实验 15  1一溴丁烷的制备

    （5学时）

一、实验目的：

    ①学习由醇制备卤代烃的原理和方法

②基本操作：掌握带有吸收有害气体装置的回流操作， 液体混合物洗涤、干燥、蒸馏提纯

二、主要仪器药品（略）

三、实验原理

主要反应：

         

副反应 

                  

四、实验步骤：药品按讲义量减半（半微量实验）

用电热套磁力搅拌

50ml园底烧瓶+5ml水+6mlH₂SO₄(浓)→混合均匀冷却→+4ml正丁醇+5g溴化钠（研碎）→振摇→+磁搅拌子（2小粒沸石，放入搅拌子可不加沸石→装上带吸收有害气体的回流冷凝管，（用5%碱吸收）小火回流~0.5h→停止回流冷却改成蒸馏蒸出粗产物（残馏液趁热倒出到有害废物桶中，并洗涤），粗产物→5ml水洗涤→分出粗产品→2.5ml浓H₂SO₄洗涤除醇、醚→有机层→5ml水洗涤→有机层+饱和NaHCO₃5ml洗涤→有机层+5mlH₂O洗涤→有机层→无水CaCl₂干燥至透明→蒸馏提纯收集99~103℃馏分→纯产品→用折光仪检验纯度。

五、实验注意事项：

①注意浓H₂SO₄的稀释，混合均匀；

②溴化钠先研碎再称量；

③小火加热回流、否则易炭化；

④注意粗产物的洗涤分离，产物属于哪一层？以及每步洗涤的作用是什么？

⑤蒸出粗产物后，应趁热倒出残馏液，否则结块很难倒出。（倒出时有大量HB_r气体放出，应在通风橱内进行磁搅子回收。

1—溴丁烷制备步骤

5ml水+6ml浓硫酸+3.7ml正丁醇+5gNaBr

 

吸收有害气体回流装置，磁力搅拌

下回流0.5h

                     稍冷后收成蒸馏

                        

                 

             残留液            馏出液

   （通风橱内趁热倒入废物桶）    

                                    5ml水洗涤

 

                           

                        水层（上层）   粗品（下层）

                                      

                                          2.5ml浓H₂SO₄洗涤

                                       

                         （下层）H₂SO₄层   上层

                                               依次用水、饱和NaHCO₃、水各10ml洗涤

 

                                   （上层）      下层

无水CaCl₂干燥后

                                                     

蒸馏提纯

 

                                               残     馏分99~103℃

                                                                                             留

                                                               物

                                            （弃去）  称量

                                                      

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第二篇：正溴丁烷的制备

  正溴丁烷的制备

Preparation of butyl bromide

实验课时：5学时

实验类型：综合性合成实验

教学对象：应化、制药、化工、医学八年制、材料、生物等专业

一、实验目的与要求

1．学习以溴化钠、浓硫酸和正丁醇制备1－溴丁烷的原理和方法。

2．练习连有气体吸收装置的加热回流操作和液体干燥操作。

3．巩固分液漏斗洗涤液体的方法。

4．巩固蒸馏操作。

二、实验原理

三、物理常数

正丁醇 （n- butanol）：分子量 74.12，沸点117.7℃, n_D²⁰ 1.3992 d₄²⁰ 0.8098。溶于水、苯，易溶于丙酮，与乙醇、丙酮可以任何比例混合。20℃时，本品在水中的溶解度（质量分数）7.7%。是一种用途广泛的重要有机化工原料。

正溴丁烷（n—bromobutane）：分子量 138.9，沸点101.6℃, n_D²⁰ 1.4399 , d₄²⁰ 1.2764,无色液体,不溶于水,易溶于醇、醚，是一种有机合成原料。

四、内容提要

以正丁醇、溴化钠、浓硫酸为主要原料，经亲核取代反应制备正溴丁烷。然后经萃取与洗涤、液体化合物的干燥、蒸馏等基本操作，分离提纯得正溴丁烷。以5g正丁醇计，理论产量9.37g。

可选择产品做气相色谱分析。

五、教学要点

1．重点与难点

重点：粗产物的制备和分离；难点：反应产物的洗涤

2．操作要点和说明

（１）  浓硫酸用水稀释，摇动混合物均匀冷却至室温，然后才加料（为什么？）；加料时，不要让溴化钠粘附在烧瓶璧；

（２）  勿使导气漏斗全部埋入水中（为什么）；

（３）  小火加热回流，并经常摇动装置（怎么摇？），否则反应混合物很快颜色变深，甚至产生少量碳渣。操作情况良好时油层仅成浅黄色，冷凝管顶端无溴化氢逸出。

（４）  改为蒸馏时，需重新放入沸石；为防止蒸馏温度过高，建议用温度计控制蒸汽的温度，当升至105℃左右而馏出液增加甚慢时或反应瓶中的油层消失时即可停止蒸馏。

（５）  洗涤产物时，要注意所需组分在哪一层，不要搞错！（如何判断？）

（６）  用浓硫酸洗涤粗产物时，所用分液漏斗必须干燥（为什么？）；

（７）  使用浓硫酸注意安全。酸液回收至指定瓶中（环境保护）。

  3．操作示范

（１）回流-气体吸收装置；（２）指名演示分液漏斗的使用并强调要点(若单独开了萃取实验)

  为防止溴化氢逸出，最好预先安装好气体吸收装置。巡回指导：

4．巡回指导  重点：回流-气体吸收装置；洗涤与分液，液体干燥

六、思考题及简要解答

1．加料时，先使溴化钠和浓硫酸混合，然后再加正丁醇和水，行不行？为什么？

答：不行。因为：2NaBr + 3 HSOBr+ SO+ 2 HO + 2 NaHSO

2．反应后的产物中可能含有哪些杂质？各步洗涤目的何在？用浓硫酸洗涤时为何需用干燥的分液漏斗？

答：可能含有杂质为：n－CHOH， (n－CH)O，HBr， HSO，NaHSO，HO

各步洗涤目的：

①水洗除HBr、大部分n－CHOH

②浓硫酸洗去(n－CH)O，余下的n－CHOH

③再用水洗除大部分HSO

④用NaHCO洗除余下的HSO

⑤最后用水洗除NaHSO与过量的NaHCO等残留物

用浓硫酸洗时要用干燥分液漏斗的目的是防止降低硫酸的浓度，影响洗涤效果。

如果1-溴丁烷中含有正丁醇，蒸馏时会形成前馏分(1-溴丁烷-正丁醇的恒沸点98.6℃,含正丁醇13%）,而导致精制产率降低。

3．用分液漏斗洗涤产物时，产物时而在上层，时而在下层，你用什么简便方法加以判断？

答：从分液漏斗中倒出一点上层液或放出一点下层液于一盛水试管中，看是否有油珠出现来判断。

4．写出无水氯化钙吸水后所起化学变化的反应式，为什么蒸馏前一定要将它过滤掉？

由于无水氯化钙能与水可逆地结合生成2，4，6-水合物，因而蒸馏前要将它过滤掉。

5． 回流加热后反应瓶中的内容物呈红棕色，这是什么缘故？蒸馏正溴丁烷后，残余物应趁热倒入烧杯中，何故？

答：氢溴酸被硫酸氧化生成的溴；硫酸氢钠固体析出，不便清洗。

七、参考书

1．兰州大学，复旦大学合编．有机化学实验（第二版）．北京：高等教育出版社．1994

2．周科衍，高占先主编．有机化学实验（第三版）．北京：高等教育出版社