VO3。

2、安装反应装置和气体吸收装置，滴液漏斗加入2.7mL环己醇。

3、水浴预热到50o C，滴加5-6滴醇，振荡，开始出现红棕色NO2.。

4、继续慢慢滴加，控制速度，维持反应温度50-60o C。

冷水或热水调节温度。

5、加料毕，沸水加热约10min，至无NO2产生为止。

6、稍冷，趁热倾倒入冷水冷却的烧杯中。

7、冷却、抽滤，少量冷水洗涤。

8、转移到小烧杯中，用10mL蒸馏水重结晶，保温漏斗热过滤。

9、烘干，测熔点。

[实验注意]1、环己醇和硝酸切不可用同一量筒量取。

2、偏钒酸铵不可多加，否则产品发黄。

3、本实验为强烈放热反应，所以滴加环己醇的速度不宜过快，以免反应过剧，引起爆炸。

一般可在环己醇中加1ml水，一是减少环己醇因粘稠带来的损失，二是避免反应过剧。

4、实验产生的二氧化氮气体有毒，所以装置要求严密不漏气，并要作好尾气吸收。

[问题与解答]1、加料时，量过环己醇的量筒能否直接用来量取50% HNO3? 答：量过环己醇的量筒不可直接用来量取50% NHO3。

因为50% NHO3与残留的环己醇会剧烈反应，同时放出大量的热，这样一来，量取50% NHO3的量不准，而且容易发生意外事故。

2、量过环己醇的量筒为何要加少量水洗涤？且要将此洗液倒入加料用的滴液漏斗中？答：实验所用的环己醇的凝固点是21-240C，因此在室温时是粘稠状的液体，极易残留在量筒里，所以要用水洗涤量筒，并将其倒入滴液漏斗中，以免造成损失。

另外，环己醇中加少量的水还可以防止滴液漏斗加料时堵塞漏斗的小孔，便于环己醇放尽。

实验十六己二酸的制备一、实验目的1、学习环己醇氧化制备己二酸的原理和方法；2、掌握重结晶、搅拌等基本操作。

二、实验原理己二酸是合成尼龙-66的主要原料之一，可以用硝酸氧化环己醇制得。

反应方程式如下：三、实验药品及其物理常数药品名称分子量用量熔点(℃)沸点(℃)比重(d420)溶解性(水)环己醇100.16 5.3 mL24160.90.96微溶于水硝酸(50%)6316 mL 溶于水钒酸铵116.990.01 g其它5％NaOH溶液四、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.五、实验装置滴加、回流、尾气吸收装置六、操作步骤【操作要点及注意事项】⑴搭装置：仪器的选用，搭配顺序，各仪器高度位置的控制要合理。

⑵检验气密性：实验产生的二氧化氮气体有毒，所以装置要求严密不漏气。

注意尾气吸收装置中三角漏斗的高度。

⑶加料：环己醇和硝酸切不可用同一量筒量取。

钒酸铵不可多加，否则产品发黄。

⑷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，以免反应过剧，引起爆炸。

一般可在环己醇中加1mL水，一是减少环己醇因粘稠带来的损失，二是避免反应过剧。

⑸加热：可选择水浴加热，滴加完后继续用80-90 ℃水浴加热约15 min, 同时要摇动反应瓶，至几乎无棕色二氧化氮气体放出为止。

七、实验结果1、产品性状：；2、理论产量：；3、实际产量：；4、产率： .八、实验讨论1、在该反应中为何要检查装置气密性？2、为什么反应必须严格控制环己醇的滴加速度？3、为什么有些实验在加入最后一个反应物前应预先加热？九、实验体会谈谈实验的成败、得失。

实验报告尼龙66前体的制备一、实验目的1、学习由环己醇氧化制备环几酮和由环几酮氧化制备己二酸的基本原理。

2、掌握由环己醇氧化制备环己酮和由环己酮氧化制备己二酸的实验操作。

3、进一步了解盐析效应及萃取在分离有机化合物中的应用。

4、综合训练并掌握控温、减压抽滤、蒸馏、重结晶等操作技能。

二、实验原理实验室制备脂肪和脂环醛、酮最常用的方法是将伯醇和仲醇用铬酸氧化。

铬酸是重铬酸盐与40-50%硫酸的混合液。

制备相对分子量低的醛，可以将铬酸滴加到热的酸性醇溶液中，以防止反应混合物中有过量的氧化剂存在，同时将较低沸点的醛不断蒸出，可以达到中等产率。

尽管如此，仍有部分醛被进一步氧化成羧酸，并生成少量的酯。

用此法制备酮，酮对氧化剂比较稳定，不易进一步被氧化。

铬酸氧化醇是放热反应，必须严格控制反应温度以免反应过于剧烈。

本实验反应方程式为：羧酸常用烯烃、醇、醛、酮等经硝酸、重铬酸钾的硫酸溶液或高锰酸钾等氧化来制备。

本实验以环己酮为原料，在碱性条件下以高锰酸钾为氧化剂来制备己二酸，反应方程式：C6H10O+MnO4-+2OH-→HOOC（CH2）4COOH+MnO2+H2O三、实验试剂和仪器装置：1、仪器：圆底烧瓶（250ml，100ml），烧杯(250ml，100ml) ，量筒（100ml ，10ml），，直型冷凝管，尾接管,蒸馏头,温度计，电热套，抽滤瓶，布氏漏斗，真空泵，蒸发皿，表面皿，分液漏斗，玻璃棒，石棉网，铁架台，酒精灯。

2、主要试剂：浓H2SO4,Na2Cr2O7,H2C2O4,NaCl,无水MgSO4,KMnO4,NaOH10%,Na2SO33、主要实验装置：四．实验步骤（一）环己酮的制备步骤：1、在250 ml圆底烧瓶中加入56 ml H2O，慢慢加入ml 浓H2SO4。

充分混合后，搅拌下慢慢加入ml环己醇。

（必要时用水冲洗），混匀，然后冷却至30℃以下。

2、将11.5g Na2Cr2O7溶于盛有6 ml H2O的100 ml烧杯中，搅拌使之充分溶解。