正溴丁烷 思考题
1、 反应后的粗产物中含有哪些杂质?是如何除去的?各步洗涤的目的何在? 答:杂质有正丁醚、未反应的正丁醇和氢溴酸,加入浓硫酸是为了除去未反应的正丁醇,有机相依次用水、饱和碳酸氢钠和水洗涤的目的是除去未反应的硫酸、氢溴酸和过量的碳酸氢钠
2.写出正丁醇与氢溴酸反应制备1-溴丁烷的反应机理。并说明实验中采用了哪些措施使可逆反应的平衡向生成1-溴丁烷的方向移动?
答:实验中采取了下列措施促使可逆反应的平衡向生成1-溴丁烷的方向移动。 (1) 加了过量的浓硫酸。浓硫酸在此反应中除与NaBr作用生成氢溴酸外,过量的浓硫酸作为吸水剂可移去副产物水;同时又作为氢离子的来源以增加质子化醇的浓度,使不易离去的羟基转变为良好的离去基团H2O。
(2) 加入适当过量的NaBr。过量的NaBr在过量的硫酸作用下就可以产生过量的氢溴酸。
(3) 在反应进行到适当的时候,边反应边蒸馏,移去产物1-溴丁烷。
3.在制备1-溴丁烷时,反应瓶中为什么要加少量的水?水加多好不好?为什么? 答:加少量水的作用:
(1) 防止反应时产生大量的泡沫; (2) 减少反应中HBr的挥发; (3) 减少副产物醚、烯的生成; (4) 减少HBr 被浓硫酸氧化成Br2。
加水的量不宜过多。因为正丁醇与氢溴酸反应制1-溴丁烷是可逆反应,副产物是水,增加水的量,不利于可逆反应的平衡向生成1-溴丁烷的方向进行。
4.加料时,为什么加了水和浓硫酸后应冷却至室温,再加正丁醇和溴化钠?能否先使溴化钠与浓硫酸混合,然后加正丁醇和水?为什么?
答:因为浓硫酸加水稀释时会产生大量的热,若不经冷却就加正丁醇和溴化钠,则在加料时,正反应和逆反应就立即发生,不利于操作,甚至造成危险。若先使溴化钠与浓硫酸混合,则立即产生大量的溴化氢,同时有大量泡沫产生而冲出来,不利于操作,也不利于反应。
5.用浓硫酸洗涤产品是除去哪些杂质?除杂质的依据是什么?
答:主要是除去正丁醇、正丁醚及水。因为醇、醚及水能与浓硫酸形成盐而溶在硫酸溶液中。另外浓硫酸有吸湿性。
6.不用浓硫酸洗涤粗产物,对反应产品的质量有何影响?为什么?
答:若不用浓硫酸洗涤粗产物,则在下一步蒸馏中,正丁醇与1-溴丁烷由于可形成共沸物(b.p. 98.6 0C, 含正丁醇13%),难以除去,使产品中仍然含有正丁醇杂质。
7.蒸馏粗产物时,应如何判断溴丁烷是否蒸完? 答:可以从下列几方面进行判断: (1) 蒸出液是否由浑浊变为澄清; (2) 反应瓶上层油层是否消失;
(3) 取一支试管收集几滴馏液,加小许水振动,观察有无油珠出现,若无则表明有机物已被蒸完。
8.加热后,反应瓶中的内容物常常出现红棕色,这是什么缘故?蒸完粗产品后,残留物为什么要趁热倒出反应瓶?
答:加热后,反应瓶中的内容物常常出现红棕色,这是由于反应过程中,溴化氢被浓硫酸氧化成溴溶在了内容物中的缘故。蒸馏粗产物后,残留物趁热倒出反应瓶,否则,反应瓶中的残留物亚硫酸氢钠冷却后结块,很难倒出来。
9.粗产品用浓硫酸洗涤后,为什么不直接用饱和碳酸氢钠洗涤而要用水洗,然后加饱和碳酸氢钠洗涤?
答:这是因为刚用浓硫酸洗过的产品还含有不少浓硫酸(包括漏斗壁),若直接用饱和碳酸氢钠中和,则由于酸的量太多,酸碱中和产生大量的热,同时有大量的二氧化碳产生,极易在洗涤时溅出甚至冲出液体,不易操作,也造成产品的损失。为了使该中和反应不致于这么剧烈,故在加饱和碳酸氢钠之前,用水洗涤产品及其漏斗壁上的大部分浓硫酸。 10.在本实验操作中,如何减少副反应的发生?
