乙酰乙酸乙酯的制备
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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。
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摘要:本实验是为了了解 Claisen 酯缩合反应的机理和应用,熟悉在酯缩合反应中金属钠的应用和操作注释,复习液体干燥和减压蒸馏操作,并且了解乙酰乙酸乙酯的性质及用途。
关键词:乙酰乙酸乙酯、制备、Claisen 酯缩合反应前言:乙酰乙酸乙酯是无色至淡黄色澄清液体,微溶于水,易溶于乙醚、乙醇有刺激性气味。
可燃,遇明火、高温或接触氧化剂有发生燃烧的危险有醚样和苹果似的香气。
广泛应用于食品香精中,主要用于调配苹果、杏、桃等食用香精。
制药工业用于制造氨基比林、维生素B等。
染料工业用于合成染料的原料和用于电影基片染色。
有机工业用于作溶剂和合成有机化合物的原料。
本实验实验原理:含α - 活泼氢的酯在强碱性试剂(如 Na , NaNH 2 , NaH ,三苯甲基钠或格氏试剂)存在下,能与另一分子酯发生 Claisen 酯缩合反应,生成β- 羰基酸酯。
乙酰乙酸乙酯就是通过这一反应制备的。
虽然反应中使用金属钠作缩合试剂,但真正的催化剂是钠与乙酸乙酯中残留的少量乙醇作用产生的乙醇钠,一旦反应开始,乙醇就可以不断生成并和金属钠继续作用。
如果使用高纯度的乙酸乙酯和金属钠反而不能发生缩合反应。
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。
实验部分:(一).实验仪器及药品:①药品:金属钠 2.5g ,乙酸乙酯25mL,二甲苯20mL ,50%醋酸20mL,饱和氯化钠溶液40mL,无水硫酸镁。
②仪器:100mL圆底烧瓶(带胶塞),冷凝管,氯化钙干燥管,分液漏斗,蒸馏瓶,减压蒸馏装置。
(二).实验装置:(三).实验步骤:1、在干燥的100mL圆底烧瓶中加入2.5g金属钠和20mL二甲苯,装上冷凝管,加热使钠熔融至浮上液面。
拆去冷凝管,用胶塞紧圆底烧瓶,用力振摇得细粒状钠珠。
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:CH3COOC 2H 5乙醇钠CH 3COCH 2COOC 2H 5+C 2H 5OH1、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。
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。
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。
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:乙醇钠CH3COOC2H5CH3COCH2COOC2H5 + 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。
实验二--乙酰乙酸乙酯的制备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:2CH3CO2C2H5 Na+[CHCOCH2 CO2C2H5]-COCH2 CO2C2H5 + NaOAcCH反应机理:CH 3COC 2H 5O +OC 2H 5CH 2COC2H 5O +C 2H 5OH 3COC 2H 5OCH 2COC 2H 5O +CH 3C O OC 2H 5CH 2COC 2H 5O CH 3COCHCOOC 2H 5 Na3CH 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106.17collq-25.18144.40.88021.5055i ∞∞乙酸乙酯88.12collq-83.677.10.90031.37238.513∞∞金属钠22.99silvmet,cb97.82881.40.968d d i乙酰130col <180 1.0 1.41317∞∞乙酸乙酯.15 lq -80 .4 282 194【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:乙醇钠CH3COOC2H5CH3COCH2COOC2H5+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。
