7.1苯乙酮的合成(6学时)
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精细化工-4-苯乙酮的合成引言精细化工是一门用于合成复杂有机化合物的工艺。
本文将介绍精细化工中的一种常用合成反应——苯乙酮的合成。
我们将从合成方法、反应机理以及工业应用等方面进行讨论。
1. 合成方法苯乙酮的合成有多种方法,其中最常用的方法是酸碱催化法和氧化法。
1.1 酸碱催化法酸碱催化法是将苯乙酮的前体苯乙烯与乙酸酐进行缩合反应。
一般情况下,使用硫酸为催化剂,将苯乙烯和乙酸酐加热反应,生成苯乙酮。
反应方程式如下:C6H5CH=CH2 + CH3COOH → C6H5CH2C(O)CH3 + H2O1.2 氧化法氧化法是通过将苯乙烯氧化为苯乙酮。
该方法一般使用氧气或过氧化氢等氧化剂进行反应。
反应方程式如下:C6H5CH=CH2 + O2 → C6H5CH2C(O)CH3 + H2O2. 反应机理2.1 酸碱催化法反应机理酸碱催化法的反应机理主要分为几个步骤:1.乙酸酐与硫酸反应生成酸性环境,促进反应进行。
2.苯乙烯与乙酸酐在酸性环境下发生缩合反应,生成中间产物。
3.中间产物经水解得到苯乙酮。
整个反应过程的机理较为复杂,其中每个步骤都可进一步分解,具体的细节和机理需要进一步研究。
2.2 氧化法反应机理氧化法的反应机理主要涉及苯乙烯的氧化反应。
1.苯乙烯通过氧化剂的作用氧化为过渡态,生成中间产物。
2.中间产物进一步发生转化反应,生成苯乙酮。
由于该方法的氧化剂和反应条件不同,反应机理也会有所差异。
3. 工业应用苯乙酮是一种重要的化工原料,广泛应用于染料、涂料、香料和药物等领域。
在染料工业中,苯乙酮可作为染料的合成原料或溶剂,用于染料的合成和提取等过程。
在涂料工业中,苯乙酮广泛用于各种涂料的合成和稀释。
同时,苯乙酮作为有机溶剂,具有良好的挥发性和溶解性,可以帮助涂料更好地附着在被涂物表面。
在香料工业中,苯乙酮可用于合成多种香精,如玫瑰香精、松香精等。
苯乙酮的独特气味使其成为很多香水和香料的重要成分。
在医药领域中,苯乙酮是合成多种药物的重要中间体。
实验十四 苯乙酮的制备(6学时)一、实验目的1.学习利用Friedel-Crafts 酰基化反应制备芳香酮的原理与方法。
2.巩固无水实验操作的基本技巧。
3.学会电磁搅拌器的作用,掌握有毒气体的处理方法。
4.巩固醛酮的化学性质及鉴别方法。
二、实验原理Friedel-Crafts 酰基化反应是制备芳香酮的最重要和常用的方法之一,酸酐是常用的酰化试剂,无水FeCl 3,BF 3,ZnCl 2 和AlCl 3等路易斯酸作催化剂,分子内的酰基化反应还可用多聚磷酸PPA 作催化剂。
酰基化反应常用过量的液体芳烃、二硫化碳、硝基苯、二氯甲烷等作为反应的溶剂。
该类反应一般为放热反应,通常是将酰基化试剂配成溶液后,慢慢滴加到盛有芳香族化合物的反应瓶中。
用苯和乙酸酐制备苯已酮的反应方程式如下:主反应: + (CH 3CO )2O3COCH 3CH 3COOHCOCH 3AlCl 3CH 3COOAlCl 2HClAlCl 3CH 3COOH3O AlCl 3+3O反应机理:傅—克酰基化反应催化剂的用量大,乙酸酐:AlCl 3=1:2.2(苯乙酮和乙酸都与当量的三氯化铝生成络合物,三氯化铝不能再参与反应,失去催化活性,故必须过量)。
