实验八  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、掌握浓缩、过滤及重结晶等操作技能

二、实验原理

三、实验药品及其物理常数

环己醇：2g 2.1ml (0.02mol)；高锰酸钾 6g (0.038mol)；0.3N氢氧化钠溶液 50ml；亚硫酸氢钠；浓盐酸

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.

氧化剂可用浓硝酸、碱性高锰酸钾或酸性高锰酸钾。本实验采用碱性高锰酸钾作氧化剂

五、实验装置

六、操作步骤

     （1）向250ml烧杯内加入50ml 0.3N氢氧化钠溶液，置于磁力搅拌上；

    （2）边搅拌边将6g 高锰酸钾溶解到氢氧化钠溶液中；

（3）用滴管滴加2.1ml 环己醇到上述溶液中，维持反应物温度为43～47 ℃。

（4）当醇滴加完毕且反应混合物温度降低至43 ℃左右时，沸水浴将混合物加热，使二氧化锰凝聚。

（5）在一张平整的滤纸上点一小滴混合物以试验反应是否完成，如果观察到试液的紫色存在，那么可以用少量固体亚硫酸氢钠来除掉过量的高锰酸钾。

（6）趁热抽滤，滤渣二氧化锰用少量热水洗涤3次(每次2 mL)，每次尽量挤压掉滤渣中的水分；

（7） 合并滤液和洗涤液，用4ml浓盐酸酸化至pH2.0；

（8） 小心地加热蒸发使溶液的体积减少到10ml左右，冷却，分离析出的己二酸。

    （9） 抽滤、洗涤、烘干、称重、计算产率。

（10）测量产品的熔点和红外光谱，并与标准光谱比较。

【操作要点及注意事项】

1.KMnO4要研细,以利于KMnO4充分反应。

2. 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（1-2滴/秒），否则，因反应强烈放热，使温度急剧升高而引起爆炸。

3.严格控制反应温度,稳定在43～47℃之间。

4.反应终点的判断：

   (1)反应温度降至43℃以下。

   (2)用玻璃棒蘸一滴混合物点在平铺的滤纸上,若无紫色存在表明已没有KMnO₄。

5.用热水洗涤MnO₂滤饼时,每次加水量约5～10 ml，不可太多。

6.用浓盐酸酸化时，要慢慢滴加，酸化至pH＝1～3。

7.浓缩蒸发时,加热不要过猛,以防液体外溅。浓缩至10 ml左右后停止加热，让其自然冷却、结晶。

8. 环己醇常温下为粘稠液体，可加入适量水搅拌，便于用滴管滴加；

9. 此反应是放热反应，反应开始后会使混合物超过45℃，假如在室温下反应开始5min后，混合物温度还不能上升至45℃，则可小心温热至40℃，使反应开始；

10. 要不断振摇或搅拌，否则极易爆沸冲出容器；

11. 最好是将滤饼移于烧杯中，经搅拌后再抽滤；

12. 为了提高收得率，最好用冰水冷却溶液以降低己二酸在水中的溶解度。

七、实验结果

1、产品性状：                    ； 2、理论产量：2.08g；

3、实际产量：                    ； 4、产率：                          .

四、实验步骤

在装有回流冷凝管、温度计、和滴液漏斗的100 mL三颈烧瓶中，放置18 mL (0.18 mol) 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。

滴液漏斗中加入6 mL（约0.06 mol）环己醇。

三颈烧瓶用水浴预热到50 ^oC左右，移去水浴，先滴入5~6滴环己醇，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，调节滴加速度，使瓶内温度维持在50~60^oC之间。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。

加完后继续搅拌，并用80~90 ^oC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5.1 g，mp为153 ^oC。

五、实验注意点

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。

第二篇：聚己二酸己二酯的制备

实验07

聚己二酸乙二酯的制备

具有双官能团或多官能团的单体通过缩合反应，彼此连在一起，同时消除小分子副产物，生成长链高分子的反应称为缩聚。缩聚反应分为线性缩聚反应和体型缩聚反应，利用缩聚反应能制备很多品种的高分子材料。

