实验二 1-溴丁烷的制备
一． 一． 实验目的
1．1． 掌握带气体吸收的回流冷凝装置。 2．2． 掌握卤代物的一般制备和分离提纯。 二． 二． 实验原理
1－溴丁烷是由正丁醇与卤代试剂（溴化钠和浓硫酸反应生成的氢溴酸，通过亲核取代反应而取得的，主反应如下：
NaBr?H2SO4???HBr?NaHSO4
CH3CH2CH2CH2OH?HBr???CH3CH2CH2CH2Br?H2O加入浓硫酸的作用一是作为反应物与溴化钠生成氢溴酸，二是由于浓硫酸作为一个强酸，能提供H质子，使醇形成离子：
CH3CH2CH2CH2OH?HBr???CH3CH2CH2CH2OH?H???
使醇上的极弱离去基OH变成一个较强的离去基H2O，从而大大加快反应的速度。正丁醇是伯醇，上述反应是典型的酸催化SN2反应，但也有部分是按SN1机理进行的。在亲核取代反应的同时，常伴有消除脱水等副反应，如：
24C4H9OH????C4H8?H2O?HSO
242C4H9OH????C4H9OC4H9?H2O?HSO所以反应完毕，除得到主产物1－溴丁烷外，还可能含有未反应的正丁醇和副反应正丁醚。另外还有无机产物硫酸氢钠，硫酸氢钠在水中溶解度较小，用通常的分液方法不易除去，故在反应完毕再进行粗蒸馏，一方面使生成的1－溴丁烷分离出来，另一方面粗蒸馏过程可进一步使醇与氢溴酸的反应趋于完全。
粗产物中含有正丁醇．正丁醚等杂质，用浓硫酸洗涤，可将它们除去，如果产品中有正丁醇，蒸馏时会形成沸点较低的馏分（1－溴丁烷和正丁醇的共沸混合物沸点为98.6C，含正丁醇13％）而导致精制品产率降低。 产物1－溴丁烷的纯度可以通过气相色谱归一化法分析得到。 三． 三． 实验装置 见图3－3。
四． 四． 试剂与器材
试剂：正丁醇7.4g9.3ml(0.1mol)、无水溴化钠12.5g(0.2mol)（或无水溴化钠14.3g0.12mol）\\浓H2SO4（相对密度1.84）27.6g、15ml(0.28mol)10％碳酸钠，无水氯化钙。
?器材：圆底烧瓶、球形冷凝管、吸滤瓶、75度弯管、直形冷凝管、接受管、分液漏斗、锥形瓶、蒸馏头、温度计。 五． 五． 实验步骤 本实验分二步完成。
1．第一步：按图3－2安装好反应装置。在装置中的100ml圆底烧瓶中加入
12.5g研碎的溴化钠，用定量加料器加入9.3ml正丁醇，投入沸石摇匀。在一小
锥形瓶中加入15ml水,在冷水浴中一边振荡一边加15ml的浓硫酸，得到1：1的硫酸。将稀释后的硫酸从冷凝管上口分批加入反应瓶中并充分振荡，使反应物混合均匀，硫酸加完后连接好气体吸收装置。
反应瓶在石棉网上小火加热至沸腾，回流30min，反应结束后，反应物冷却数分钟。 卸去回流冷凝管，反应瓶中添加沸石，用75弯管连接直形冷凝管，换成蒸馏装置，进行蒸馏。馏出液用细口瓶接收好，蒸馏至馏出液无油滴或澄清为止。在接收瓶中加入部分水封存,并塞好塞子，第二步实验待用。
2．2． 第二步：粗产品混合液倒入分液漏斗，将油层从下面放入干燥的小
锥形瓶，然后用冷水浴中冷却并振荡下，用5ml浓H2SO4分两次加入瓶中洗涤油层，再将混合物倒入分液漏斗，分去下层的浓硫酸。油层依次分别用15ml水．7.5ml10％的碳酸钠水溶液和15ml水洗涤。最后一次洗
涤毕，将下层粗产品仔细地放入干燥的小锥形瓶中，少量分批地加入无水氯化钙，并间歇振荡直至液体澄清。
安装好蒸馏装置（图3－2），通过长颈漏斗加少量棉花，将液体滤入干燥圆底烧瓶，投入沸石，在石棉网上小火加热蒸馏。收集99~102?C的馏分。产品称重，量体积，测定折射率，并用气相色谱法检查产吕的纯度。 六． 六． 注意事项
1．1． 反应装置的密封性要好。吸收液用水即可，气体导管出口处要接近
但不能接触吸收液面。
2．2． 实验中采用1：1硫酸，一方面减少副反应，另一方面吸收未反应
的溴化氢气体，因此，不能用浓硫酸。
3．3． 蒸出粗产品时，可以不加温度计。检验油滴的方法可用盛少清水的
小烧杯接收几滴馏出液，观察烧杯底部有无小油珠。
4．4． 蒸馏时所用的各仪器必须预先烘干，否则产品易浑浊。 5．5． 接受瓶应预先称重，采用减量法可测得产品的重量。 七． 七． 实验结果与讨论
纯1－溴丁烷为无色透明液体，沸点为101.6?C。测定产品的折射率，计算产率。检验产品的纯度除了测定折射率，还可用气相色谱法来检测。1－溴丁烷也可用正丁烷直接与氢溴酸反应来制备，试设计其反应方案，比较二者的优缺点。 八． 八． 思考题
1．1． 实验应根据哪种药品的用量计算理论产量？计算是多少？
?2．2． 硫酸浓度太高或太低对实验有何影响？
3．3． 本实验在回流冷凝管上为何要采用吸收装置？吸收什么气体？还可
以用什么液体来吸收？
4．4． 回流反应过程中，反应液逐渐分成两层，你估计产处于哪一层中？
为什么？
5．5． 产品用浓硫酸洗涤除去哪些杂质？为什么能除去这些杂质？