三、试剂及器材1.器材: 50mL 三颈烧瓶,25mL 圆底烧瓶,球形冷凝管,空气冷凝管,恒压滴液漏斗,温度计,电磁搅拌器,电热套(酒精灯),分液漏斗,250 mL烧杯1个,长颈漏斗1个,干燥管,10 mL、5 mL、100mL量筒。
2.试剂:醋酸酐、无水苯、无水三氯化铝、浓盐酸、氢氧化钠、无水硫酸镁,沸石,碎冰四、主要试剂及产品的物理常数五、实验内容与仪器装置1.实验内容(1)合成向装有恒压滴液漏斗、电磁加热搅拌器和回流冷凝管(上端通过一氯化钙干燥管与氯化氢气体吸收装置相连)的50 mL三颈(或二颈)烧瓶中迅速加入研细的6.0g无水三氯化铝和8.0mL无水苯。
在电磁搅拌下自滴液漏斗慢慢滴加2 mL乙酐(加2 mL苯稀释),开始少加几滴,待反应发生后再继续滴加,切勿使反应过于激烈,滴加速度以烧瓶稍热为宜。
苯乙酮制备实验报告实验目的:本实验旨在通过苯乙酮的制备过程,了解有机合成的基本原理和方法,掌握反应条件的选择和实验操作的技巧,培养实验观察和数据处理的能力。
实验原理:苯乙酮是一种重要的有机化合物,广泛应用于医药、农药和香料等领域。
其制备方法有多种,本实验采用的是酸催化的芳香醛缩酮反应。
实验步骤:1. 实验前准备:准备好苯酚、乙酸、浓硫酸、冷却器、洗涤瓶等实验器材。
2. 反应装置的组装:将苯酚、乙酸和浓硫酸按照一定的比例加入反应瓶中,并加入适量的冷却剂。
3. 反应条件的选择:根据实验要求,选择适当的反应温度和反应时间。
4. 反应过程的观察:在反应过程中,观察反应液的颜色变化和气体的生成情况。
5. 反应结束的判断:根据实验要求,判断反应是否结束,可以通过TLC检测或其他方法进行确认。
6. 产物的提取和纯化:将反应液进行提取和纯化,得到苯乙酮产物。
7. 产物的分析和鉴定:对得到的苯乙酮产物进行分析和鉴定,确定其结构和纯度。
实验结果:通过实验操作和数据处理,我们成功合成了苯乙酮,并得到了较高的产率和纯度。
在实验过程中,我们观察到了反应液的颜色由无色逐渐变为黄色,同时产生了少量气体。
经过提取和纯化后,得到了纯净的苯乙酮产物。
通过对产物进行质谱和红外光谱分析,确定了其结构和纯度。
实验讨论:在实验过程中,我们注意到反应温度和反应时间对反应结果有重要影响。
过高或过低的温度都会导致反应的副反应增多,从而降低产物的产率和纯度。
此外,反应液的搅拌和冷却也对反应过程起到重要作用,可以促进反应的进行和产物的形成。
实验总结:通过本次实验,我们深入了解了有机合成的基本原理和方法,掌握了苯乙酮的制备过程和实验操作的技巧。
同时,我们也认识到实验中的细节和条件选择对反应结果的影响,培养了实验观察和数据处理的能力。
这对于我们今后的科研和实验工作具有重要意义。
实验的局限性:本实验只是苯乙酮制备的一种方法,还有其他方法可以得到苯乙酮。
此外,实验中使用的反应条件和操作方法可能存在一定的局限性,需要根据具体情况进行调整和改进。
苯乙酮的制备(6学时)【实验目的】学习利用Fridel-Crafts 酰基化反应制备芳香酮的原理和方法【实验原理】1877年法国化学家付瑞德和美国化学家克拉夫茨发现了制备烷基苯和芳酮的反应,简称为付—克反应。
制备烷基苯的反应叫付—克烷基化反应,制备芳酮的反应叫付—克酰基化反应。
Friedel —Craffs 烷基化反应可合成乙苯许多Lewis 酸可作为Friedel —Craffs 反应的催化剂:无水AlCl 3、无水ZnCl 2、FeCl 3、SbCl 3、SnCl 4、BF 3等,因为酸是一种非质子酸,在反应中是电子对的接受者,形成碳正离子,便于向苯环进攻。
