正溴丁烷制備思考題

1、【目的要求】 熟悉醇與氫鹵酸發(fā)生親核取代反應(yīng)的原理，掌握正漠丁烷的制備方法；掌握帶氣體吸收的回流裝置的安裝與操作及液體干燥操作；掌握使用分液漏斗洗滌和分離液體有機(jī)物的操作技術(shù)；熟練掌握蒸餾裝置的安裝與操作。原理：主反應(yīng)：NaBr + H2SO4 HBr + NaHSO4n-C4H9OH + HBr C4H9Br + H2O副反應(yīng)：2C2H5OH C2H5OC2H5 +H2OC2H5OH CH2 = CH2 + H2O2HBr + H2SO4 Br2 + SO2 + 2H2O實(shí)驗(yàn)室制備鹵代烷的方法多用結(jié)構(gòu)上相對應(yīng)的醇與氫鹵酸作用發(fā)生SN1取代反應(yīng)。采用濃硫 酸和漠化鈉（或漠化鉀）作為漠代試劑有利

2、于加速反應(yīng)和提高產(chǎn)率，但硫酸的存在會(huì)使醇 脫水而生成烯烴和醚。實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)注意的事項(xiàng)：加水的目的是：a、減少HBr的揮發(fā)；b、防止產(chǎn)生泡沫；c、降低濃硫酸的濃度，以減少副產(chǎn)物的生成。2、加料和回流過程中要不斷振搖。水中加濃硫酸時(shí)振搖：是防止局部過熱；加正丁醇時(shí)混勻： 是防止局部炭化；加NaBr時(shí)振搖：是防止NaBr結(jié)塊，影響HBr的生成；d.回流過程中振搖：是因?yàn)槭莾上喾磻?yīng)，通過振搖增加反應(yīng)物分子的接觸幾率。d.3、蒸餾正漠丁烷是否完全，可以從以下幾個(gè)方面來判斷：a、餾出液由渾濁變澄清；b、蒸餾燒瓶內(nèi)油層（上層）消失；c、試管檢驗(yàn)：取幾滴餾出液，加少量水振搖，如無油珠，表示已蒸餾完畢。4、蒸餾

3、粗品正漠丁烷后，殘余物應(yīng)趁熱倒出后洗滌，以防止結(jié)塊后難以洗滌。5、 餾出液要充分洗滌，分液時(shí)要干凈徹底（分除水相），注意產(chǎn)物是在上層還是在下層。 各步洗滌順序不能顛倒，應(yīng)正確判斷產(chǎn)物相。各步洗滌的目的是：a、 10mL水：除去HBr、Br2、少量醇；b、 10mL濃硫酸：除去未反應(yīng)的正丁醇及副產(chǎn)物正丁醚；c、10mL水：除去大量硫酸；d、10mL飽和碳酸氫鈉：進(jìn)一步除去硫酸；e、10mL水：除去碳酸氫鈉回流時(shí)要微沸，注意漠化氫吸收裝置，玻璃漏斗不要浸入水中，防止倒吸。 分液漏斗使用前要涂凡士林試漏，防止洗滌時(shí)漏液，造成產(chǎn)品損失。洗滌分液時(shí)，應(yīng)注意順序，并認(rèn)清哪一層是產(chǎn)品。堿洗時(shí)放出大量熱并有二

4、氧化碳產(chǎn)生，因此洗滌時(shí)要不斷放氣，防止分液漏斗內(nèi)的液體沖出來。最后蒸餾時(shí)儀器要干燥，不得將干燥劑倒入蒸餾瓶內(nèi)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程都要注意通風(fēng)注：a.無水氯化鈣干燥時(shí)，不僅可除去水分，還可除去醇類，因?yàn)榇碱惢衔铮ㄌ貏e是低 級(jí)醇）可與氯化鈣作用生成結(jié)晶醇而不溶于有機(jī)溶劑。b.正丁醇和正漠丁烷可形成共沸物（bp.98.6C，含正丁醇13%），故必須除凈正丁醇。思考題1、反應(yīng)后的粗產(chǎn)物中含有哪些雜質(zhì)？是如何除去的？各步洗滌的目的何在？答：雜質(zhì)有正丁醚、未反應(yīng)的正丁醇和氫漠酸，加入濃硫酸是為了除去未反應(yīng)的正丁醇， 有機(jī)相依次用水、飽和碳酸氫鈉和水洗滌的目的是除去未反應(yīng)的硫酸、氫漠酸和過量的碳 酸氫鈉寫出正丁

5、醇與氫漠酸反應(yīng)制備1-漠丁烷的反應(yīng)機(jī)理。并說明實(shí)驗(yàn)中采用了哪些措施使可 逆反應(yīng)的平衡向生成1-漠丁烷的方向移動(dòng)？答：實(shí)驗(yàn)中采取了下列措施促使可逆反應(yīng)的平衡向生成1-漠丁烷的方向移動(dòng)。加了過量的濃硫酸。濃硫酸在此反應(yīng)中除與NaBr作用生成氫漠酸外，過量的濃硫酸 作為吸水劑可移去副產(chǎn)物水；同時(shí)又作為氫離子的來源以增加質(zhì)子化醇的濃度，使不易離 去的羥基轉(zhuǎn)變?yōu)榱己玫碾x去基團(tuán)H2O。加入適當(dāng)過量的NaBr。過量的NaBr在過量的硫酸作用下就可以產(chǎn)生過量的氫漠酸。在反應(yīng)進(jìn)行到適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，邊反應(yīng)邊蒸餾，移去產(chǎn)物1-漠丁烷。在制備1-漠丁烷時(shí)，反應(yīng)瓶中為什么要加少量的水？水加多好不好？為什么？答：加少量水的作