实验名称:乙酰乙酸乙酯的制备ethylcetoacette编号:005日期:2011/10/24温度:15.1℃气压:97.35KPa 目标化合物的结构式:CH 3COCH 2CO 2C 2H 5中文名称:(iupac 法):3-丁酮酸乙酯英文名称:(iupac 法):Ethyl acetoacetate Ethyl-3-oxo-butanoate 俗称:乙酰醋酸乙酯;丁酮酸乙酯 反应方程式:2CH 3CO 2C 2H 5Na +[CH 3COCH 2 CO 2C 2H 5]-CH 3COCH 2 CO 2C 2H 5 + NaOAc分子量(mw ):130.15投料量(g ):25g 乙酸乙酯、Na 2.5g(0.11mol) 、二甲苯30.5ml 物料比(mol 比):3.8: 1.1理论产量:14.3g 实验步骤在圆底烧瓶中加金属钠和二甲苯,待钠熔融。
拆去冷凝管,用磨口玻塞塞紧圆底烧瓶,用力振摇得细粒状钠珠。
加热时,钠逐渐溶解,其表面变为光滑白色。
振荡后,钠粒变为多个小钠珠。
稍经放置钠珠沉于瓶底,将二甲苯倾倒到二甲苯回收瓶中。
迅速向瓶中加入乙酸乙酯。
待激烈的反应过后,置反应瓶于石棉网上小火加热,保持微沸状态,直至所有金属钠全部作用完为止。
反应过程中有气泡冒出。
随着反应的进行溶液的颜色逐渐加深,由无色变为橘红色,刚开始反应时有白色沉淀产生,后消失。
最后溶液变为澄清透明的液体。
反应时间为2h 。
此时生成的乙酰乙酸乙酯钠盐为桔红色透明溶液(有时析出黄白色沉淀)。
待反应物稍冷后,在摇荡下加入50%的醋酸溶液,直到反应液呈弱酸性(约需15mL )。
加入醋酸后,有白色沉淀生成,振荡后沉淀消失。
将溶液转移到分液漏斗中,加入等加入饱和氯化钠,溶液分为两层。
静置后,乙酰乙酸乙酯分层析出。
分出上层粗产物,用无水硫酸钠干燥后滤入蒸馏瓶,并用少量乙酸乙酯洗涤干燥剂,一并转入蒸馏瓶中。
在沸水浴上蒸去未作用的乙酸乙酯。
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~ 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:1、实验部分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、氯化钙实验装置回流装置减压蒸馏装置实验过程(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。
待反应物稍冷后,在摇荡下加入50% 的醋酸溶液,直到反应液呈弱酸性(pH=5-6)为止。
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。
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%)
CH3C
O
CH2
C
O
OC2H5
CH3
C
O
H
O
C
CH
OC2H5
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,
CH3COCH2CO2C2H5
NaOC H
25
Na [CH3COCHCO2C2H5]
3
COCHCO2C2H5
R NaOC H
25
R'X CH
3
COCCO2C2H5
R
R'
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:
CH 3COCHCO 2C 2H R
CH 3COCHCO 2
R
① H
O 3COCH 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
5
R
①KOH ,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。
CH 3CO 2C 2H 5
+
OC 2H 5
CH 2CO 2C 2H 5+HOC 2H 5