在烷基化反应中,AlCl 3可以重复使用,所以烷基化反应的AlCl 3用量只需催化剂用量。
由Friedel —Craffs 酰基化反应制苯乙酮的原理:反应历程:O C O CH 3C OCH 3+ AlCl 3OC CH 3Cl + OC CH 3O AlCl 2从反应历程可看出:1. 酰基化反应:苯乙酮与当量的氯化铝形成络合物,副产物乙酸也与当量氯化铝形成盐,反应中一分子酸酐消耗两分子以上的氯化铝2. 反应中形成的苯乙酮/氯化铝络合物在无水介质中稳定,水解时,络合物被破坏,析出苯乙酮。
氯化铝与苯乙酮形成络合物后,不再参与反应,因此,氯化铝的用量是在生成络合物后,剩余的作为催化剂3. 氯化铝可以与含羰基的物质形成络合物,所以原料乙酸酐也与氯化铝形成分子络合物;另外,氯化铝的用量多时,可使醋酸盐转变为乙酰氯,作为酰化试剂,参与反应:OC CH 3Cl O C CH 3O AlCl 2+ AlOCl4. 苯用量是过量的,苯不但作为反应试剂,而且也作为溶剂,所以乙酸酐才是产率的基准试剂。
5. 酰基化反应特点:产物纯、产量高(因酰基不发生异构化,也不发生多元取代)【实验仪器及药品】药品:乙酸酐 苯 硫酸镁 盐酸 氯化铝 氢氧化钠仪器:圆底烧瓶 冷凝管 滴液漏斗 蒸馏装置 干燥管 搅拌装置【主要反应试剂及产物的物理常数】【实验装置图】图8-1 无水滴加搅拌气体吸收反应装置【实验步骤】向装有10ml 恒压滴液漏斗、机械搅拌装置和回流冷凝管(上端通过一氯化钙干燥管与氯化氢气体吸收装置相连)的100ml 三颈烧瓶中迅速加入13g (0.097mol )粉状无水三氯化铝和16ml(约14g, 0.18mol)无水苯。
苯乙酮的制备研究
苯乙酮,化学式为C6H5C(CH3)2CO,也被称为二甲基苯乙酮,是一种有机化合物。
它是一种具有水稳定性的有机溶剂,常用于有机合成和溶液聚合反应中。
苯乙酮的制备方法多样,可以通过多种途径合成。
其中最常见的方法是通过酰化反应制备。
一种常用的制备方法是通过对甲苯与COCl2(氯化亚碳)的反应制备。
具体反应步骤为:
将甲苯与COCl2反应生成叔丁基苯甲酮。
反应条件为在常温下进行,并加入催化剂,如三乙基胺(TEA)。
C6H5CH3 + COCl2 -> C6H5C(CH3)Cl + HCl
然后,将生成的叔丁基苯甲酮与盐酸反应,生成相应的盐酸酯。
通过水解反应,将盐酸酯转化为苯乙酮。
另一种制备苯乙酮的方法是通过碱性条件下的酸酐和苯乙酮水解反应。
具体步骤如下:
将酸酐与盐酸中和,生成稳定的酸盐。
然后,加入苯乙酮和氢氧化钠(NaOH)溶液,进行水解反应。
这种方法相对简单,但产率较低。
另外一种制备苯乙酮的方法是通过酰化反应。
准备好苯基甲酸和酸性催化剂,如三氧化硼(B2O3)或四甲基硅酸(TMSA)。
苯乙酮的制备研究方法有多种,可以选择适合自己实验条件和目的的方法。
每种方法都有其优缺点,需要根据具体情况进行选择。
试验十苯乙酮的合成一、简介•苯乙酮,英文:acetophenone, 或者methylphenyl ketone, acetylbenzene。
分子式C8H8O,分子量:120.15.•苯乙酮是由C.Friedel于1857年首先制备出来的。
将苯甲酸钙和乙酸钙的混合物蒸馏得到。
在褐煤焦油的重油馏分中含有少量苯乙酮。