答:(1) 加料时,在水中加浓硫酸后待冷却至室温,再加正丁醇和溴化钠;(2) 溴化钠要研细,且应分批加。反应过程中经常振摇,防止溴化钠结块和使反应物充分接触;(3) 严格控制反应温度,保持反应液呈微沸状态;(4) 加料时加适量的水稀释浓硫酸。
11.为什么在蒸馏前一定要滤除干燥剂CaCl2?产品1-溴丁烷的气相色谱分析表明有少量的2-溴丁烷,它是如何生成的?
答:用无水氯化钙干燥水分是可逆过程。若不滤掉,则蒸馏时,由于受热,CaCl2·6H2O又会将水释放出来,这样就没有达到干燥的目的。 2-溴丁烷很可能是副产物2-丁烯与HBr作用而得
乙酰苯胺
1. 乙酰苯胺制备实验为什么加入锌粉?锌粉加入量对操作有什么影响? 答:苯胺易氧化,锌与乙酸反应放出氢,防止氧化。锌粉少了,防止氧化作用小,锌粉多了,消耗乙酸多,同时在后处理分离产物过程中形成不溶的氢氧化锌,与固体产物混杂在一起,难分离出去。
2. 乙酰苯胺重结晶时,制备乙酰苯胺热的饱和溶液过程中出现油珠是什么?它的存在对重结晶质量有何影响?应如何处理?
答:油珠是未溶解的乙酰苯胺。它的存在,冷却后变成固体,里面包夹一些杂质,影响重结晶的质量。应该再补加些水,使它溶解,保证重结晶物的纯度。
3. 乙酰苯胺制备实验加入活性炭的目的是什么?怎样进行这一操作? 答:目的是脱去产物中的有色物质。加入活性炭的量要适当,在较低温度下加入,然后再加热煮沸几分钟,过滤出活性炭。
4. 在布氏漏斗中如何洗涤固体物质?
答:将固体物压实压平,加入洗涤剂使固体物上有一层洗涤剂,待洗涤剂均匀渗入固体,当漏斗下端有洗涤剂滴下后,再抽空过滤,达到洗涤的目的,反复进行几次,即可洗净。
5. 乙酰苯胺制备用什么方法鉴定乙酰苯胺?
答:用测熔点的方法鉴定乙酰苯胺,有条件的可作红外光谱。 八、思考题
1、合成乙酰苯胺时,柱顶温度为什么要控制在105oC左右?
答:为了提高乙酰苯胺的产率,反应过程中不断分出产物之一水,以打破平衡,使反应向着生成乙酰苯胺的方向进行。因水的沸点为100oC,反应物醋酸的沸点为118oC,且醋酸是易挥发性物质,因此,为了达到即要将水份除去,又不使醋酸损失太多的目的,必需控制柱顶温度在105oC左右。
2、合成乙酰苯胺时,锌粉起什么作用?加多少合适?
答:只加入微量(约0.1左右)即可,不能太多,否则会产生不溶于水的Zn(OH)2,给产物后处理带来麻烦。
3、合成乙酰苯胺时,为什么选用韦氏分馏柱?
答:韦氏分馏柱的作用相当于二次蒸馏,用于沸点差别不太大的混合物的分离,合成乙酰苯胺时,为了把生成的水分离除去,同时又不使反应物醋酸被蒸出,所以选用韦氏分馏柱。
4、加热溶解乙酰苯胺的重结晶的粗产物时,为何先加入计算量少的溶剂,然后渐渐添加至刚好溶解,最后再多加少量溶剂?
答:重结晶的溶剂要刚刚好将物质溶解,多加溶剂会使大量的物质溶在母液中。刚好多一点是为了使物质更充分溶解,重结晶更纯净。
5、为什么活性炭要在固体物质完全溶解后加入?
答:活性炭是靠吸附分子来除杂质,没有溶解时,杂质分子包裹在未溶的物质中,不能除杂。
苯甲醇和苯甲酸的制备
1本实验根据什么原理来分离纯化苯甲醇和苯甲酸这两种产物的?