一．实验目的

1．本实验将通过改变己二酸乙二酯制备的反应条件，了解其对反应程度的影响；

2.分析副产物的析出情况，进一步了解聚酯类型的缩聚反应的特点。

二．实验原理

线性缩聚反应的特点是单体的双官能团间相互反应，同时析出副产物，在反应初期，由于参加反应的官能团数目较多，反应速度较快，转化率较高，单体间相互形成二聚体、三聚体、最终生成高聚物。

aAa+bBb?aABb+ab

aABb+aAa?aABAa+ab或aABb+bBb?bBABb+ab

a(AB)mb+a(AB)nb?a(AB)m+nb+ab

整个线性缩聚是可逆平衡反应，缩聚物的分子量必然受到平衡常数的影响。利用官能团等活性的假设，可近似的用同一个平衡常数来表示其反应平衡特征。聚酯反应的平衡常数一般较小，K值大约在4～10之间。当反应条件改变时，例如副产物ab从反应体系中蒸除出去，平衡即被破坏。除了单体结构和端基活性的影响外，影响聚酯反应的主要因素有：配料比，反应温度，催化剂，反应程度、反应时间、去除水的程度等。

配料比对反应程度和聚酯的分子量大小的影响很大，体系中任何一种单体过量，都会降低聚合程度；采用催化剂可大大加快反应速度；提高反应温度一般也能加快反应速度，提高反应程度，同时促使反应生成的低分子产物尽快离开反应体系，但反应温度的选择是与单体的沸点、热稳定性有关。反应中低分子副产物将使逆反应进行，阻碍高分子产物的形成，因此去除副产物越彻底，反应进行的程度越大。为了去除水分，本实验可采取提高反应温度，降低系统压力，提高搅拌速度和通入惰性气体等方法。此外，在反应没有达到平衡，链两端未被封锁的情况下，反应时间的增加也可提高反应程度和分子量。

在配料比严格控制在1:1时，产物的平均聚合度Xn与反应程度(P)具有如下关系：Xn＝1/(1-P)，假如要求Xn=100，则需使P＝99％，因此，要获得较高分子量的产品，必须提高反应程度，反应程度可通过析出的副产物的量计算：P＝n/n0，其中n为收集到的副产物的量，n0为反应理论产生的副产物的量。

本实验由于实验设备、反应条件和时间的限制，不能获得较高分子量产物，只能通过反应条件的改变，了解缩聚反应的特点以及影响反应的各种因素。

聚酯反应体系中，有羧基官能团存在，因此通过测定反应过程中的酸值的变化，可了解反应进行的程度(或平衡是否达到)。

三．主要仪器和试剂

实验仪器：

实验仪器装置如图7－1、图7－2，其中包括250ml三口瓶一个、搅拌器一个、分水器一个，温度计一个、球形冷凝管一个，100ml和250ml量筒各一个，培养皿。

实验试剂：

己二酸，乙二醇，对甲苯磺酸，十氢萘。

四．实验步骤

实验仪器装置如图7－1、图7－2所示：

在三口瓶中先后加入己二酸36.5克和乙二醇14ml，少量对甲苯磺酸及15ml

十氢萘，分水器内加入15ml十氢萘。用电热锅加热，在搅拌下15min内升温至160?C并保持(160±2)℃1.5小时，每隔15分钟记录一次析出水量。然后将体系升温至(200±2)℃再保持此温度1.5小时，同时每隔15分钟记录一次析出水量。

将反应装置改成减压系统(放出分水器中的水，在(200±2)℃，13.3KPa(100mmHg)压力下反应0.5小时，同时记录在此条件下的析水量。反应

停止，趁热倒出聚合物，冷却后，得白色蜡状固体，称重。

图7－1聚己二酸乙二醇酯制备装置图7－2聚酯减压装置

1．250ml三口烧瓶；2.温度计；3.搅拌器；4.分水器；5.球形冷凝管

实验07

聚己二酸乙二酯的制备

班级：姓名：学号：同组实验者：指导教师签字：实验日期：评分：（实验过程中，认真记录并填写本实验数据，实验结束后，送交指导教师签字）实验数据记录：己二酸用量：

十氢萘用量：

聚合温度：

聚合物重量：

产率：克克℃克％乙二醇用量：聚合时间：毫升小时实验过程记录：

讨论与问题

1．本实验起始条件的选择原则是什么？说明采取实验步骤和装置的原因。

2．根据实验结果画出累积分水量与反应时间的关系图，并讨论反应特点，讨论分水量与反应程度、聚合度的关系。

3．如何保证投料配比的等摩尔数？