实验4 正溴丁烷的制备和折光率的测定

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1、实验4n-溴丁烷的制备和折光率的测定（第8周，2010.10.25，第4次实验）[实验目的]掌握醇制正溴丁烷原理和方法；掌握回流及气体吸收装置和分液漏斗使用；折光率测定和阿贝折射仪使用[实验原理]1．醇与大量的氢溴酸（48%HBr，沸点126℃）一起加热，使溴代烷慢慢地蒸出。此法适用于制备沸点较低的溴代烷（如1-溴丙烷、2-溴丙烷、溴代环己烷），操作简单易行，只是需要用大大过量的氢溴酸。2．醇与氢溴酸-硫酸混合物一起加热。硫酸的存在使醇与氢溴酸的反应大大加快，溴代烷的产率也得到提高。此法氢溴酸只

2、要稍微过量即可。3．醇与三溴化磷（或红磷加溴）反应制备产率很高的溴代烷。此法可用于制备高级碳链的溴代烷；还可避免产生分子重排而异构化的溴代烷。本实验是采用第二种方法制备1-溴丁烷。1-溴丁烷沸点101.6℃，密度d2041.275，为无色透明液体。实验室用正丁醇与溴化氢发生取代反应制得，氢溴酸可用溴化钠和浓硫酸反应制取。反应过程可逆，可增加溴化钠和浓硫酸的用量以促使反应向生成产物的方向进行。化学反应方程式如下：主反应：NaBr+H2SO4→HBr+NaHSO4n-C4H9OH+HBr→n-C4H

3、9Br+H2O副反应：CH3CH2CH2CH2OH+HBr→CH3CH2CH=CH2+H2O,2n-C4H9OH→（n-C4H9）2O+H2O,2NaBr+H2SO4→Br2+SO2↑+2H2O[化学试剂]：正丁醇 9.2mL(7.4g,0.068mol)   溴化钠(无水) 13g(0.08mol)  浓硫酸(d=1.84)14mL(0.18mol)      饱和碳酸氢钠溶液    无水氯化钙表1主要物料及产物的物理常数名称相对分子量性状折光率密度d204沸点/℃溶解度/g·（100mL溶

4、剂）-1水醇醚正丁醇74.12无色透明液体1.39930.8098117.717.920∞∞正溴丁烷137.03无色透明液体1.43991.2990101.6不溶∞∞[实验装置图]：[操作步骤]1.投料在100mL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。按上图1连好回流和气体吸收装置，用5%的氢氧化钠作吸收剂。2.加热回流至沸，调整加热速度，保持沸腾而平稳回流，并时加摇动烧瓶促反应完成。回流35m

5、in（预试）。3.分离粗产物反应液冷却后，改回流为蒸馏装置，蒸出粗产物。（注意判断粗产物是否蒸完）。1）洗涤粗产物将馏出液移至分液漏斗中，加等体积水洗涤（15mL水，产物在下层），静置分层后，将产物转入另一干燥分液漏斗，等体积浓硫酸洗涤（10mL，分去下层，去正丁醇，生成一种盐）。有机相依次用等体积的水（15mL，除硫酸）、饱和碳酸氢钠溶液（15mL，中和未除尽的硫酸）和水（15mL，除碱）洗涤后，转入干燥锥形瓶中，加1-2g（黄豆大小）无水氯化钙干燥，间歇摇动锥形瓶（可以手捂加热，干燥0.5h

6、），到液体清亮为止。2）收产物将干燥好的产物移至50mL蒸馏瓶中，蒸馏，收99-103℃馏分。（预试得7.8g产物，无色液体） 四、实验关键及注意事项1.气体吸收装置安装和使用；2.浓硫酸分批加入，混匀。3.反应中不时摇动烧瓶或磁力搅拌促使反应完全。4.正溴丁烷是否蒸完，可以从下列几方面判断：①蒸出液是否由混变清；②蒸馏瓶中的上层油状物是否消失；③取一试管收几滴馏出液；加水摇动观察无油珠出现。如无，表示馏出液中已无有机物、蒸馏完成。5.洗后产物呈红色，可用少量饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤以除去因浓硫酸

7、氧化生成的游离溴。五、实验中常见错误1.配硫酸溶液混合均匀后，冷至室温，加入正丁醇，最后于室温中加溴化钠，摇匀,切不可先加溴化钠。2.反应时小火加热，切不可大火加热。注意回流速度及冷凝管中气体的位置。3.在回流过程中，尤其是停止回流时，注意勿使漏斗全部埋入吸收液（水）中。4.浓硫酸洗涤前，粗产物必须将水层分尽；洗涤时要充分振摇，否则不宜除去杂质，而正丁醇可与正溴丁烷形成共沸物（沸点98.6℃，含正丁醇13%），蒸馏时很难除去。5.预习时应查找物理常数数据。若不知密度，可根据水溶性判断。若判断错误

8、，切不可将废液倒掉，而应将每步洗涤废液留着，直到实验结束。6.分液漏斗操作中，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，不可全从下口放出。7.干燥完毕，澄清透明的液体用倾泄法倒入蒸馏烧瓶，切不可将干燥剂一起倒入进行蒸馏。六、思考题1.反应后的粗产物中含有哪些杂质？各步冼涤的目的何在？2.用分液漏斗时，正溴丁烷时而在上时而在下，如不知道产物的密度时，可用什么简便的方法加以判别？3.为什么用饱和碳酸氢钠溶液洗涤前先要用水洗一次？七、实验指导本实验包括加热回流、气体吸收、蒸馏、洗涤、干燥等步骤，操作齐全