自然界中存在于Stirlingia latifolia的精油中,可以从其中分馏结晶得到;也存在于岩蔷薇、大鄩麻、香熏草及各种植物中,还存在于海狸香净油中。
1.物理化学性质在室温下为无色至淡黄色液体或无色晶体。
具有香豆素和扁桃的气味,有甜香尖刺气息,苦的芬芳的风味。
有强的吸湿性。
熔点19.46℃;沸点201.7℃(1013kPa)、95℃(2.579kPa)、79(1.290kPa);相对密度d4201.0280;折射率n D201.5325;闪点(闭杯)82℃;粘度(20℃)0.93mPa.s;溶解度0.55%(在水中),几乎可与所有有机溶剂混溶。
2.产品规格及用途二、本次实验的目的(本次实验为考察实验)• 学习付氏酰基化反应原理和操作• 学习使用气体吸收装置以及巩固萃取、洗涤和蒸馏等基本反应操作。
三、实验原理付氏酰基化反应就是芳香化合物利用Lewis 酸,如AlCl 3、BF 3、H 2SO 4等作催化剂,与酰基化试剂,如酰氯、酸酐和羧酸等发生亲核取代反应。
四、反应操作流程• 准备:100ml 三口瓶,球冷,气体吸收装置(NaOH 的水溶液,一烧杯水中加入几粒NaOH 即可),搅拌,恒压滴液漏斗• 快速加入AlCl3和苯,滴加乙酸酐,控制反应温度,以免副反应多,显白烟。
• 保证充分反应。
滴加完毕,反应稍慢,室温加热,直到无HCl 冒出为止。
大约需要1小时。
• 将反应瓶置于冷水浴中,慢慢加入混合的盐酸—冰水,使固体溶解,若不溶解继续加酸,待固体全部进行分液,水相用30ml 石油醚萃取两次,合并有机相并用10%NaOH 和水分别洗涤。
苯乙酮制备过程一、苯乙酮的简介1. 苯乙酮呢,可是个很有趣的化学物质哦。
它的化学式是C₆H₅COCH₃,看起来有点复杂,但是就像一个独特的小怪兽在化学世界里。
它还有个名字叫乙酰苯呢。
它是一种有特殊香味的无色晶体或者浅黄色油状液体。
这种特殊的香味就像是化学世界里独特的香水味。
2. 从它的结构来看,苯环和羰基的组合,就像是两个小伙伴手拉手,这种结构赋予了它独特的化学性质。
它在有机合成中可是个重要的角色,就像一个关键的小零件在一个大机器里一样。
二、苯乙酮的制备方法1. 傅 - 克酰基化反应这是制备苯乙酮很常用的方法哦。
一般是用苯和乙酰氯或者乙酸酐作为原料。
把苯放在反应容器里,就像把一个小士兵放在战场上准备战斗。
然后加入催化剂,这个催化剂就像是指挥小士兵战斗的指挥官,常见的是无水三氯化铝。
当乙酰氯或者乙酸酐加入的时候,就像是给战场送来了武器。
反应就开始啦。
这个反应过程中会有一些热量产生,就像小士兵在战斗的时候热血沸腾一样。
反应式是C₆H₆+CH₃COCl→C₆H₅COCH₃+HCl(用乙酰氯的时候)。
在这个反应里,原料的比例很重要呢。
如果苯的量太少,可能就不能很好地进行反应,就像一场战斗里士兵数量不够就难以取得胜利。
而且反应的温度也要控制好,一般是在一定的温度范围内,就像小士兵在合适的天气里战斗才能发挥最大的能力。
如果温度太高或者太低,反应可能就会出问题,要么反应不完全,要么会产生一些不需要的副产物。
2. 乙苯氧化法这种方法是把乙苯作为原料。
乙苯就像是一个有待加工的原材料。
在氧化剂的作用下,就像给这个原材料加上了魔法,把乙苯氧化成苯乙酮。
不过这个氧化剂的选择很关键哦,就像挑选合适的魔法棒一样。
常见的氧化剂有氧气、过氧化氢等。
这个反应过程也不是那么简单的,要考虑到反应的时间、反应的压力等因素。
如果反应时间太短,乙苯可能没有完全被氧化,就像魔法施展了一半就停止了。
