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时间:2019-05-11
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1、环己烯的制备(thesynthesisofcyclohexene)返回实验六一、实验目的1.掌握醇脱水制备烯烃的原理和操作。2.学会运用分馏和蒸馏的原理和操作。3.学会运用萃取洗涤的原理及分液漏斗的使用方法。返回相对分子量低的烯烃比如乙烯、丙稀、丁二烯等是合成材料工业的基本原料,工业上主要由石油裂解或者催化加氢分离提纯制得。而在实验室中,主要通过醇的脱水及卤代烃脱卤化氢两种方法制得。醇的脱水,可用氧化铝或者分子筛在高温(350℃~400℃)进行催化脱水,也可以用酸催化脱水的方法。常用的脱水剂有硫酸、磷酸、对加苯磺酸及硫酸氢钾等。在我们这次是实验中就是采用硫酸催化环己醇脱水制备环己烯。一
2、般认为,这是一个通过碳正离子中间体进行的单分子消去反应(E1),形成的烯烃满足Saytzeff(查依采夫)规律。查依采夫规律:过渡态(碳正离子)能量高低与烯烃的稳定性有关,双键上烷基越多,烯烃稳定性越大,过渡态能量越低,因而在产物中所占的比例增大,生成双键上烷基最多的烯烃为主,这种取向规律称为Saytzeff规律。通常单分子消去反应主要生成Saytzeff烯烃(仲、叔醇/卤代烃)二、实验原理返回我们的目标:合成环己烯环己烯工业制备方法:苯的部分氢化还原反应(由日本旭化学工业公司发展)环己烯的实验室制法:环己醇的脱氢反应环己烯的用途:进一步脱氢制备环己酮己内酰胺(尼龙)制备己二酸,马来酸
3、等的前体化合物返回主反应:特点:(1)用酸催化;(2)可逆反应。为提高产率。本实验采用边反应边蒸馏的方法,将环己烯不断蒸出,从而使平衡向右移动。返回副反应:机理:两分子脱水形成醚。返回三、试剂物理性质化合物名称分子量性状比重(d)熔点(℃)沸点(℃)折光率(n)溶解度水乙醇乙醚环己醇100.16晶体/液体0.96225.21611.461略溶溶溶环己烯82.14液体0.810-103.783.31.445难溶易溶易溶返回采用分馏装置,控制柱顶温度,使环已烯和生成的水形成共沸物蒸出,避免环已醇和水、环已醇和环已烯形成共沸物蒸出,使平衡向右移动,提高产率。四、药品和仪器药品:环己醇10.0
4、g,10.4mL(0.10mol);85%磷酸2mL;饱和食盐水;无水氯化钙。仪器:圆底烧瓶(50mL1个);维氏(Vigreux)分馏柱(1支);直形冷凝管(1支);蒸馏头(1个);温度计套管(1个);接引管(1个);锥形瓶(25mL2个);量筒(25mL1个);水银温度计(150℃1支)。返回五、实验装置图环己烯与水形成共沸混合物(沸点70.8℃,含水10%);环己醇与环己烯形成共沸混合物(沸点64.9℃,含环己醇30.5%);环己醇与水形成共沸混合物(沸点97.8℃,含水80%)返回六、实验步骤:1、投料在50ml干燥的圆底烧瓶中加入10g环己醇、5ml浓磷酸和几粒沸石,充分摇振
5、使之混合均匀。2、加热回流、蒸出粗产物首先低电压加热,保持沸腾而不蒸出20min以上。然后升高电压蒸馏,控制加热蒸馏速度(1d/2-3s),使温度不超过90℃(稳定在69-83℃),蒸至无馏分流出为止此时温度计温度下降,可升高加热温度到达85℃以上,当烧瓶内只剩下很少残液并出现阵阵白雾时,即可停止蒸馏。(反应60min左右)馏出液为带水的混浊液。返回3、分离并干燥粗产物将馏出液用饱和氯化钠洗涤,保留有机相;然后加入3—4ml5%的碳酸钠溶液中和微量的酸。将液体转入分液漏斗中,振摇(注意放气操作)后静置分层,打开上口玻塞,再将活塞缓缓旋开,下层液体从分液漏斗的活塞放出,产物从分液漏斗上口
6、倒入一干燥的小锥形瓶中,用1—2g无水氯化钙干燥。4、蒸出产品待溶液清亮透明后,小心倒入干燥的小烧瓶中,投入几粒沸石后用水浴蒸馏,收集80—85℃的馏分于一已称量的小锥形瓶中。返回实验关键步骤:1、投料时应先投环己醇,再投浓磷酸;投料后,一定要混合均匀。2、反应时,控制温度不要超过90℃(稳定在69-83℃)。3、干燥剂用量合理。4、反应、干燥、蒸馏所涉及器皿都应干燥。返回实验步骤流程图返回产物的洗涤提纯:1.将馏出物倒入分液漏斗中加入饱和氯化钠溶液洗涤后,分去水层;(产物在上层)2.用5%的碳酸钠溶液洗涤有机层,从下口分去水层;3.用饱和氯化钠溶液洗涤有机层,从下口分去水层;4.将有
7、机层从分液漏斗上口倒入一干燥的小锥瓶中。返回七、操作要点1、环己醇在室温下为粘稠的液体(m.p.25.2℃),量筒内的环己醇难以倒净,会影响产率。若采用称量法则可避免损失。2、磷酸有一定的氧化性,因此,磷酸和环己醇必须混合均匀后才能加热,否则反应物会被氧化。3、小火加热至沸腾,调节加热速度,以保证反应速度大于蒸出速度,使分馏得以连续进行,控制柱顶温度不超过90℃(稳定在69-83℃),防止未反应的环己醇蒸出,降低反应产率。4、用饱和NaCl水溶
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