6、用：防止反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生大量的泡沫；減少反應(yīng)中HBr的揮發(fā)；減少副產(chǎn)物醚、烯的生成；減少HBr被濃硫酸氧化成Br2。加水的量不宜過多。因?yàn)檎〈寂c氫漠酸反應(yīng)制1-漠丁烷是可逆反應(yīng)，副產(chǎn)物是水， 增加水的量，不利于可逆反應(yīng)的平衡向生成1-漠丁烷的方向進(jìn)行。加料時(shí)，為什么加了水和濃硫酸后應(yīng)冷卻至室溫，再加正丁醇和漠化鈉？能否先使漠 化鈉與濃硫酸混合，然后加正丁醇和水？為什么？答：因?yàn)闈饬蛩峒铀♂寱r(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，若不經(jīng)冷卻就加正丁醇和漠化鈉，則在加料 時(shí)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)就立即發(fā)生，不利于操作，甚至造成危險(xiǎn)。若先使漠化鈉與濃硫酸混 合，則立即產(chǎn)生大量的漠化氫，同時(shí)有大量泡沫產(chǎn)生而沖出來，不利于操作，也不

7、利于反 應(yīng)。用濃硫酸洗滌產(chǎn)品是除去哪些雜質(zhì)？除雜質(zhì)的依據(jù)是什么？答：主要是除去正丁醇、正丁醚及水。因?yàn)榇肌⒚鸭八芘c濃硫酸形成鹽而溶在硫酸溶液 中。另外濃硫酸有吸濕性。不用濃硫酸洗滌粗產(chǎn)物，對反應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量有何影響？為什么？答：若不用濃硫酸洗滌粗產(chǎn)物，則在下一步蒸餾中，正丁醇與1-漠丁烷由于可形成共沸物 (b.p. 98.6 0C,含正丁醇13%)，難以除去，使產(chǎn)品中仍然含有正丁醇雜質(zhì)。蒸餾粗產(chǎn)物時(shí)，應(yīng)如何判斷漠丁烷是否蒸完？答：可以從下列幾方面進(jìn)行判斷：蒸出液是否由渾濁變?yōu)槌吻?；反?yīng)瓶上層油層是否消失；取一支試管收集幾滴餾液，加小許水振動(dòng)，觀察有無油珠出現(xiàn)，若無則表明有機(jī)物 已被蒸完。加熱后

8、，反應(yīng)瓶中的內(nèi)容物常常出現(xiàn)紅棕色，這是什么緣故？蒸完粗產(chǎn)品后，殘留物為 什么要趁熱倒出反應(yīng)瓶？答：加熱后，反應(yīng)瓶中的內(nèi)容物常常出現(xiàn)紅棕色，這是由于反應(yīng)過程中，漠化氫被濃硫酸 氧化成漠溶在了內(nèi)容物中的緣故。蒸餾粗產(chǎn)物后，殘留物趁熱倒出反應(yīng)瓶，否則，反應(yīng)瓶 中的殘留物亞硫酸氫鈉冷卻后結(jié)塊，很難倒出來。粗產(chǎn)品用濃硫酸洗滌后，為什么不直接用飽和碳酸氫鈉洗滌而要用水洗，然后加飽和碳 酸氫鈉洗滌？答：這是因?yàn)閯傆脻饬蛩嵯催^的產(chǎn)品還含有不少濃硫酸(包括漏斗壁)，若直接用飽和碳酸 氫鈉中和，則由于酸的量太多，酸堿中和產(chǎn)生大量的熱，同時(shí)有大量的二氧化碳產(chǎn)生，極 易在洗滌時(shí)濺出甚至沖出液體，不易操作，也造成產(chǎn)品的損失。為了使該中和反應(yīng)不致于 這么劇烈，故在加飽和碳酸氫鈉之前，用水洗滌產(chǎn)品及其漏斗壁上的大部分濃硫酸。在本實(shí)驗(yàn)操作中，如何減少副反應(yīng)的發(fā)生？答：（1）加料時(shí)，在水中加濃硫酸后待冷卻至室溫，再加正丁醇和漠化鈉；（2）漠化鈉要 研細(xì)，且應(yīng)分批加。反應(yīng)過程中經(jīng)常振搖，防止漠化鈉結(jié)塊和使反應(yīng)物充分接觸；（3）嚴(yán) 格控制反應(yīng)溫度，保持反應(yīng)液呈微沸狀態(tài)；（4）加料時(shí)加適量的水稀釋濃硫酸。為什么在蒸餾前一定要