正丁醚的制备49052177

正丁醚的制备
正丁醚（C4H10O）是一种有机化合物，其制备可通过以下步骤进行：
1. 丁醇脱水：将丁醇和催化剂（如浓硫酸）混合加热，使其发生脱水反应，生成正丁烯。

2. 加氢还原：将正丁烯与氢气反应，加氢还原得到正丁烷。

3. 气相氧化：将正丁烷和空气或氧气混合在高温高压下反应，生成正丁醛，再将正丁醛与甲醇反应，生成正丁醚。

整个制备过程需要控制反应条件和催化剂的使用量，以获得高纯度和高收率的产品。

同时，需要注意安全性，防止火灾和爆炸等事故的发生。

正丁醚的制备(6学时)预习要求1. 了解简单醚的制备原理和实验方法；2. 复习巩固蒸馏、回流、萃取、有机液体干燥等操作。

实验目的1. 学习以醇为原料，通过分子间脱水生成醚的反应原理和实验方法；2. 了解分水器在合成中的应用，掌握其使用方法。

实验原理通过醇分子间的脱水反应是制备低级简单醚的常用方法。

在酸的作用下，醇的羟基发生质子化，增加了α-C 的亲电性和羟基的离去性，使其更易发生双分子的亲核取代，再失去质子，就可得到醚。

反应一般是在 135o C 条件下进行。

如果温度过高(大于150o C)，则会发生消除反应，生成烯烃。

醚的生成反应为一可逆过程，需要不断将反应产物水或醚蒸出，使反应向着生成醚的方向进行。

在本实验中，水的不断蒸出是利用分水器而实现的。

主反应：副反应：所用试剂与仪器及装置图试剂：正丁醇，浓硫酸， 50%硫酸，无水氯化钙。

仪器：电热套(型号： PPHW-100，功率 130W)，三口瓶( 100 mL)，球形冷凝管，分水器，温度计，分液漏斗 , 量筒(50mL) 。

注释实验步骤向三口瓶中加入正丁醇( 31 mL ， 0.34 mol), 再缓慢加入浓硫酸 5 mL ，摇荡使其混合均 匀，加几粒沸石。

在三口瓶上分别装上温度计和分水器，分水器中放入一定量的水 [注 1]，其 上端再连一回流冷凝管。

将三口瓶放在电热套中缓慢加热， 保持沸腾回流 1 小时。

随着反应 的进行， 反应中生成的水和未反应的正丁醇经冷凝后被收集在分水器中， 使分水器中的液体 不断增加，分层后水层位于分水器的下层，有机层(正丁醇和少量的正丁醚)位于上层。

当 上层的有机相积至分水器支管时， 即可返回反应的三口瓶中。

如果分水器中的水层超过了支 管而流回烧瓶时，可放掉一部分水。

当反应不断进行时，反应液的温度也逐渐上升 [注 2]。

当 瓶中反应液温度大约 150℃左右时， 生成的水量到达 4.5-5 mL 时停止加热。

如果加热时间过 长，溶液会变黑并有大量副产物丁烯生成。

1.正丁醚的制备
实验步骤
在50ml三口瓶中，加进15.5ml正丁醇、2.5ml浓硫酸和几粒沸石，摇匀后按图装置仪器.三口瓶一侧口装上温度计，温度计水银球应浸入液面以下，中间口装上分水器，分水器的上接一回流冷凝管，先在分水器内放置一定量的水，小心开启旋塞放出2ml水，把水的位置做好记号，另一口用塞子塞紧。