如果反应压力不合适,也会影响反应的进行,就像魔法施展的环境不对。
苯乙酮的制备苯乙酮的制备(6学时)【实验目的】学习利用Fridel-Crafts酰基化反应制备芳香酮的原理和方法【实验原理】1877年法国化学家付瑞德和美国化学家克拉夫茨发现了制备烷基苯和芳酮的反应,简称为付—克反应。
制备烷基苯的反应叫付—克烷基化反应,制备芳酮的反应叫付—克酰基化反应。
Friedel—Craffs 烷基化反应可合成乙苯许多Lewis酸可作为Friedel—Craffs反应的催化剂:无水AlCl3、无水ZnCl2、FeCl3、SbCl3、SnCl4、BF3等,因为酸是一种非质子酸,在反应中是电子对的接受者,形成碳正离子,便于向苯环进攻。
在烷基化反应中,AlCl3可以重复使用,所以烷基化反应的AlCl3用量只需催化剂用量。
由Friedel—Craffs酰基化反应制苯乙酮的原理:反应历程:从反应历程可看出:1.酰基化反应:苯乙酮与当量的氯化铝形成络合物,副产物乙酸也与当量氯化铝形成盐,反应中一分子酸酐消耗两分子以上的氯化铝2.反应中形成的苯乙酮/氯化铝络合物在无水介质中稳定,水解时,络合物被破坏,析出苯乙酮。
氯化铝与苯乙酮形成络合物后,不再参与反应,因此,氯化铝的用量是在生成络合物后,剩余的作为催化剂3.氯化铝可以与含羰基的物质形成络合物,所以原料乙酸酐也与氯化铝形成分子络合物;另外,氯化铝的用量多时,可使醋酸盐转变为乙酰氯,作为酰化试剂,参与反应:4.苯用量是过量的,苯不但作为反应试剂,而且也作为溶剂,所以乙酸酐才是产率的基准试剂。
5.酰基化反应特点:产物纯、产量高(因酰基不发生异构化,也不发生多元取代)【实验仪器及药品】药品:乙酸酐苯硫酸镁盐酸氯化铝氢氧化钠仪器:圆底烧瓶冷凝管滴液漏斗蒸馏装置干燥管搅拌装置【主要反应试剂及产物的物理常数】名称分子质量颜色晶型mpbpD溶解度H2O乙醇乙醚乙酸酐Col,liq-731401.082溶sdh∞苯无色液体5.580.50.879不溶abs∞氯化铝133.34Wh delqhex194181subl2.44 10012.5abss苯乙酮120.15无色液体20.52021.0281微溶溶溶【实验装置图】图8-1无水滴加搅拌气体吸收反应装置【实验步骤】向装有10ml恒压滴液漏斗、机械搅拌装置和回流冷凝管(上端通过一氯化钙干燥管与氯化氢气体吸收装置相连)的100ml三颈烧瓶中迅速加入13g(0.097mol)粉状无水三氯化铝和16ml(约14g,0.18mol)无水苯。
实验答案:3.2正常情况下,这时所得馏出液约50一60ml。
用酒精比重计测定馏出液的重量百分浓度一般可达88%一92%,记录馏出液的馏出温度范围、体积、浓度以及初馏液和残余液的体积。
实验约需时间2h。
3.41、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次蒸馏。
2、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。
3、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。
3.91)重结晶时,溶剂的用量为什么不能过量太多,也不能过少?正确的应该如何?答:过量太多,不能形成热饱和溶液,冷却时析不出结晶或结晶太少。
过少,有部分待结晶的物质热溶时未溶解,热过滤时和不溶性杂质一起留在滤纸上,造成损失。
