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1、下页退出环己烯的制备(the synthesis of cyclohexene)返回实验六下页退出上页一、实验目的一、实验目的 1.掌握醇脱水制备烯烃的原理和操作。2.学会运用分馏和蒸馏的原理和操作。3.学会运用萃取洗涤的原理及分液漏斗的使用方法。返回下页退出上页相对分子量低的烯烃比如乙烯、丙稀、丁二烯等是合成材料工业的基本原料，工业上主要由石油裂解或者催化加氢分离提纯制得。而在实验室中，主要通过醇的脱水及卤代烃脱卤化氢两种方法制得。醇的脱水，可用氧化铝或者分子筛在高温（350400）进行催化脱水，也可以用酸催化脱水的方法。常用的脱水剂有硫酸、磷酸、对加苯磺酸及硫酸氢钾等。在我们这次是实验中就
2、是采用硫酸催化环己醇脱水制备环己烯。一般认为，这是一个通过碳正离子中间体进行的单分子消去反应（E1），形成的烯烃满足Saytzeff（查依采夫）规律。查依采夫规律：过渡态（碳正离子）能量高低与烯烃的稳定性有关，双键上烷基越多，烯烃稳定性越大，过渡态能量越低，因而在产物中所占的比例增大，生成双键上烷基最多的烯烃为主，这种取向规律称为Saytzeff规律。通常单分子消去反应主要生成Saytzeff烯烃（仲、叔醇/卤代烃）二、实验原理二、实验原理 返回下页退出上页我们的目标：合成环己烯我们的目标：合成环己烯环己烯工业制备方法：苯的部分氢化还原反应（由日本旭化学工业公司发展）环己烯的实验室制法：环己醇
3、的脱氢反应环己烯的用途：进一步脱氢制备环己酮 己内酰胺（尼龙）制备己二酸，马来酸等的前体化合物返回下页退出上页主反应：主反应：特点：（特点：（1 1）用酸催化；（）用酸催化；（2 2）可逆反应。为提）可逆反应。为提高产率。本实验采用边反应边蒸馏的方法，将高产率。本实验采用边反应边蒸馏的方法，将环己烯不断蒸出，从而使平衡向右移动。环己烯不断蒸出，从而使平衡向右移动。返回下页退出上页副反应：副反应：机理：机理：两分子脱水形成醚。返回下页退出上页三、试剂物理性质三、试剂物理性质化合物化合物名名 称称分子量分子量性性 状状比重比重(d)(d)熔熔 点点()()沸沸 点点()()折光率折光率()溶溶 解
4、解 度度水水乙醇乙醇乙醚乙醚环己醇环己醇100.16100.16晶体晶体/液体液体0.9620.96225.225.21611611.4611.461略溶略溶溶溶溶溶环己烯环己烯82.1482.14液体液体0.8100.810-103.7-103.783.383.31.4451.445难溶难溶易溶易溶易溶易溶返回采用分馏装置，控制柱顶温度，使环已烯和生成的水形成共沸物蒸出，避免环已醇和水、环已醇和环已烯形成共沸物蒸出，使平衡向右移动，提高产率。下页退出上页四、药品和仪器四、药品和仪器药药 品：品：环己醇 10.0 g,10.4 mL(0.10 mol)；85%磷酸 2 mL；饱和食盐水；无水氯
5、化钙。仪仪 器：器：圆底烧瓶（50 mL 1个）；维氏（Vigreux）分馏柱（1支）；直形冷凝管（1支）；蒸馏头（1个）；温度计套管（1个）；接引管（1个）；锥形瓶（25 mL 2个）；量筒（25 mL 1个）；水银温度计（150 1支）。返回下页退出上页五、实验装置图五、实验装置图 环己烯与水形成共沸混合物环己烯与水形成共沸混合物(沸点沸点70.870.8，含水，含水10%)10%)；环己醇与环己烯形成共沸混合物环己醇与环己烯形成共沸混合物(沸点沸点64.964.9，含环己醇，含环己醇30.5%)30.5%)；环己醇与水形成共沸混合物环己醇与水形成共沸混合物(沸点沸点97.8,97.8,含