然后将烧瓶放在石棉网上用小火加热，保持反应物微沸，回流分水。

随着反应的进行，回流液经冷凝后收集于分水器内，分液后水层沉于下层，上层有机相积至分水器支管时，即可返回烧瓶。

当烧瓶内反应物温度上升至135℃左右，分水器全部被水充满时，即可停止反应。

大约需要1.5h.若继续加热，则反应液变黑并有较多副产物产生。

将反应液冷却到室温后，拆除装置，将反应液倒人盛有25mI水的分液漏斗中，充分摇振，静置分层后弃去下层液体。

上层粗产物依次用12.5ml水、8ml 5％氢氧化钠溶液、8ml水和8ml饱和氮化钙溶液洗涤，然后用1g无水氯化钙干燥。

干燥后的产物滤入25ml蒸馏瓶中，蒸馏收集140—144οC馏分，产量3-4g。

纯粹正丁醚的沸点142.4οC，折射率 n D201.3992
本实验约需6h。

实验十正丁醚的制备一、实验目的1、掌握正丁醚的制备原理和方法；2、掌握分水器的使用方法；3、掌握液体的洗涤、干燥等基本操作。

二、实验原理醇分子间脱水生成醚是制备简单醚的常用方法。

主反应：主要的副反应：反应过程中须严格控制温度。

在此反应中，正丁醇、水和正丁醚能形成沸点为90.6℃的三元恒沸物。

将恒沸物冷凝后，有机物密度较小且在水中的溶解度也较小，因此浮于上层，利用分水器可使它们自动地连续返回反应器中继续反应。

三、物理常数表1 反应物与产物的物理常数化合物名称沸点(℃) 比重(deq \o(\s\up5(20),\s\do 2( 4))20 4)溶解度(g/100mL)正丁醇117.7 0.8098 7.9正丁醚142.4 0.7689 不溶于水表 2 反应中的恒沸物恒沸物沸点(℃) 组成比（质量分数）正丁醇- 水93.0 55.5 : 45.5正丁醚- 水94.1 66.6 : 33.4正丁醇- 正丁醚117.6 17.5 : 82.5正丁醇- 正丁醚-水90.6 35.5 : 34.6 : 29.9四、主要仪器规格电炉升降台三口烧瓶(50mL) 大小头(14#转19#) 螺帽接头(14#) 温度计(200℃)球形冷凝管(19＃) 空心塞(14#) 分液漏斗要干燥的：烧瓶(25mL、14＃) 蒸馏头(14＃) 螺帽接头(14＃) 空气冷凝管(14＃)接引管(14＃)三角烧瓶(2只、50mL、19＃)五、主要试剂用量和材料正丁醇(6.2mL , 5 g ,0.136 mol) 浓硫酸(0.9 mL, 1.66 g, 0.017 mol) 沸石饱和NaCl (4.2mL ) 5%的NaOH（3 mL）饱和CaCl2（3mL）无水氯化钙橡皮管六、实验装置七、操作步骤【操作要点及注意事项】九、实验讨论1、本实验中使用分水器的目的是什么？2、制备正丁醚时，理论上应分出多少体积的水？实际上往往超过理论值，为什么？3、反应物冷却后，为什么要倒入10mL水中？4、精制时各步洗涤的目的何在？十、实验体会谈谈实验的成败、得失。

正丁醚的制备一.实验目的 1.学习和掌握正丁醚的制备原理和方法2.掌握分液漏斗的使用，带分水器的回流操作二.反应式三.实验试剂 正丁醇 31ml ，浓硫酸 5ml ，50% H 2SO 4 / H 2O四.实验步骤配料（加一粒沸石）安装反应装置分水器加水 小火加热沸腾，回流 45m in停火，冷却改为蒸馏装置 补加一粒沸石 蒸 馏15m l 50% H SO / H O洗两次，除正丁醇 出 液(H 2O,正丁醇,正丁醚)有机层 有机层15ml H 2O 洗两次，除H 2SO 4 有机层1-1.5g CaCl 2干燥除水 粗产物蒸 馏收集139－143℃馏分产品(称重上交，计算产率)五.实验注意事项1.加料时摇荡烧瓶使浓硫酸与正丁醇混合均匀2.了解分水器的原理和使用范围，正确使用分水器3.回流反应时，用小火加热，不可用分层火焰4.改为蒸馏装置时，要充分冷却，再加1~2粒沸石，防止暴沸5.在后处理洗涤过程中，要清楚有机层和水层及各步洗涤的目的6.用无水CaCl 2 干燥时，所用锥形瓶要干燥无水7.H 2SO 4分清98％浓硫酸和50％硫酸讲解部分：1.实验反应的关键是控制反应温度（强调火焰的调节，反应瓶底离石棉网0.5－1cm 的距离，避免温度太高）2.配料时，先加正丁醇，再缓加浓H 2SO 4 ，并晃动烧瓶，同时用冷水浴冷却；否则温度上升太高，浓H 2SO 4 会将正丁醇氧化。

