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1、乙酰乙酸乙酯的制備化學(xué)實驗中心2007主要內(nèi)容實驗?zāi)康膶嶒炘韺嶒炑b置實驗試劑實驗步驟實驗結(jié)果實驗思考題實驗?zāi)康恼莆湛巳R森酯縮合制備乙酰乙酸乙酯的原理和方法。掌握無水操作和減壓蒸餾的安裝和操作。實驗原理含α-活潑氫的酯在強堿性試劑(如Na,NaNH2,NaH,苯甲基鈉或格氏試劑)存在下,能與另一分子酯發(fā)生Claisen酯縮合反應(yīng),生成β-羰基酸酯。反應(yīng)機理:實驗試劑金屬鈉,2.5g二甲苯(預(yù)先干燥),25mL乙酸乙酯(預(yù)先干燥),27.5mL50%醋酸,10mL飽和食鹽水無水硫酸鈉實驗裝置實驗步驟在表面皿上迅速將Na切成薄片,立即放入帶干燥管的回流瓶中(內(nèi)裝25ml二甲苯),加熱熔之。塞住
2、瓶口振搖使之成為鈉珠?;厥斩妆?。加酯回流:迅速放入27.5ml乙酸乙酯,反應(yīng)開始。若慢可溫?zé)??;亓?.5h至鈉基本消失,得橘紅色溶液,有時析出黃白色沉淀(均為烯醇鹽)。酸化:加50%醋酸,至反應(yīng)液呈弱酸性(固體溶完)。分液:反應(yīng)液轉(zhuǎn)入分液漏斗,加等體積飽和氯化鈉溶液,振搖,靜置。干燥:分出乙酰乙酸乙酯層,用無水硫酸鈉干燥。蒸餾:水浴蒸去乙酸乙酯,剩余物移至25mL克氏蒸餾瓶,減壓蒸餾,收集餾分。減壓蒸餾是分離和提純有機化合物的常用方法之一。它特別適用于那些在常壓蒸餾時未達沸點即已受熱分解、氧化或聚合的物質(zhì)。液體的沸點是指它的蒸氣壓等于外界壓力時的溫度,因此液體的沸點是隨外界壓力的變化而變
3、化的,如果借助于真空泵降低系統(tǒng)內(nèi)壓力,就可以降低液體的沸點,這便是減壓蒸餾操作的理論依據(jù)。減壓蒸餾減壓蒸餾裝置實驗室通常用水泵或油泵進行減壓。水泵:系用玻璃或金屬制成,其效能與其構(gòu)造、水壓及水溫有關(guān)。水泵所能達到的最低壓力為當(dāng)時室溫下的水蒸氣壓。例如在水溫為6-8℃時,水蒸氣壓為0.93-1.07kPa;在夏天,若水溫為30℃,則水蒸氣壓為4.2kPa左右?,F(xiàn)在一般用循環(huán)水泵代替簡單水泵,在使用時比油泵更加方便、實用和簡單。油泵的效能決定于油泵的機械結(jié)構(gòu)以及真空泵油的好壞。好的油泵能抽至真空度為13.3Pa,油泵結(jié)構(gòu)較精密,工作條件要求較嚴(yán)。蒸餾時,如果有揮發(fā)性的有機溶劑、水或酸的蒸氣,都
4、會損壞油泵。因為揮發(fā)性的有機溶劑蒸氣被油吸收后,就會增加油的蒸氣壓,影響真空效能。而酸性蒸氣會腐蝕油泵的機件。水蒸氣凝結(jié)后與油形成濃稠的乳濁液,破壞了油泵的正常工作,因此使用時必須十分注意油泵的保護。減壓蒸餾操作步驟當(dāng)被蒸餾物中含有低沸點的物質(zhì)時,應(yīng)先進行普通蒸餾,然后用水泵減壓蒸去低沸點物質(zhì),最后再用油泵減壓蒸餾。在蒸餾瓶中,放置待蒸餾的液體及磁力攪拌子,裝好儀器,打開安全瓶上的二通活塞,然后開泵抽氣。逐漸關(guān)閉安全瓶活塞,從壓力計上觀察系統(tǒng)所能達到的真空度。開啟冷凝水,選用合適的熱浴加熱蒸餾。經(jīng)常注意蒸餾情況和記錄壓力、沸點等數(shù)據(jù)。蒸餾完畢時,應(yīng)關(guān)閉熱源,撤去熱浴,待稍冷后緩緩解除真空,
5、使系統(tǒng)內(nèi)外壓力平衡后,方可關(guān)閉油泵。否則,由于系統(tǒng)中的壓力較低,油泵中的油就有吸入干燥塔的可能。減壓蒸餾注意事項我們用電磁攪拌代替毛細(xì)管產(chǎn)生氣泡以防止暴沸,不過在蒸餾過程中由于壓力驟降或是還存在低沸點物質(zhì)的原因,仍很可能產(chǎn)生暴沸。因此在逐漸關(guān)閉安全瓶活塞時,應(yīng)密切注意蒸餾瓶內(nèi)情況,一旦有暴沸傾向,應(yīng)立即適度打開安全瓶活塞,消除暴沸。蒸餾前要預(yù)先讀當(dāng)時的大氣壓力,將大氣壓力減去氣壓計讀數(shù),即是蒸餾瓶內(nèi)的壓力。停止減壓蒸餾(無論水泵,油泵)時必須先將體系內(nèi)壓力與大氣壓平衡后再關(guān)抽氣泵。由于油泵數(shù)量有限,最后的減壓蒸餾幾位同學(xué)合并產(chǎn)品一齊進行。乙酰乙酸乙酯沸點與壓力的關(guān)系壓力/mmHg*7608
6、060403020沸點/℃181100979288821814121051.00.178747167.35428.55*1mmHg=1Torr=133.322Pa實驗注意事項本實驗為無水操作,在加入醋酸前反應(yīng)體系應(yīng)絕對無水。若鈉不慎與水接觸而著火,切勿倒水槽,應(yīng)用干毛巾遮擋滅火,嚴(yán)重則使用滅火器。振搖制備鈉沙時可先不通冷凝水,振搖要有力,否則難制備鈉沙。反應(yīng)完畢后得到的橘紅色透明液體中可能有黃色固體,即為去水乙酸。向反應(yīng)體系中加入乙酸時要注意若瓶內(nèi)仍有鈉存在,開始幾滴必須小心從冷凝管上方加入,可能有火苗出現(xiàn),無大礙,之后便可較快加入。實驗結(jié)果乙酰乙酸乙酯:無色液體,沸點90-93℃/40m
7、mHg,產(chǎn)量5-7g,折光率nD201.4170。實驗思考題什么是Claisen酯縮合反應(yīng)中的催化劑?本實驗為什么可以用金屬鈉代替?為什么計算產(chǎn)率時要以金屬鈉為基準(zhǔn)?本實驗中加入50%醋酸和飽和氯化鈉溶液有何作用?如何實驗證明常溫下得到的乙酰乙酸乙酯是兩種互變異構(gòu)體的平衡混合物?Thankyouverymuch!