苯甲酸与苯甲醇的制备

实验二十四　苯甲酸与苯甲醇的制备

一、实验目的

1．通过实验，进一步掌握歧化反应的原理。

2．掌握苯甲酸与苯甲醇的制备方法。

3．进一步熟悉固体有机化合物的提纯方法——重结晶。

二、基本原理

无α-氢的醛与浓的强碱溶液作用，发生分子间的自身氧化还原反应，一分子醛被还原成醇，另一分子醛被氧化成酸，此类反应称为Cannizzaro反应（也称为歧化反应）。苯甲酸与苯甲醇通过苯甲醛的自身氧化-还原反应而制备。反应式如下：

三、仪器和试剂

1．仪器

100mL、250mL烧杯　　 50mL量筒

150mL磨口锥形瓶　　　125mL分液漏斗

蒸馏装置　　　　　　 空气冷凝管

抽滤装置

2．试剂

苯甲醛　　　　　　　　氢氧化钠

浓盐酸　　　　　　　　乙醚

饱和亚硫酸氢钠溶液　　10%碳酸钠溶液

无水硫酸镁　　　　　　冰块

四、实验步骤

在100mL的烧杯中加入11mL水和6.48g（0.16mol）固体氢氧化钠，搅拌并溶解，在冷水中冷却至室温（25℃）备用。另取12mL（12.6g，0.12mol）新蒸馏的苯甲醛^[1]，加到150mL磨口锥形瓶中，并加入已配制好的氢氧化钠溶液，盖上塞子，振摇，使之混合均匀，呈乳浊液。将混合物在室温下放置24小时或更长时间^[2], 备用。

1．苯甲醇的制备

在放置的混合物中加入40～45 mL水，充分摇动，使沉淀物溶解；若不溶解，可补加适量的水或者温热使其完全溶解^[3]。冷却后，倒入125mL分液漏斗中，用30mL乙醚分3次萃取。下层水溶液保留，供制备苯甲酸用^[4]。合并上层乙醚溶液，分别用5mL的饱和亚硫酸氢钠溶液^[5]、10mL 10%碳酸钠溶液洗涤^[6]，再用10 mL水洗涤。然后转移到干燥的锥形瓶中，用无水硫酸镁干燥。

用蒸馏装置蒸出乙醚^[7]，然后冷却至室温，将蒸馏装置中的直形冷凝管改为空气冷凝管，加热蒸馏，装置如图5-5所示，收集198℃～204℃的馏分，称取质量，计算产率。

2．苯甲酸的制备

在250mL烧杯中，加入40 mL水和约25 g冰块，再加入40 mL浓盐酸^[8]，搅拌均匀。将制备苯甲醇的下层水溶液，在不断搅拌下缓慢地以细流状加入到烧杯中。冷却后，析出苯甲酸固体，抽滤，固体用5mL冷水洗涤，抽干，得粗苯甲酸，称取质量，计算产率。

图5-5　空气冷凝管的蒸馏装置

3．粗苯甲酸的提纯

粗苯甲酸的提纯见实验五。

思考题

1．为什么要使用新蒸馏的苯甲醛？否则会产生什么影响？

2．用饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤什么杂质？

3．用10%碳酸钠溶液洗涤什么杂质？

注　解

[1]苯甲醛为无色或微黄色液体，放置时间过长易发生氧化反应。

[2]反应到此阶段，必须放置，放置时间至少12小时，确保反应完全。

[3]在温热条件下加水，使蜡状物溶解，如不溶，则继续边搅拌边加水，至所有的固体溶解为止。

[4]苯甲醇溶解在乙醚中形成上层液，苯甲酸溶解在水中形成下层液。

[5]用饱和亚硫酸氢钠溶液洗去未反应的苯甲醛。反应式如下：

[6]10%碳酸钠溶液洗涤乙醚萃取液中的酸性物质。

[7]见实验二十。

[8]浓盐酸将苯甲酸钠酸化为苯甲酸。反应式如下：