2 CH 3CH 2CH 2CH 2OH( CH 3CH 2CH 2CH 2 )2 O H 2O +24主反应：副反应： CH 3CH 2CH 2CH 2OH CH 3CH 2CH ＝ CH 2 H 2O H 2S O 4 , >135 ℃+反应仪器装置的安装要点（第一次合成实验则讲）3.分水器①安装装好反应瓶，调好高度后，装分水器，首先向分水器中加水到离支管处2－3mm ，再试一下分水器是否能顺利的放水、并不漏水。

②介绍分水器的原理和使用方法，特别是放水的具体操作，控制流出速度。

正丁醚的制备正丁醚常用作有机反应的溶剂。

实验室制备正丁醚的主要实验装置如下图：反应物和产物的相关数据如下合成正丁醚的步骤：①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇，按一定顺序添加到A中，并加几粒沸石。

②加热A中反应液，迅速升温至135℃，维持反应一段时间。

分离提纯：③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的分液漏斗中，振摇后静置，分液得粗产物。

④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤，分液后加入约3 g无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。

⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏，收集馏分，得纯净正丁醚11 g。

请回答：（1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为______________________________。

写出步骤②中制备正丁醚的化学方程式______________________________。

（2）加热A前，需先从__________（填“a”或“b”）口向B中通入水。

（3）步骤③的目的是初步洗去，振摇后静置，粗产物应从分液漏斗的（填“上”或“下”）口分离出。

（4）步骤④中最后一次水洗的目的为______________________________。

（5）步骤⑤中，加热蒸馏时应收集__________（填选项字母）左右的馏分。

a．100℃b．117℃c．135℃d．142℃（6）反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质，且分为上下两层，随着反应的进行，分水器中液体逐渐增多至充满时，上层液体会从左侧支管自动流回A。

分水器中上层液体的主要成分为__________，下层液体的主要成分为__________。

（填物质名称）（7）本实验中，正丁醚的产率为__________。

（1）先加正丁醇，再加浓H2SO4或将浓H2SO4滴加到正丁醇中（2）b（3）浓H2SO4上（4）洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐Na2SO4（5）d（6）正丁醇水（7）33.85%试题分析：（1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为先加正丁醇，再加浓H 2 SO 4。

分水器的作用是把反应产生的水从反应体系中分离开来，也就是降低产物的浓度使得平衡反应向右移动，从而提高反应的产量。

要求反应物或溶剂和水是不互溶的，而且密度应该是比水小的，这样在分水器里水就能和反应物或溶剂分层，上层的反应物或溶剂又能继续流回反应体系继续反应，而在下层的水就可以从反应体系里分离开来了。