考虑到热过滤时,有部分溶剂被蒸发损失掉,使部分晶体析出留在波纸上或漏斗颈中造成结晶损失,所以适宜用量是制成热的饱和溶液后,再多加20%左右。
2)用活性炭脱色为什单要待固体物质完全溶解后才加入?为什么不能在溶液沸腾时加入?答:活性炭可吸附有色杂质、树脂状物质以及均匀分散的物质。
因为有色杂质虽可溶于沸腾的溶剂中,但当冷却析出结晶体时,部分杂质又会被结晶吸附,使得产物带色。
所以用活性炭脱色要待固体物质完全溶解后才加入,并煮沸5-10min。
要注意活性炭不能加入已沸腾的溶液中,以一免溶液暴沸而从容器中冲出。
3)使用有机溶剂重结晶时,哪些操作容易着火?怎样才能避免呢?答:有机溶剂往往不是易燃就是有一定的毒性,也有两者兼有的,操作时要熄灭邻近的一切明火,最好在通风橱内操作。
常用三角烧瓶或圆底烧瓶作容器,因为它们瓶口较窄,溶剂不易发,又便于摇动,促使固体物质溶解。
若使用的溶剂是低沸点易燃的,严禁在石棉网上直接加热,必须装上回流冷凝管,并根据其沸点的高低,选用热浴,若固体物质在溶剂中溶解速度较慢,需要较长时问,也要装上回流冷凝管,以免溶剂损失。
4)使用布氏漏斗过滤时,如果滤纸大于漏斗瓷孔面时,有什么不好?答:如果滤纸大于漏斗瓷孔面时,滤纸将会折边,那样滤液在抽滤时将会自滤纸边沿吸入瓶中,而造成晶体损失。
所以不能大,只要盖住瓷孔即可。
5)将溶液进行热过滤时,为什么要尽可能减少溶剂的挥发?如何减少其挥发?答:溶剂挥发多了,会有部分晶体热过滤时析出留在滤纸上和漏斗颈中,造成损失,若用有机溶剂,挥发多了,造成浪费,还污染环境。
为此,过滤时漏斗应盖上表面皿(凹面向下),可减少溶剂的挥发。
盛溶液的容器,一般用锥形瓶(水溶液除外),也可减少溶剂的挥发。
6)在布氏漏斗中用溶剂洗涤固体时应该注意些什么?答:用重结晶的同一溶剂进行洗涤,用量应尽量少,以减少溶解损失。
如重结晶的溶剂的熔点较高,在用原溶剂至少洗涤一次后。
可用低沸点的溶剂洗涤,使最后的结晶产物易于干燥,(要注意此溶剂必须能和第一种溶剂互溶而对晶体是不溶或微溶的)。
5.1 产量:约10g(约6.6mL).产率:约73%.5.2 产量约10.5~12.5g 产率(约57%~68%)6.1熔点145℃(理论产量为300 mg )6.2熔点234.5℃(理论产量为70 mg )6.3 产量约4g ,产率约54%.6.47.1苯乙酮的合成(6学时)实验目的1.学习制取苯乙酮的原理和方法.2.学习在无水条件下的有机化学实验基本操作3.复习反应中放出气体的吸收方法.4.复习机械搅拌操作和滴液漏斗的使用方法.5.参考注解,学习减压蒸馏操作.实验原理 需用药品:苯(无水):35 g 或40mL [1](0.45 mol) 氯化铝(无水):20g(0.15 mol) 乙酸酐:6.5g 或6mL(0.064mol) 浓盐酸,溶剂苯,5%氢氧化钠溶液,无水硫酸镁 实验步骤:本实验所用的仪器和药品都必须是干燥的.在100mL 三口烧瓶的中口装置液封搅拌器,液封管内盛浓硫酸,一侧口装50 mL 滴液漏斗,另一侧口装回流冷凝管,其上口连接氯化钙干燥管及气体吸收装置[2],参照图1—10(d)及图l —6(a).迅速称取研碎的20 g 无水氯化铝[3],立即放入三口烧瓶中,再加入30 mL 无水苯[4].在滴液漏斗中放入6 mL 乙酸酐[5]和10mL 无水苯,充分混合.开动搅拌器,在搅拌下将此混合液慢慢滴入三口烧瓶中.