8实验七 正溴丁烷制备

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1、实验七正溴丁烷的制备Experiment7Preparationofn-bromobutane计划学时：6学时[实验目的]1、学习以溴化钠、浓硫酸和正丁醇反应制备正溴丁烷的原理与方法。2、掌握回流反应及气体吸收装置的安装和使用。[实验重点]卤代烃的制备方法[实验难点]正溴丁烷粗产物的提纯：即分步多次洗涤和简单蒸馏。[教学内容]一、实验原理卤代烷制备中的一个重要方法是由醇和氢卤酸发生亲核取代(nucleophilicsubstitutionreaction)来制备。反应一般在酸性介质中进行。实验室制备正溴丁烷是用正丁醇与氢溴酸反应制备，由于氢溴酸是一种极易挥发的无机酸

2、，因此在制备时采用溴化钠与硫酸作用产生氢溴酸直接参与反应。在该反应过程中，常常伴随消除反应和重排反应的发生。该反应方程式为：(插入讲解反应机理)二、实验仪器及药品仪器：100mL的圆底烧瓶、球形冷凝管、长颈玻璃漏斗、烧杯等所需药品：7.4g（9.2mL，0.10mol）正丁醇(M＝74.12)，13g（约0.13mol）无水溴化钠(M=102.89)，浓硫酸，饱和碳酸氢钠溶液，无水氯化钙三、实验步骤1、投料在圆底烧瓶中加入10mL水，再慢慢加入14mL浓硫酸，混合均匀并冷至室温后，再依次加入9.2mL正丁醇和13g溴化钠，充分振荡后加入几粒沸石。（硫酸在反应中与溴化

3、钠作用生成氢溴酸，氢溴酸与正丁醇作用发生取代反应生成正溴丁烷。硫酸用量和浓度过大，会加大副反应进行；若硫酸用量和浓度过小，不利于主反应的发生，即氢溴酸和正溴丁烷的生成）投料注意事项：（1）加料顺序不能颠倒。应先加水，再加浓硫酸，依次是醇，NaBr。加水的目的是：减少HBr的挥发；防止产生泡沫；降低浓硫酸的浓度，以减少副产物的生成。（2）在此过程中要不断的摇晃，水中加浓硫酸时振摇，是防止局部过热；加正丁醇时混匀，是防止局部炭化；加NaBr时振摇，是防止NaBr结块，影响HBr的生成。2、加热回流在烧瓶上装上冷凝管，并在冷凝管上接一个气体吸收装置，用电热套加热回流1h。

4、注意：在回流过程中要不断的摇动烧瓶。因为是两相反应，通过摇动增加反应物分子的接触几率。3、分离粗产物待反应液冷却后，改回流装置为蒸馏装置（用直形冷凝管冷凝），蒸出正溴丁烷粗产品。注意：判断粗产物是否蒸完。判断的标准：a、馏出液由浑浊变澄清；b、蒸馏烧瓶内油层（上层）消失；c、取几滴馏出液，加少量水摇动，如无油珠，表示已蒸馏完毕。4、粗产物的洗涤和干燥将馏出液移至分液漏斗中，加入等体积的水洗涤（由于正溴丁烷的密度大于水，固产物在下层），静置分层后，将产物转入另一干燥的分液漏斗中，用等体积的浓硫酸洗涤（除去粗产物中的少量未反应的正丁醇及副产物正丁醚、1-丁烯、2-丁烯。

5、尽量分去硫酸层（下层）。有机相依次用等体积的水（除硫酸）、饱和碳酸氢钠溶液（中和未除尽的硫酸）和水（除残留的碱）洗涤后，转入干燥的锥形瓶中，加入1—2g的无水氯化钙干燥，间歇摇动锥形瓶，直到液体清亮为止。注：(1)正丁醇和正溴丁烷可形成共沸物（bp.98.6℃，含正丁醇13%），故必须除净正丁醇。(2)无水氯化钙干燥时，不仅可除去水分，还可除去醇类，因为醇类化合物（特别是低级醇）可与氯化钙作用生成结晶醇而不溶于有机溶剂。本步注意事项：（1）蒸馏粗品正溴丁烷后，残余物应趁热倒出后洗涤，以防止结块后难以洗涤。（2）馏出液要充分洗涤，分液时要干净彻底（分除水相），注意产物

6、是在上层还是在下层。各步洗涤顺序不能颠倒，应正确判断产物相。5、收集产物将干燥好的产物移至小蒸馏瓶中，在石棉网上加热蒸馏，收集99—103℃的馏分。四、实验步骤流程图五、为了提高产率，所采取的措施有：1、浓硫酸过量，其作用有：（1）吸收反应中生成的水，使HBr保持较高的浓度，加速反应的进行；（2）使醇羟基质子化，容易离去；（3）使反应中生成的水质子化，阻止卤代烷通过水的亲核进攻变回原来的醇；（4）但是硫酸的存在易使醇生成烯或醚等副产品，因而要控制硫酸的加量。2、增加NaBr的用量，使平衡右移。3、通过回流，使反应完全。4、加少量水，降低浓硫酸浓度，以减少副产物。六、

7、主要试剂及产品的物理常数（文献值）名称分子量性状折光率比重熔点℃沸点℃溶解度：g/100mL溶剂水醇醚正丁醇74.12液1.399310.80-89.2117.77.920SS正溴丁烷137.02液1.48931.299-11.4101.6不溶SS七、实验结束后计算该合成反应的产率八、思考题1酯化反应有什么特点？2为什么要慢慢分批加入浓硫酸？3为什么开始反应时反应液分为三层，每一层是什么物质？4洗涤时，各步产品在哪层？5为什么在昆明，产品的收集温度是92—94℃？6p641,2,37预习p71乙酸乙酯的制备参考文献：1、有机化学实验，兰州大学、复旦大学化学系有机