带水剂就是能够和水作用产生共沸物使得水更易被蒸出物质。

正丁醚的制备一、实验目的和要求1. 掌握醇分子间脱水制备丁醚的原理和方法。

2. 学习使用分水器的实验操作。

二、反应式大多数有机化合物在醚中都有良好的溶解度，有些反应（如Grignard反应）必放在醚中进行，因此，醚是有机合成中常用的溶剂。

醇的分子间脱水是制备单纯醚常用的方法，实验室常用的脱水剂是浓硫酸，酸的作用是将一分子醇的羟基转变成更好的离去基因。

这种方法通常用来从低级伯醇合成相应的简单醚，除硫酸外，还可用磷酸和离子交换树脂。

由于反应是可逆的，通常采用蒸出反应产物（醚或水）的方法，使反应向有利于生成酸的方向移动。

同时必须严格控制反应温度，以减少副产物烯及二烷基硫酸酯的生成。

在制取正丁醚时，由于原料正丁醇（沸点117.7℃）和产物正了醚（沸点142℃）的沸点都较高，故可使反应在装有水分离器的回流装置中进行，控制加热温度，并将生成的水或水的共沸物不断蒸出。

虽然蒸出的水中会含有正丁醇等有机物，但是由于正丁醇等在水中溶解度较小，相对密度又较水轻，浮于水层之上。

因此借水分离器可使绝大部分的正丁醇等自动连续地返回反应瓶中，而水则沉于水分离器的下部，根据蒸出的水的体积，可以估计反应的进行程度。

七、注释✧V为分水器的体积，本实验根据理论计算失水体积为3ml，实际分出水的体积略大于计算量，故分水器放满水后先分掉约3.5mL水。

✧制备正丁醚的较宜温度是130—140℃，但这一温度在开始回流时是很难达到的。

日为正丁醚可与水形成共沸物（沸点94.1℃，含水33.4％），另外，正丁醚与水及正丁醇形成三元共沸物（沸点90.6℃，含水29.0%，正了醇34.6％），正丁醇与水也可形成共沸物（沸点93.0℃，含水44.5％）。

一、实验目的1. 掌握醇脱水制醚的反应原理和实验方法。

2. 学习使用分水器的实验操作。

3. 理解并掌握正丁醇与硫酸催化下脱水生成正丁醚的实验过程。

4. 了解正丁醚的物理化学性质及其在有机合成中的应用。

二、实验原理醇分子间脱水生成醚是制备简单醚的常用方法。

在本实验中，正丁醇在硫酸催化下发生分子间脱水反应，生成正丁醚。

反应方程式如下：\[ 2 \text{C}_4\text{H}_9\text{OH} \xrightarrow{\text{H}_2\text{SO}_4} \text{C}_4\text{H}_9\text{OC}_2\text{H}_5 + \text{H}_2\text{O} \]在此反应中，正丁醇、水和正丁醚能形成沸点为90.6℃的三元恒沸物。

通过分水器可以有效地将恒沸物冷凝后分离出来，使有机物浮于上层，从而连续返回反应器中继续反应。

三、实验仪器与试剂仪器：- 电炉- 升降台- 三口烧瓶（50mL）- 大小头（14#转19#）- 螺帽接头（14#）- 温度计（200℃）- 球形冷凝管（19#）- 空心塞（14#）- 分液漏斗- 烧瓶（25mL、14#）- 蒸馏头（14#）- 螺帽接头（14#）- 冷凝管（14#）- 接引管（14#）- 三角烧瓶（2只、50mL、19#）试剂：- 正丁醇（6.2mL）- 浓硫酸（适量）- 水（适量）四、实验步骤1. 准备工作：将三口烧瓶、球形冷凝管、分液漏斗、温度计等仪器清洗干净，晾干备用。

2. 配置反应液：在50mL的三口烧瓶中加入6.2mL的正丁醇和适量的浓硫酸，搅拌均匀。

3. 加热反应：将反应液置于电炉上加热，控制温度在60-70℃之间，保持1小时。

4. 分水：将反应液通过分水器进行分水操作，收集恒沸物。

5. 分离：将收集到的恒沸物进行冷凝，得到正丁醚。

6. 洗涤与干燥：将得到的正丁醚用适量的水洗涤，去除残留的硫酸，然后用无水硫酸钠干燥。

7. 蒸馏：对干燥后的正丁醚进行蒸馏，收集沸点为142.4℃的馏分。