反应很快开始,放出氯化氢气体,烧瓶内反应物温度升高,苯缓慢回流.滴加速度以控制反应温度在40℃左右为宜.要防止反应物剧烈沸腾.大约经过20min ,滴加完毕.关闭滴液漏斗旋塞.当反应渐趋缓和,将烧瓶置水浴中加热[6],继续回流约1 h ,至无氯化氢气体逸出为止.三口烧瓶稍冷却后浸入冷水浴中,然后在通风橱内把反应物慢慢地倒入盛有50mL 冰水的烧杯中,同时不断搅拌.加入50 ml 浓盐酸[7],使析出的氢氧化铝沉淀溶解,如仍有固体存在,可再加入少许浓盐酸,直至完全溶解.将此溶液转移到分液漏斗中,静置,分出苯层.水层用30mL 苯分两次萃取,合并苯溶液,依次用5%氢氧化钠溶液和水各20mL 洗涤,分出苯层.用30mL 圆底烧瓶,按图2—2装配蒸馏装置,将温度计换成滴液漏斗,并将接引管支管所连的橡皮管通入水槽或引至室外,将苯溶液倒入滴液漏斗中,先放出l /2~l /3苯溶液到圆底烧瓶中,用水浴加热蒸馏,当有苯液馏出时,开始滴加,并控制滴液速度与馏出速度相等(1~2滴/s),直到蒸不出苯为止[8].卸去滴液漏斗,换上250℃温度计,擦干圆底烧瓶底部,在石棉网上小火继续蒸去残余的苯.当温度升至140℃左右时停止加热.稍冷后换上空气冷凝管,用锥形瓶接收馏出液,收集195~202℃的馏分[9].称量,测折光率,记录苯乙酮的红外光谱,并与图2—32(b)作比较.产量:约4~5g .产率:52%~65%. ·纯苯乙酮为无色油状液体,熔点20.5℃,沸点202℃,204d l .028, 20D n 1.53718.注 解[1)苯既是反应物,又是溶剂,故实际用量较大.如果在室温下芳烃是固态,则要用其他溶剂如用经无水氯化钙干燥过的石油醚(60—90℃的馏分)作溶剂.[2]玻璃漏斗不要浸入液面以下,以免倒吸.[3]本实验所用的氯化铝必须是无水的,其质量的优劣是实验成败的关键.无水氯化铝为小颗粒或粗粉状,暴露于空气中会立刻冒白烟,极易吸水分解而导致失效.称取和加入无水氯化铝均需快速操作,可在带塞的锥形瓶中称量,尽量缩短暴露在空气中的时间.其物质的量一般是酸酐的2.2—2.4倍.[4]可用无水氯化钙干燥纯苯过夜,过滤后使用,效果良好.苯最好不含噻吩,可用相当于苯体积15%的浓硫酸多次洗涤苯,直到不含噻吩为止,然后依次用水、10%氢氧化钠溶液、水洗涤,再用无水氯化钙干燥后蒸馏,得到干燥的无噻吩苯.或以市售不含噻吩的石油苯干燥后使用.检验苯中噻吩的方法:取1 mL试样加入2mL含0.1%靛红的浓硫酸溶液,振荡,酸层如出现浅蓝绿色,表明含噻吩.[5]乙酸酐要求临用前重新蒸馏,收集137一140℃馏分。
用酸酐作酰基化试剂。
产率一般比酰氯好.[6]这是费里德—克拉夫茨(Friedel—Crafts)酰基化反应.温度高对反应不利,故一般控制反应温度在60℃以下.[7]加入盐酸,破坏苯乙酮与氯化铝形成的络合物,使苯乙酮释出.此时放出氯化氢气体和大量的热,故需慢慢地少量多次加入,且在通风橱中进行.[8]苯溶液中少量水分随苯恒沸蒸出.[9]最好用减压蒸馏.苯乙酮在不同压力下的沸点如下表:思考题1.为什么本实验要求所用仪器和试剂均应无水?2.为什么氯化铝和苯都要求过量?3.为什么要用含盐酸的冰水来分解反应混合物?4.还可用什么酰基化试剂代替乙酸酐来制苯乙酮?5.为什么要求所用的苯不含噻吩?如何除去苯中的噻吩?6.指出如何由费里德—克拉夫茨反应制备下列化合物?设计出操作方案(1)苄基苯基酮;(2)对硝基二苯酮.7.2乙酰苯胺的合成一、实训目的1.掌握苯胺的乙酰化反应。