答:根据苯甲酸钠、苯甲醇在水中和在乙醚中的溶解度不同。苯甲醇在乙醚中易溶,苯甲酸钠易溶于水。用乙醚可在反应混合物中萃取苯甲醇,再经蒸馏除去萃取剂乙醚,便可得到产物苯甲醇;将萃取后的水溶液酸化就得到苯甲酸固体,经抽滤,就可以得到另一产物苯甲酸。
2醚层用饱和NaHSO3 及NaCO3溶液洗涤,是洗去什么杂质?
答:醚层中加饱和NaHSO3 溶液是为了除去醚层中未反应完的苯甲醛。用NaCO3溶液是洗去醚层中极少量的苯甲酸。
3本实验中所用的苯甲醛为何应重蒸馏?
答:苯甲醛很容易被空气中的氧气氧化成苯甲酸。为除去苯甲酸,所以在实验前重新蒸馏苯甲醛。
乙酸正丁酯的制备
1:浓硫酸的作用是什么?
答:在酯化反应中,浓硫酸其催化和吸水作用。 2:为什么温度计水银球必须浸入液面以下
答:反应过程中,我们控制的是反应液的温度,所以温度计水银球必须浸入液面以下。
3:实验中,饱和Na2CO3溶液的作用是什么?
答:使用饱和Na2CO3溶液中和反应液中残余的乙酸。
4:酯层用饱和Na2CO3溶液洗涤过后,为什么紧跟着用饱和NaCl溶液洗涤,而不用CaCl2溶液直接洗涤?
答:当酯层用饱和Na2CO3溶液洗涤过后,若紧接着就用饱和CaCl2溶液直接洗涤,有可能产生絮状的CaCO3沉淀,使进一步分离变得困难,故在这步操作之间必须水洗一下。由于乙酸乙酯在水中有一定的溶解度,为了尽可能减少由此而造成的损失,所以采用饱和食盐水进行洗涤。
5:为什么使用CaCl2溶液洗涤酯层?
答:酯层中含有少量未反应的乙醇,由于乙醇和CaCl2作用生成CaCl2·4H2O结晶化物,所以使用乙醇除去少量未反应的乙醇。 6:本实验乙酸乙酯为什么必须彻底干燥?
乙酸乙酯与水和醇分别生成二元共沸物,若三者共存则生成三元共沸物。因此,酯层中的乙醇和水除不净时,回形成低沸点共沸物,而影响酯的产率。
格式试剂制备2-甲基-2-己醇
1. 实验中,将Grignard试剂与加成物反应水解前各步中,为什么使用的药品、 仪器均需绝对干燥?应采取什么措施?
答:由于格氏试剂化学性质活泼,反应体系应避免有水、氧气和二氧化碳的存在 因此实验前所用的仪器应全部干燥,试剂要经过严格无水处理。进行实验时,装 置的安装及试剂的量取动作都应快捷,迅速,并注意防湿气侵入!乙醚必须事先 经无水处理;正溴丁烷事先用无水氯化钙干燥并蒸馏纯化;丙酮用无水碳酸钾干 燥,亦经蒸馏纯化。反应过程中冷凝管上必须装带有氯化钙的干燥管。 2. 反应若不能立即开始,应采取什么措施?
答:反应是否引发可从以下现象判断:
反应液是否由澄清变混浊,是否有白色沉淀物产生。引发的措施有: a.加热,但温度不能太高,保持有微小气泡缓慢产生即可。 b.加碘,芝麻粒大小即可。 c.加入少许格氏试剂。
若5分钟反应仍不开始,可用温水浴,或在加热前加入一小粒碘引发。若开始时正溴丁烷局部浓度较大,易于发生反应,故搅拌应在反应开始后进行,必须等反应引发后才能搅拌和滴加混合液!反应结束时,可能有镁条未反应完全,但对后续实验操作没有影响。
3. 实验中有哪些可能的副反应?应如何避免? 答:由于格氏试剂化学性质活泼,反应体系应避免有水、氧气和二氧化碳的存在, 因此实验前所用的仪器应全部干燥,试剂要经过严格无水处理。
4. 由Grignard试剂与羰基化合物反应制备2-甲基-2-己醇,还可采用何种原料?写 出反应式。 答:
O
+OMeO无水醚CH3MgBrH3O+OH+无水醚2CH3MgBrH3O+OH