有机化学实验指导书
材料学院
实验一 乙酸乙酯的制备（微型化学实验）
一、实验目的
1．了解酯化反应的原理和酯的制备方法。
2．学习并掌握微型蒸馏、回流、分液等操作技能。 二、实验原理
羧酸酯一般由醇和羧酸在少量酸性催化剂（如浓硫酸）的存在下，发生酯化反应而制得。酯化反应是可逆反应，如何促使反应有利于酯的生成，应根据具体情况决定。
本实验是用乙醇和乙酸在少量浓硫酸的催化下，反应生成乙酸乙酯。它与水能形成二元共沸物，沸点70.4℃，低于乙醇和乙酸的沸点，很易蒸出，这是酯类制备中常用的方法。
主反应：
CH 3COOH
+
CH 3CH 2OH
24CH 3COOC 2H 5
+
H 2O
副反应：
H 2O
2CH 3CH 2OH
H SO C 2H 5-O-C 2H 5
+
三、仪器与药品
1．仪器
25mL 三口平底烧瓶，直形和球形冷凝管，H 型分馏头，5mL 和10mL 锥形瓶，分液漏斗，10mL 圆底烧瓶，温度计和温度计套管。
2．药品规格用量
无水乙醇 12mL(5.4g , 205.6mmol) 冰醋酸 7.6mL(7.92g , 132.8mmol) 浓硫酸 0.8mL(1.47g , 15mmol)
四、实验步骤
1、制备：
如图6-2装置仪器，向三口瓶中加入12mL(5.4g , 205.6mmol)无水乙醇和7.6mL(7.92g , 132.8mmol)冰醋酸[1]
，再加入0.8mL 浓硫酸。摇匀，接通冷凝水，加热，使溶液保持微沸，回流20~60分钟。
2、蒸馏：
将制备产物冷却，按图6-3装置仪器，加热蒸出约2/3的液体。大致蒸到蒸馏液泛黄，馏出速度减慢为止。
产量4.0~5.2g ，产率35%~55%。产品称重。 本实验约需3-4小时。
图6-2 乙酸乙酯的合成装置图6-3 粗乙酸乙酯的蒸馏装置
五、结果与讨论
实验中，通过改变实验条件所得结果，发现乙醇过量比乙酸过量所得产品产率较高，又因乙酸比乙醇价格高，所以选用乙醇过量。同时，在适当范围内，改变反应时间，对产率及纯度影响不大，所以选用较短时间，实验结果见表6-2。
表6-2 不同实验条件对实验结果的影响
表6-3 乙酸乙酯与水、乙醇的共沸混合物
六、附注
[1]冰醋酸在16.6℃以下凝结为固体。若室温低于16.6℃，加料前应稍稍加热使其融化。
在水中有一定的溶解度（17份水可溶解1份乙酸乙酯），故采用饱和氯化钠溶液代替，以减少酯的损失。
[2]乙酸乙酯可与水、乙醇形成二元、三元共沸物，其组成及沸点见表6-3。
因此，有水、醇存在，使沸点降低，影响产率。
七、思考题
1．酯化反应有何特点？
2．采取什么措施可提高酯的收率？馏出液中含有哪些组分？
3.
实验二聚乙烯醇缩甲醛的制备
一、实验目的
1加深对高分子化学反应基本原理的理解。
2了解缩醛化反应的主要影响因素。
3.掌握聚乙烯醇缩甲醛的制备方法.
二、实验原理
1. 早在1931年，人们已经研制出聚乙烯醇的纤维，但由于PVA的水溶性而无法实际应用。利用“缩醛化”减少水溶性，使PVA 有了较大的实际应用价值。目前，聚乙烯醇缩醛树脂在工业上被广泛用于生产黏合剂、涂料、化学纤维。品种主要有聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩甲乙醛、聚乙烯醇缩丁醛等。其中以聚乙烯醇缩甲醛和聚乙烯醇缩丁醛最为重要。前者是化学纤维“维尼纶”和“107”建筑胶水的主要原料，后者可用于制造“安全玻璃”。
2. 聚乙烯醇缩甲醛随缩醛度的不同，性质和用途有所不同，缩醛度在35%左右，就得到人们所称为“维尼纶”的纤维，纤维的强度是棉花的1.5∽2.0倍，吸湿性5%，接近天然纤维，故又称为“合成棉花”，如果控制强度在较低水平，由于聚乙烯醇缩甲醛分子中含有羟基、乙酰和醛基，因此有较强的黏结性能，可用作胶水，用来黏结金属、木材、玻璃、陶瓷、橡胶等。
聚乙烯醇缩甲醛是由聚乙烯醇在酸性条件下与甲醛缩合而成的。其反应方程式如下：
由于几率效应，聚乙烯醇中邻近羟基成环后，中间往往会夹着一些无法成环的孤立的羟基，因此缩醛化反应不完全。为了定量表示缩醛化的程度，定义已缩合的羟基量占原始羟基量的百分数为缩醛度。
由于聚乙烯醇溶于水，而反应产物聚乙烯醇缩甲醛不溶于水，因此，随着反应的进行，最初的均相体系将逐渐变成非均相体系。本实验是合成水溶性聚乙烯醇缩甲醛胶水，实验中要控制适宜的缩醛度，使体系保持均相。如若反应过于猛烈，则会造成局部高缩醛度，导致不溶性物质存在于胶水中，影响胶水质量。因此，反应过程中，要严格控制催化剂用量、反应温度、反应时间及反应物比例等因素。
四、实验步骤
1. 安装好合成装置。
2. 250mL三口瓶中加人90mL去离子水,装上搅拌。加入10g聚乙烯醇。
3. 加热至95℃，加温直至聚乙烯醇全部溶解。
4. 降温至80℃，加入4mL甲醛溶液，搅拌15min。加0.25 mol·L-1稀盐酸15ml，控制反应体系。继续搅拌0.5-2h，反应体系逐渐变稠。当体系中出现气泡或有絮状物产生时，冷却，出料，得无色透明黏稠液体，即为一种化学胶水。
五、结果与讨论
1. 由于缩醛化反应的程度较低，胶水中尚有未反应的甲醛，产物往往有甲醛的刺激性气味。反应结束后胶水的pH值调至弱碱性有以下作用：可防止分子链间氢键含量过大，体系黏度过大；缩醛基团在碱性环境下较稳定。
2. 为什么缩醛度增加，水溶性会下降？
3. 为什么以较稀的聚乙烯醇溶液进行缩醛化?
4. 聚乙烯醇缩醛化反应中，为什么不生成分子间交联的缩醛键？