2.进一步熟练掌握分馏、回流及重结晶的基本操作。
二、实训原理苯胺与冰醋酸进行酰基化反应可制得乙酰苯胺,化学反应方程式为:为了提高乙酰苯胺的产量,可将反应过程中生成的水不断蒸馏除去,所得的粗产品经过重结晶纯化,可得纯乙酰苯胺。
三、仪器和药品短颈圆底烧瓶、锥形瓶、维氏分馏柱、温度计、玻璃管、橡皮管、刻度吸管、烧杯、量筒、短颈玻璃漏斗、保温漏斗、抽滤瓶、布氏漏斗、抽气设备、铁架台;苯胺、冰醋酸、锌粉、活性炭。
四、实训步骤1.制备乙酰苯胺粗品。
按图4-2安装好仪器。
烧瓶中加入l0ml新蒸馏的苯胺和15ml 冰醋酸及0.1g锌粉。
用小火隔石棉网加热,保持混合液微沸10min,再逐步升温至100℃左右,当有馏出液时,保持温度105℃左右反应1~2h。
当温度下降时,表明反应完成,停止加热。
趁热将反应混合物倒入盛有100ml冷水烧杯中,即有白色结晶析出,搅拌冷却后,用布氏漏斗抽滤,用5~10ml冷水洗涤,抽干,得粗乙酰苯胺约10g。
2.精制乙酰苯胺。
把粗品乙酰苯胺放入250ml锥氏瓶中,加入150ml蒸馏水,加热煮沸,不断搅拌使其完全溶解为止。
若所得溶液颜色较深,可移去热源,稍冷后,加0.5g粉状活性炭,搅拌,并加热沸腾1~2min即可脱色,趁热用折叠滤纸和保温漏斗过滤。
滤完后,用10ml热蒸馏水洗涤滤纸和活性炭上的晶体。
然后将滤液在室温下静置,慢慢冷却,即析出白色片状的乙酰苯胺晶体,抽滤,用洁净玻璃塞挤压晶体,以尽量除去母液,用5ml 冷蒸馏水洗涤两次,抽干。
取出晶体放在表面皿上干燥。
称重,测定熔点(文献值:114.3℃)五、结果与分析:反应产率=实际产量/理论产量×100%六、思考题1、为什么要准确量取苯胺,而醋酸却不必?反应中加锌粉的目的是什么?2、本实验采取了哪些方法提高乙酰苯胺的产率?乙酰苯胺实验原理需用药品苯胺:5.1 g或5 mL(0.055 m01)冰醋酸:7.8g或7.4 mL(0.13 m。
1)锌粉,活性炭实验步骤将5.1 g新蒸的苯胺”:、7.8g冰醋酸和0.1 g锌粉”’加入30 mL圆底烧瓶中.瓶上接一支短的维氏分馏柱‘”,柱顶插150℃温度计,柱的支管接一根弯玻璃管,后者插入锥形瓶中,用以收集反应中蒸出的稀醋酸.用小火慢慢加热烧瓶至微沸,控制火焰,使柱顶温度保持在105℃左右,反应约40~60min.当柱顶温度下降或烧瓶内出现白色雾时,反应基本完成,停止加热.在搅拌下,趁热‘‘’将烧瓶中的物料以细流状倒人盛有100 mL冷水的烧杯中,剧烈搅拌,然后冷却烧杯至室温时抽滤.用玻璃瓶塞将滤饼压干,再用5~10 mL冷水洗涤,再抽干.将此粗乙酰苯胺滤饼放入盛有150mL热水“‘的200mL烧杯中,加热,使其溶解.若溶液沸腾时仍有未溶解的油珠‘“,应补加热水,直至油珠消失为止.稍冷后”’,加入约0.2 g粉末状活性炭,在搅拌下加热煮沸1~2 min,趁热抽滤,过滤用的漏斗应预热.将滤液慢慢冷至室温结晶,抽滤,尽量压干滤饼.产物放在干净的表面皿中晾干.称量,测熔点,记录乙酰苯胺的红外光谱,并与图2—35(c)作比较.产量:约5.0g.产率:约67%.纯乙酰苯胺是无色片状晶体,熔点114℃注:解C1]可以用§3—8实验制备的苯胺.苯胺在空气中放置颜色会变深,影响酰化产物的质量和产率,故要用新蒸的苯胺.·[2]锌粉的作用是防止苯胺氧化.锌粉不能加得过多,否则在后处理中会出现不溶于水的氢氧化锌.用新蒸的苯胺时,也可以不加锌粉.:。