苯乙酮的制备

实验二十二　苯乙酮的制备

一、实验目的

1．掌握傅瑞德尔-克拉夫茨酰基化反应（Friedel-Crafts acylation）原理。

2．掌握空气冷凝器的使用和减压蒸馏操作方法。

二、基本原理

傅瑞德尔-克拉夫茨反应是指芳香烃在无水三氯化铝等催化剂存在下，同卤代烷、酰氯或酸酐作用，在苯环上发生亲电取代引入烷基或酰基的反应。用傅瑞德尔-克拉夫茨反应进行酰基化时，反应可停止在一酰基化阶段，故可用来制取芳香酮。反应式如下：

三、仪器和试剂

1．仪器

250mL三颈瓶　 　回流冷凝管

滴液漏斗　　　　氯化钙干燥管

分液漏斗　　　　50mL圆底烧瓶

温度计

2．试剂

苯　　　　　　　无水三氯化铝

乙酐　　　　　　浓盐酸

浓硫酸　　　　　5%氢氧化钠溶液

四、实验步骤

1．制备

按如图5-4所示安装仪器，回流冷凝管上口装一干燥管和吸收氯化氢气体装置，要求各仪器必须是干燥的^[1]。在250mL三颈瓶中，迅速加入20g研细的无水三氯化铝^[2]和30mL苯。在滴液漏斗中加入6mL乙酐和10mL苯的混合液。打开搅拌装置，开始向三颈瓶中滴加乙酐的苯溶液（约20分钟），加完乙酐后，小火加热，保持缓慢回流1小时左右，直到反应无氯化氢气体逸出为止^[3]。

图5-4　制备苯乙酮的装置

将三颈瓶用冷水浴冷却，在不断搅拌下，慢慢加入50g碎冰水及50mL浓盐酸的混合液，直到三颈瓶中固体物完全溶解。用分液漏斗分出苯层；水层取30mL，用苯萃取两次（每次15mL）。合并苯层，用20 mL 5%氢氧化钠溶液及20mL水分别洗涤。苯层用无水硫酸镁干燥。

按水浴蒸馏装置安装各仪器^[4]。取50 mL圆底烧瓶，加入粗产品及1～2粒沸石，加热蒸出苯。撤去水浴，在电加热套上直接加热，蒸去残留的苯。当温度计读数升至140℃左右时，停止加热。稍冷后，换空气冷凝管及接受器，继续加热蒸馏，收集196℃～202℃的馏分，称取质量，计算产率。

纯苯乙酮是无色油状液体，沸点为202℃，熔点为19.6℃～20.5℃，相对密度=l.028，折射率=1.5378。

2．检验

用碘仿反应检验：将5滴制备的苯乙酮加入到1mL碘-碘化钾溶液中，再加10%NaOH溶液，振荡直至棕色消失，观察现象。若无沉淀，可在温水中温热后再观察。

思考题

1．本实验在安装仪器、使用试剂及操作过程中有哪些注意事项？

2．加料时，应缓慢加入乙酐的原因是什么？

3．本实验中，加入碎冰水及浓盐酸的原因是什么？

4．在制备苯乙酮的过程中，乙酐可用什么原料代替？

注　解

[1]本实验所用的仪器及试剂必须是干燥的，否则将严重影响实验结果并使反应难以进行。

[2]由于无水三氯化铝极易吸水分解而失效，所以称取、研细及投料各环节都应迅速。

[3]本实验亦可采用人工振荡实现，但回流时间应增长。

[4]亦可用减压蒸馏。苯乙酮在不同压力下的沸点如表5-1所示。

表5-1　苯乙酮在不同压力下的沸点

应收集86℃～90℃/1.600kPa的馏分。