吉林农业大学
有 机 化 学 实 验 论 文
实 验 名 称：正丁醚的制备
学 院：中药材学院
专 业： 植物科学与技术
班 级： 10-72班
姓 名： 卞兴学 号 07107225
指 导 教 师： 赵淑杰
日 期： 2011.10.26
正丁醚的制备
[内容提要]
本实验以正丁醇为原料，以浓硫酸为脱水剂来制备正丁醚。由于原料正丁醇和产物正丁醚的沸点都比较高，因此在实验中采用控制加热温度、并将生成的水或水的共沸物不断蒸出的方法来促使平衡的移动，以提高产率。使用分水器可以达到这一目的。实验包括回流、蒸馏、分液漏斗的使用、水分离器的使用等基本操作。
[目的要求]
1. 掌握醇分子间脱水制醚的反应原理和实验方法。
2. 学习使用带有水分离器的实验操作。
[实验关键]
1. 控制好反应温度。
2. 碱洗时，不要剧烈地振摇分液漏斗，否则会形成乳浊液而难以分层。
3. 洗涤时，一定要除净粗产物中未反应的正丁醇。
4. 粗产物要干燥完全。
[预备知识]
醇是有机合成中常用的溶剂和萃取剂。脂肪族低级单纯醚通常由两分子醇在酸性脱水催化剂存在下发生分之间脱水来制备。实验室常用浓硫酸作为脱水剂，此外，还可以用磷酸、芳香族磺酸或离子交换树脂等作为脱水剂。
该法适用于从低级伯醇制备单纯醚，反应室SN2反应；用仲醇制醚时产量不高；用叔醇为原料，则主要发生分子内脱水生成烯烃的反应。
该类反应时可逆反应，因此，在实验操作上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醚的方向移动。同时，必须严格控制反应温度，以减少副产物烯烃剂二烷基硫酸酯的生成。此外，用浓硫酸做脱水剂时，由于浓硫酸的氧化作用，往往会有少量氧化产物和二氧化硫生成。
混合醚和冠醚通常用Williamson合成法制备，即用卤代烷、磺酸酯及硫酸酯与醇钠或酚钠反应，该反应是一个SN2反应。
工业上常采用在脱水催化剂（氧化铝、硫酸铝等）存在下进行气相醚化来制备醚。
[反应式]
2CH3CH2CH2CH2OH→(CH3CH2CH2CH2) 2O+H2O
可能的副反应有：
CH3CH2CH2CH2OH→CH3CH2CH2=CH2+H2O
CH3CH2CH2CH2OH→CH3CH2CH2COOH+SO2+ H2O
SO2+ H2O→H2SO3
[药品]
正丁醇 5毫升 0.054摩尔
浓硫酸 1毫升
无水氯化钙，碳酸氢钠，氯化钠。
[实验操作]
装置如图1-4。
在烧瓶中放正丁醇5毫升，浓硫酸1毫升。振摇均与[1]，加几粒沸石。在分水器中放入（V-0.6毫升）饱和食盐水[2]。然后加热烧瓶，保持反应温度在120℃左右，直至分水器全部被水充满时停止加热。稍冷后把反应液连同分水器中的食盐水倒入分液漏斗中，缓慢加入5毫升5%碳酸氢钠溶液，振摇后静置分层。分区下层液体，再用5毫升水洗涤一次，分去下层，上层转入干燥的三角瓶中，用无水氯化钙[3]干燥至澄清后蒸馏。收集138-142℃馏分，产量1-1.2克。
纯正丁醚为无色透明液体，沸点142℃，d204 0.7694。
[附注]
必须振摇均匀，否则浓硫酸沉于底部，加热后浓硫酸使有机物脱水变黑。
v为分水器的体积。用饱和食盐水是为了降低正丁醚和正丁醇在水中的溶解度。亦可用丁字管代替分水器与普通烧瓶连接成简易分水装置（如图2-24）。此时不必加饱和食盐水。
无水氯化钙既可吸水，又可除去未作用的正丁醇。
注意：
1 正丁醇和浓硫酸混合时，边摇边慢慢加入浓硫酸，并要摇匀，否则易变黑。
2 如果反应液颜色较黑，可待反应物稍冷，撤除分水器，改成蒸馏装置，加入几粒沸石，进行蒸馏至无馏出液为止。将馏出液倒入分液漏斗，如上一样进行后面的处理。
3 反应时间约20分钟。反应温度可控制在100-115℃左右也可。（共沸物）
水-正丁醇 沸点93℃，含水45.5%
水-正丁醚 沸点94.1℃，含水33.4%
水-正丁醇-正丁醚 沸点90.6℃，含水29.9%，含正丁醚35.5%
正丁醇-正丁醚 沸点117.6℃，含正丁醚17.5% （反应开始时，最主要的共沸温度）。
第二篇：正丁醚的制备
正丁醚的制备
一、目的要求
1．掌握醇分子间脱水制醚的反应原理和实验方法。
2．学习分水器的实验操作。
3．巩固分液漏斗的实验操作。
二、基本原理
反应式
主反应：
副反应：
物理常数
:
四、实验步骤
在50 mL两颈瓶中加入5.2 mL 正丁醇， 0.8 mL 浓硫酸，两粒沸石，摇动混合均匀，
安好装置。分水器内加水至支管后放去0.5 mL水即分水器内有( V—0.5 ) mL水。开始小火加热，保持瓶内液体微沸，开始回流，温度控制在134~135 ℃，待分水器已全部被水充满时表示反应已基本完成（约需1小时），停止加热。
反应物冷却后，把混合物连同分水器里的水一起倒入内盛7 mL水的分液漏斗中，充分振摇。
静止后，分出产物粗制正丁醚，用50 % H2SO4洗涤两次（3 mL × 2），再用5 mL水洗涤一次。分出有机层。用无水氯化钙干燥产品。
将干燥后的粗产品倒入圆底烧瓶中蒸馏（注意不要把氯化钙倒入瓶中！），收集139~142 ℃的馏分。称量产品，计算产率，测定折光率及红外光谱。
五、实验装置
六、注意事项
1. 加料时，正丁醇和浓硫酸如不充分摇动混匀，硫酸局部过浓，加热后易使反应溶液变黑。
2. 按反应式计算，生成水的量约为0.8 g左右，但是实际分出水的体积要略大于理论计算量，因为有单分子脱水的副产物生成。
3. 本实验利用恒沸混合物蒸馏方法，采用分水器将反应生成的水层上面的有机层不断流回到反应瓶中，而将生成的水除去。在反应液中，正丁醚和水形成恒沸物，沸点为94.1 ℃，含水33.4 %。正丁醇和水形成恒沸物，沸点为93 ℃，含水45.5 %。正丁醚和正丁醇形成二元恒沸物，沸点为117.6 ℃，含正丁醇82.5 %。此外正丁醚还能和正丁醇、水形成三元恒沸物，沸点为90.6 ℃，含正丁醇34.6 %，含水29.9 %。这些含水的恒沸物冷凝后，在分水器中分层。上层主要是正丁醇和正丁醚，下层主要是水。利用分水器可以使分水器上层的有机物流回反应器中。
4. 反应开始回流时，因为有恒沸物的存在，温度不可能马上达到135 ℃。但随着水被蒸出，温度逐渐升高，最后达到135 ℃以上，即应停止加热。如果温度升得太高，反应溶液会炭化变黑，并有大量副产物丁烯生成。
5. 50 %硫酸的配制方法：20 mL浓硫酸缓慢加入到34 mL水中。
6. 正丁醇能溶于50 %硫酸，而正丁醚溶解很少。