6、水含水80%)80%)返回下页退出上页六、实验步骤：六、实验步骤：1 1、投料、投料在50ml干燥的圆底烧瓶中加入10g环己醇、5ml浓磷酸和几粒沸石，充分摇振使之混合均匀。2 2、加热回流、蒸出粗产物、加热回流、蒸出粗产物首先低电压加热，保持沸腾而不蒸出20min以上。然后升高电压蒸馏，控制加热蒸馏速度(1d/2-3s)，使温度不超过90（稳定在69-83），蒸至无馏分流出为止此时温度计温度下降，可升高加热温度到达85以上，当烧瓶内只剩下很少残液并出现阵阵白雾时,即可停止蒸馏。（反应60min左右）馏出液为带水的混浊液。返回下页退出上页3 3、分离并干燥粗产物、分离并干燥粗产物 将馏出液用饱
7、和氯化钠洗涤，保留有机相；然后加入34ml 5%的碳酸钠溶液中和微量的酸。将液体转入分液漏斗中，振摇（注意放气操作）后静置分层，打开上口玻塞，再将活塞缓缓旋开，下层液体从分液漏斗的活塞放出，产物从分液漏斗上口倒入一干燥的小锥形瓶中，用12g无水氯化钙干燥。4 4、蒸出产品、蒸出产品 待溶液清亮透明后，小心倒入干燥的小烧瓶中，投入几粒沸石后用水浴蒸馏，收集8085的馏分于一已称量的小锥形瓶中。返回下页退出上页实验关键步骤：实验关键步骤：1、投投料料时应先先投投环己己醇醇，再再投投浓磷磷酸酸；投投料料后后，一定要混合均匀。一定要混合均匀。2、反反应时，控控制制温温度度不不要要超超过90（稳定定在在
8、69-83）。3、干燥、干燥剂用量合理。用量合理。4、反、反应、干燥、蒸、干燥、蒸馏所涉及器皿都所涉及器皿都应干燥。干燥。返回下页退出上页实验步骤流程图实验步骤流程图返回下页退出上页产物的洗涤提纯：产物的洗涤提纯：1.将馏出物倒入分液漏斗中加入饱和氯化钠溶液洗涤后，分去水层；（产物在上层）2.用5%的碳酸钠溶液洗涤有机层，从下口分去水层；3.用饱和氯化钠溶液洗涤有机层，从下口分去水层；4.将有机层从分液漏斗上口倒入一干燥的小锥瓶中。返回下页退出上页七、操作要点七、操作要点1、环己醇在室温下为粘稠的液体(m.p.25.2),量筒内的环己醇难以倒净,会影响产率。若采用称量法则可避免损失。2、磷酸有
9、一定的氧化性,因此，磷酸和环己醇必须混合均匀后才能加热,否则反应物会被氧化。3、小火加热至沸腾，调节加热速度，以保证反应速度大于蒸出速度，使分馏得以连续进行，控制柱顶温度不超过90（稳定在69-83），防止未反应的环己醇蒸出，降低反应产率。4、用饱和NaCl水溶液洗涤的目的是洗去有机层中水溶性杂质，减少有机物在水中的溶解度。5、干燥剂的用量应适量，过少，水没去除尽，蒸馏中前馏份较多，过多，干燥剂会吸附产品，降低产率。返回下页退出上页6、粗产物要充分干燥后方可进行蒸馏。蒸馏所用仪器（包括接收器）要全部干燥。7、反应终点的判断:(1)圆底烧瓶中出现白雾；(2)柱顶温度下降后又回升至85以上；(3)
10、接收器(量筒)中馏出物(环己烯水的共沸物)的量达到理论计算值。环己醇：液态的本品对皮肤有刺激作用，接触可引起皮炎，但经皮肤吸收环己醇：液态的本品对皮肤有刺激作用，接触可引起皮炎，但经皮肤吸收很慢。经口摄入毒性小。很慢。经口摄入毒性小。燃爆危险：燃爆危险：遇明火、高热可燃。与氧化剂可遇明火、高热可燃。与氧化剂可发生反应。发生反应。环己烯：无色液体，有特殊刺激性气味，其蒸气与空气可形成爆炸性混合环己烯：无色液体，有特殊刺激性气味，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。有麻醉作用，对眼和皮肤有刺激性，吸入后引起恶心、呕吐、头痛物。有麻醉作用，对眼和皮肤有刺激性，吸入后引起恶心、呕吐、头痛和神志丧失。和神志丧失。返回下页退出上页1、在环己烯制备实验中，为什么要控制分馏柱顶温度？2、环己烯的制备过程中,如果你的实验产率太低，试分析主要在哪些操作步骤中造成损失？3、用磷酸做脱水剂比用浓硫酸做脱水剂有什么优点？4、通过查阅资料，简述一种制备环己烯的新方法及与目前方法比较的改进之处。返回八、思考题八、思考题九、实验的成败关键九、实验的成败关键反应温度的控制和反应终点的判断。