呋喃甲醛和呋喃甲醇的制备

《呋喃甲醛和呋喃甲醇的制备》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、呋喃甲醇和呋喃甲酸制备【实验目的】1.学习由呋喃甲醛制备呋喃甲醇和呋喃甲酸的原理和方法，从而加深对Cannizzaro反应的认识。2.学习呋喃甲醇和呋喃甲酸的分离方法。【实验原理】呋喃甲醛(又称糠醛)和浓氢氧化钠的作用，发生Cannizzaro反应，从而制备呋喃甲醇和呋喃甲酸。反应式如下：【仪器和药品】仪器：烧杯（100mL）、分液漏斗、锥形瓶、圆底烧瓶（25mL）、直型冷凝管、接引管、三角烧瓶药品：呋喃甲醛、氢氧化钠（43%）、聚乙二醇、乙醚、盐酸（25%）、无水碳酸钠或无水硫酸镁【实验步骤】准备量取5mL43％氢氧化钠（或氢

2、氧化钾）溶液和1g聚乙二醇[1][2]（相对分子质量为400）置于小烧杯中，充分搅匀，将烧杯置于冰水浴中冷却内容物至约5℃左右。在不断搅拌[3]下从滴液漏斗慢慢滴入5mL（5.8g，约0.06mol）新蒸镏过的呋喃甲醛[4]，把反应温度保持在8~12℃[5]。加完后（约15min）于室温继续搅拌约25min，反应即可完成，得淡黄色浆状物。在搅拌下加入适量（约15mL）的水，至沉淀恰好完全溶解[6],此时溶液呈暗红色。将溶液转入分液漏斗中，每次用8mL乙醚萃取溶液，合并乙醚萃取液，加约1g无水碳酸钠或1g无水硫酸镁干燥，将塞子塞紧

3、，静置。水浴蒸馏出去乙醚，然后蒸馏呋喃甲醇，收集169~172℃的馏分，产量约2~2.5g（产率为68%~84%）。纯呋喃甲醇为无色透明液体，bp为171℃，d1.1296，n1.4868.经乙醚萃取后的水溶液内主要含呋哺甲酸钠，在搅拌下加约9mL的约25%盐酸酸化，至pH为2~3[7]，充分冷却后，滤集析出的呋喃甲酸并用用少量水洗1~2次。粗产品用约12mL水重结晶，得到白色针状结晶的呋喃甲酸[8]，产量约2.3（产率约68%）。纯呋喃甲酸的mp为133~134℃。【方法2】将6mL43％氢氧化钠溶液置于烧杯中，将小烧杯置于冰

4、水浴中冷却至5℃左右，不断搅拌下滴加6.6mL新蒸馏的呋喃甲醛（约用10min），把反应温度保持在8~12℃。滴加毕，继续于冰水浴中搅拌约20min，反应即可完全，得奶黄色浆状物。在搅拌下加入约10mL水至固体全溶，将溶液转移入分液漏斗中用乙醚分三次（15mL，10mL，5mL）萃取，合并萃取液，加2g无水硫酸镁干燥后，水浴蒸馏出去乙醚，然后蒸馏呋喃甲醇收集169~172℃的馏分，产量约2.4g（产率61%）。经乙醚萃取后的水溶液（主要含呋哺甲酸钠）用约14mL1:1盐酸酸化至pH为2~3，则析出结晶。充分冷却后，抽滤，收集晶体

5、，并用少量水洗1~2次。粗产品用约20mL水重结晶，抽滤，干燥（<85℃），产量约3g（产率约56%）。【注释】[1]由反应机理可知，歧化反应速率是由产生氢负离子这一步决定，适当提高碱的浓度可以加速歧化反应，而碱的浓度升高则粘稠性增大，搅拌困难，采用反加法，即将呋喃甲醛滴加到氢氧化钠溶液中，反应较易难控制，产率则与顺加法相同。[2]聚乙二醇（相对分子质量为400），作为相转移催化剂。[3]反应在两相间进行，必须充分搅拌。[4]呋喃甲醛存放过久变成棕褐色甚至黑色，同时往往含有水分。因此使用前需蒸馏提纯，收集155~162℃的馏分。

6、如用减压蒸馏收集54~55℃/1333Pa馏分。新蒸馏的呋喃甲醛为无色或淡黄色的液体。[5]反应开始后很剧烈，同时放出大量的热，溶液颜色变暗。若反应温度高于12℃时，则反应温度极易升高，难以控制．致使反应物呈深红色。若低于8℃，则反应速度过慢，可能部分呋喃甲醛积累，一旦发生反应，反应就会过于猛然而使温度升高，最终也使反应物变成深红色。[6]在反应过程中会有许多呋喃甲酸钠析出，加水溶解，可使奶油黄色的浆状物转为酒红色透明状的溶液。但若加水过多会导致损失一部分产品[7]酸量要加足，保证pH＝3，使呋喃甲酸充分游离出来。这是影响呋喃甲

7、酸收率的关键。[8]从水中得到的呋喃甲酸呈针状固体，100℃时有部分升华，故呋喃甲酸应置于80~85℃的烘箱内慢慢烘干或自然晾干为易。【思考题】1.为什么要使用新鲜的呋喃甲醛？长期放置的呋喃甲醛含有什么杂质？若不先除去，对本实验有何影响？2.呋喃甲酸钠的酸化这一步为什么是影响产物收率的关键呢？应如何保证酸化完全？3.试设计以苯甲醛为原料，用Cannizzaro反应制备苯甲醇和苯甲酸的实验方案？