Ⅰ 呋喃甲酸与呋喃甲醇的合成
反应式
实验步骤
1.常量合成
在50mL烧杯中放入2.2g氢氧化钠,加入3mL水配成溶液,冰水浴冷至5℃左右,手动搅拌下滴加呋喃甲醛3.3mL(约需10min),维持反应温度在8~12℃,加完后继续搅拌,反应30min得到黄色浆状物。
在搅拌下加入适量的水(约5mL)使固体全溶。将反应液转入分液漏斗中,用乙醚萃取3次(12mL,7mL,5mL),合并萃取液,用无水硫酸镁干燥后,水浴蒸馏乙醚,再蒸馏收集169~172℃馏分,得到的液体产品约1.2g。
乙醚萃取过的水溶液,用浓盐酸酸化至pH=3,待结晶全部析出,抽滤,用少许水洗涤,干燥,称重,产品约1.5g。
2.半微量合成
在25mL烧杯中放入1.1g氢氧化钠,加入1.5mL水配成溶液,冰水浴冷至5℃左右手动搅拌下滴加呋喃甲醛1.6mL(约需5min),维持反应温度在8~12℃,加完后继续搅拌,反应10min得到黄色浆状物。
在搅拌下加入适量的水(约2.5mL)使固体全溶。将反应液转入分液漏斗中,用乙醚萃取3次(6mL,3.5mL,2.5mL),合并萃取液,用无水硫酸镁干燥后,水浴蒸馏乙醚,再蒸馏收集169~172℃馏分,得到的液体产品约0.6g。
乙醚萃取过的水溶液,用浓盐酸酸化至pH=3,待结晶全部析出,抽滤,用少许水洗涤,干燥,称重,产品约0.75g。
呋喃甲醇沸点为171℃,为1.4868;呋喃甲酸沸点为141~144℃。红外光谱分别如图5-18、图5-19所示。
图5-18 呋喃甲醇的红外光谱图
图5-19 呋喃甲酸的红外光谱图
注意事项
(1)这个反应是在两相间进行的,欲使反应正常进行,必须充分搅拌。
(2)纯的呋喃甲醛为无色或浅黄色液体,但久存易呈棕色,用前蒸馏纯化收集155~162℃的馏分,最好减压蒸馏收集(54~55)℃/17mmHg的馏分。
(3)反应温度若低于8℃,则反应太慢,若高于15℃,则反应温度极易上升而难以控制,反应物会变成深红色。也可采用将NaOH溶液滴加到呋喃甲醛中的方法。两种方法产率相仿。
(4)加入适量水溶解呋喃甲酸钠使成溶液。若加水过量,会导致部分产品损失。
(5)酸量一定要加够,以保证酸化后真正达到pH=3,使呋喃甲酸充分游离出来,这一步骤是影响呋喃甲酸收率的关键。
(6)从水中得到的呋喃甲酸呈叶状晶体,100℃有部分升华,最好自然晾干。
思考题
(1)根据什么原理来分离提纯呋喃甲醇和呋喃甲酸?
(2)在反应过程中析出的黄色浆状物是什么?
(3)乙醚萃取过的水溶液,若用50%硫酸酸化,是否合适?
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