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1、精品文档,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 实验六 乙酸正丁酯的制备一、实验目的1、认识酯化反应原理,掌握乙酸正丁酯的制备方法。2、掌握共沸蒸馏分水法的原理和分水器(油水分离器)的使用。3、学习有机物折光率的测定方法。二、实验重点、难点1、重点:掌握乙酸正丁酯的制备方法。 掌握共沸蒸馏分水法的原理和分水器(油水分离器)的使用。2、难点:掌握共沸蒸馏分水法的原理和分水器(油水分离器)的使用。三、实验学时4学时四、实验原理酸与醇反应制备酯,是一类典型的可逆反应:反应:副反应:为提高产品收率,一般采用以下措施:1、使某一反应物过量; 2、在反应中移走某一产物(蒸出产物或水);3、使用特殊催化剂
2、 用酸与醇直接制备酯,在实验室中有三种方法。第一种是共沸蒸馏分水法,生成的酯和水以沸臃物的形式蒸出来,冷凝后通过分水器分出水,油层回到反应器中。第二种是提取酯化法,加入溶剂,使反应物、生成的酯溶于溶剂中,和水层分开。第三种是直接回流法,一种反应物过量,直接回流。制备乙酸正丁配用共沸蒸馏分水法较好。为了将反应物中生成的水除去,利用酯、酸和水形成二元或三元恒沸物,采取共沸蒸馏分水法。使生成的酯和水以共沸物形式逸出,冷凝后通过分水器分出水层,油层则回到反应器中。五、仪器、试剂与装置仪器 蒸馏装置玻璃磨口仪器、球形冷凝管、分水器、圆底烧瓶(50ml)、温度计(150)、锥形瓶(50ml)、烧杯(400
3、ml)、电热套、分液漏斗、量筒(10ml、50ml)、电热套、铁架台、铁夹及十字头、铁圈、橡胶水管、天平试剂 正丁醇(11.5ml)、冰醋酸(7.2ml)、浓硫酸、10%碳酸钠溶液、无水硫酸镁、冰块、沸石、甘油、pH试纸装置六、实验步骤1、50 mL圆底烧瓶中,加11.5 mL (0.125 mol) 正丁醇, 7.2 mL冰醋酸(0.125 mol) 和34d浓H2SO4(催化反应), 混匀,加2颗沸石。2、接上回流冷凝管和分水器。在分水器中预先加少量水至略低于支管口(约为12 cm),目的:使上层酯中的醇回流回烧瓶中继续参与反应,用笔作记号并加热至回流,不需要控制温度,控制回流速度12d/
4、s。3、反应一段时间后,把水分出并保持分水器中水层液面在原来的高度。4、大约40 min后,不再有水生成 (即液面不再上升),即表示完成反应。5、停止加热,记录分出的水量。6、将分水器分出的酯层和反应液一起到入分液漏斗中,用10 mL水洗涤,并除去下层水层(除去乙酸及少量的正丁醇);有机相继续用10 mL 10%Na2CO3 洗涤至中性(除去硫酸);上层有机相再用10 mL 的水洗涤除去溶于酯中的少量无机盐,最后将有机层到入小锥形瓶中,用无水可硫酸镁干燥。7、蒸馏:将干燥后的乙酸正丁酯滤入50 mL 烧瓶中,常压蒸馏,收集124-126 的馏分。8、折光率的测定9、计算产率。七、基本操作1、回
5、流分水反应装置,及时分出反应生成的水,缩短了整个实验时间。本实验体系中有正丁醇水共沸物,共沸点93;乙酸正丁酯水共拂物,共沸点90.7,在反应进行的不同阶段,利用不同的共沸物可把水带出体系,经冷凝分出水后,醇、酯再回到反应体系。为了使醇能及时回到反应体系中参加反应,在反应开始前,在分水器中应先加入计量过的水,使水面稍低于分水器回流支管的下沿,当有回流冷凝液时,水面上仅有很浅一层油层存在。在操作过程中,不断放出生成的水,保持油层厚度不变。或在在分水器中预先加水至支口,放出反应所生成理论量的水(用小量筒量)。洗涤操作时,正溴丁烷有时在上层,有时在下层。根据相对密度数据判断产物在上层还是在下层。见附
6、表乙酸正丁酯、水及正丁醇形成二元或三元恒沸液的组成及沸点沸点()组成(%)丁醇水乙酸正丁酯117.667.232.89355.545.590.7277390.518.728.652.72、洗涤操作(分液漏斗的使用):(1)洗涤前首先检查分液漏斗旋塞的严密性。(2)洗涤时要做到充分轻振荡,切忌用力过猛,振荡时间过长,否则将形成乳浊液,难以分层,给分离带来困难。一旦形成乳浊液,可加入少量食盐等电解质或水,使之分层。(3)振荡后,注意及时打开旋塞,放出气体,以使内外压力平衡。放气时要使分液漏斗的尾管朝上,切忌尾管朝人。(4)振荡结束后,静置分层;分离液层时,下层经旋塞放出,上层从上口倒出。3、蒸馏,
7、所用的仪器是干燥的,使乙酸正丁酯充分干燥,从而提高产品质量。八、注意事项1、冰醋酸在低温时凝结成冰状固体(熔点16.6)。取用时可温水浴加热使其熔化后量取。注意不要触及皮肤,防止烫伤。2、在加入反应物之前,仪器必须干燥。(为什么?)3、浓硫酸起催化剂作用,只需少量即可。也可用固体超强酸作催化剂。4、当酯化反应进行到一定程度时,可连续蒸出乙酸正丁酯,正丁醇和水的三元共沸物(恒沸点90.7),其回流液组成为:上层三者分别为86、11、3,下层为19、2、97。故分水时也不要分去太多的水,而以能让上层液溢流回圆底烧瓶继续反应为宜。5、本实验中不能用无水氯化钙为干燥剂,因为它与产品能形成络合物而影响产率。6、根据分出的总水量(注意扣去预先加到分水器的水量),可以粗略的估计酯化反应完成的纯度。7、产物的纯度也可用折光率的测定进行检测。【精品文档】第 3 页