CH 32H 5
O CH 2
CO 2C 2H5CH 3C
O
OC 2H 5
CH 2CO 2C 2H
5
CH 32CO 2C 2H 5O
+ OC 2H 5
[ ]CH 3C CHCO 2C 2H O
3C CHCO 2C 2H 5
O
乙酰乙酸乙酯中亚甲基上的氢酸性比乙醇的强得多,最后一步实际上不可逆,生成的是乙酰乙酸乙酯的钠化合物。
反应式:
CH 3CO 2C 2H 5
NaOC 2H 5
Na[CH 3COCHCO 2C 2H 5]
HOAc
CH 3COCHCO 2C 2H 5
+ NaOAc
4、合成乙酰乙酸乙酯的主反应
Na + C 2H 5OH
NaOC 2H 5
2CH 3CO 2C 2H 5
NaOC 2H 5
Na +
CH 3COCHCO 2C 2H 5
[ ]_
HOAc
CH 3COCH 2CO 2C 2H 5 + NaOAc
三、仪器与试剂
仪器:圆底烧瓶,直型水冷凝管,干燥管,分液漏斗,温度计(250℃),克氏蒸馏头,三叉燕尾管,锥形瓶,酒精灯,铁架台,
试样:乙酸乙酯(A.R),金属钠(A.R),二甲苯(A.R),无水氯化钙(A.R),饱和氯化钠溶液,无水硫酸钠或无水硫酸镁(A.R)。
四、实验装置图
带干燥管的回流装置
减压蒸馏装置
压力-沸点表
乙酰乙酸乙酯沸点-压力关系
五、实验步骤
1、钠珠的制备
50mL圆底烧瓶中加入0.9g金属钠和约5-7mL二甲苯,装上冷凝管。
石棉网上小心加热使钠熔融,立即拆去冷凝管,用橡皮塞塞紧圆底烧瓶,用力来回摇振,即得细粒状钠珠。
2、乙酰乙酸乙酯钠盐的制备
稍经放置后钠珠即沉于瓶底,将二甲苯倒入公用回收瓶(切勿倒入水槽或废物缸,以免引起火灾,为什么?因为钠的存在)。
迅速向瓶中加入10ml乙酸乙酯,重新装上冷凝管和氯化钙干燥管。
反应随即开始,并有氢气泡逸出。
若反应不开始或者很慢,可稍加温热。
待激烈反应过后,将反应瓶在石棉网上小心加热,保持微沸状态,直至所有金属钠几乎全部作用完为止,反应约需1.5h,此时生成的乙酰乙酸乙酯钠盐为橘红色透明液体。
3、乙酰乙酸乙酯粗产品的获得和洗涤
待反应物稍冷后,在摇荡下加入50%的醋酸溶液,直至反应液呈弱酸性为止,此时所有固体均已溶解。
将反应物转入分液漏斗,加入等体积的饱和氯化钠溶液,用力摇荡片刻,静置后分层,分出有机相,转入干燥锥形瓶中,加入无水硫酸钠干燥,用少量乙酸乙酯洗涤干燥剂。
4、乙酰乙酸乙酯产品的获得
沸水浴上蒸去未反应的乙酸乙酯,将剩余液减压蒸馏(常压蒸馏,乙酰乙酸乙酯很易分解而降低产量),收集产品乙酰乙酸乙酯,回收,量体积,计算产率。
5、回收废液,洗涤仪器,打扫卫生。
六、数据及现象记录 1、加入药品的量 2、反应过程中的现象 3、洗涤过程中的现象 4、最后产品体积 七、问题讨论
八、思考题
1、Claisen 酯缩合反应的催化剂是什么?本实验为什么可用金属钠代替?
答:催化剂是钠与乙酸乙酯中残留的少量乙醇作用产生的乙醇钠。
因为在本实验中提供的乙酸乙酯含有1%-2%的乙醇,反应过程中就可以直接生成醇钠,故可以用金属钠代替。
2、本实验中加入50%醋酸溶液和饱和氯化钠溶液的目的何在?
答:因为乙酰乙酸乙酯分子中亚甲基上的氢比乙醇的酸性强得多(Pka=10.654),反应中生成的乙酰乙酸乙酯的钠盐,必须用醋酸酸化才能使乙酰乙酸乙酯游离出来。
用饱和氯化钠溶液是为了降低酯在水中的溶解度,减少对产物的损失,增加产率。
3、什么叫互变异构现象?如何用实验证明乙酰乙酸乙酯是两种异构体的平衡化合物?
答:在一定条件下,两个构造异构体可以迅速地相互转变的现象,叫作互变异构体现象。
如:
实验证明方法:
(1)用1%FeCl 3溶液,能发生颜色反应,证明有C=C 结构的存在。
(2)用Br 2/CCl 4溶液,能使溴退色证明有C=C 存在。
(3)用NaHSO 3溶液,有胶状沉淀生成证明有C=O 存在(亦可用2,4-二硝基苯肼试验)。
4、写出下列化合物发生Claisen 酯缩合反应的产物。
①苯甲酸乙酯和丙酸乙酯②苯甲酸乙酯和苯乙酮③苯乙酸乙酯和草酸乙酯
CH 3C CH 2COOEt
=
O CH 3C =CHCOOEt
OH
C 6H 5COCHCOOEt
CH 3
C 6H 5COCH 2COC 6H 5C 6H 5CH
C COOEt
=
O。