－溴丁烷的制备实验

一、 实验目的

1. 学习由醇制备溴代烃的原理及方法。

2. 练习回流及有害气体吸收装置的安装与操作。

3. 进一步练习液体产品的纯化方法——洗涤、 干燥、 蒸馏等操作。

二、 实验原理

主反应

副反应

本实验主反应为可逆反应，提高产率的措施是让HBr过量，并用Na Br和H2SO4代替HBr，边生成HBr边参与反应，这样可提高HBr的利用率；H2SO4还起到催化脱水作用。反应中为防止反应物醇被蒸出， 采用了回流装置。 由于HBr有毒， 为防止HBr逸出而污染环境， 需安装气体吸收装置。 回流后再进行粗蒸馏， 一方面， 这样使生成的产品1－溴丁烷分离出来， 便于后面的洗涤操作； 另一方面， 粗蒸过程可进一步使醇与HBr的反应趋于完全。粗产品中含有未反应的醇和副反应生成的醚，用浓H2SO4洗涤可将它们除去，因为二者能与浓H2SO4形成佯盐：

1－溴丁烷中正丁醇在蒸馏时会形成沸点较低的前馏分 （1－溴丁烷和正丁醇的共沸混合物沸点为98.6℃， 含正丁醇13％）， 从而导致精制品产率降低。

三、 实验药品及物理常数 （表3.1）

表3.1 制备1－溴丁烷的相关药品物理常数

续表

四、 实验装置图 （图3.9）

五、 实验步骤

图3.9 溴丁烷制备实验装置图

①配制稀硫酸时， 在烧杯中加入10m L水， 将10m L浓硫酸分批加入水中， 并振摇； 用冷水浴冷却， 备用。

②在100m L圆底烧瓶中依次加入Na Br8.3g、 正丁醇6.2m L、 沸石两粒， 摇匀。

③安装带气体吸收的回流装置 （图3.9 （a））。 取一温度计套管及一长颈玻璃漏斗， 用橡皮管将温度计套管及长颈玻璃漏斗相连， 温度计套管装在球形冷凝管上口， 长颈玻璃漏斗倒置在一盛有水的烧杯上， 漏斗口接近水面但不要没入水中， 以防水倒吸； 从冷凝管上口分四次加入配制好的稀硫酸， 每次加入稀硫酸后均须摇动反应瓶。

④加热回流30min。

⑤冷却5min后， 加沸石两粒， 改成简易蒸馏装置 （图3.9（c））。

⑥加热蒸馏直至无油滴蒸出为止。

⑦在分液漏斗中将馏出物静置分层， 下层倒入干燥的锥形瓶， 加入3m L浓硫酸洗涤，在分液漏斗中静置分层。

⑧分出下层 （硫酸层）， 上层用10m L水洗， 静置分层。

⑨下层用5m L10％碳酸钠溶液洗， 静置分层。

⑩下层用10m L水洗， 静置分层。

下层倒入干燥的锥形瓶中， 加无水氯化钙干燥， 加塞放置。 时时振摇， 至澄清透明为止。

将干燥好的粗产品1－溴丁烷倒入50m L圆底烧瓶 （注意勿使氯化钙干燥剂掉入烧瓶中）， 加两粒沸石， 装好蒸馏装置， 用小火加热， 收集99℃～102℃馏分； 测量产品体积，回收， 计算产率。

六、 思考题

1. 1－溴丁烷制备实验为什么用回流反应装置？

2. 1－溴丁烷制备实验为什么用球形而不用直形冷凝管做回流冷凝管？

3. 1－溴丁烷制备实验采用1∶1的硫酸有什么好处？