氢化肉桂酸的制备--有机实验.docx

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1、一、实验目的1、掌握一种Raney Ni催化剂的制备方法;2、掌握催化加氢的相关操作；3、练习减压蒸储等操作。二、实验原理实验室或工业上最常用氢化催化剂是Raney银，即银铝合金用氢氧化钠溶液处理及洗涤 后制得的海绵状的银。反响方程式如下：NiAl2+6NaOH Ni+2NaA102+3H2普遍接受的催化氢化反响机理认为是氢和有机分子中不饱和键首先被吸附在催化剂表 面，被催化剂的活化中心活化后，分布完成加成反响，生成饱和的有机分子，最后从催化剂 外表解吸附。由于两个氢原子是从不饱和键的同一侧加上去的，因此催化氢化是顺势加成的 立体选择反响。利用高活性的Raney裸，在常温常压下，用氢气将肉桂醛

2、还原成氢化肉桂酸 反响几乎是定量进行的。方程如下：C6H5cH=CHCOzH+Hz-C6H5cH2cH2co2H理论吸氢量可以按照气态方程pl/ =九R7计算：V = = nx 0.082 x （273 + t） x 1000三、实验步骤1、Raney Ni的制备1）称取5gNa0H于100mL烧杯中，在冰水浴冷却下加20mL蒸储水溶解，使碱液温度控 制在10以下。2）将4g铝银合金粉（1:1）分6T0批次小心地加入到碱液中，反响放热释放出氢 气，需不断搅拌将温度控制在25c以下。3）加毕后撤去冰水浴，溶液逐渐恢复室温；将烧杯置于65的恒温水浴上，搅拌至 无气泡逸出（约lh）,停止加热搅拌。静

3、置使锲粉沉积、冷却.4）将烧杯倾斜并轻轻敲击杯壁，使烧杯底部固体滑向一边，小心倾斜倒出大局部碱注：实验报告的内容：一、实验目的；二、实验原理；三、实验步骤；四、实验结果；五、讨论 分析（完成指定的思考题和作业题）;六、改进实验建议。液，注意残留的碱液必须能覆盖固体。5）按同样操作用20-30位蒸储水洗涤3-5次（至用pH试纸检验时，洗涤液呈中性）， 再用10mL无水乙醇洗涤3-5次，整个过程严禁将固体暴露在空气中。6）加入20mL无水乙醇做溶剂，将制备的Raney Ni催化剂一起移入50mL磨口锥形瓶 中，备用。2、催化氢化1）在50n）L三口瓶中，加入磁子。2）将1. 5g肉桂酸和25mL9

4、5%的乙醇加入到三口瓶中，搅拌微热使之溶解。3）取所制备的Raney Ni约0. 75g加入到三口瓶中，用少量的无水乙醇冲洗附在瓶壁上 的催化剂，塞紧连有导气管的磨口塞。4）按图组装加氢实验装置，三通阀1连接氢气计量瓶和加氢反响瓶，三通阀2连接真 空泵。5）在反响开始前，首先要用氢气置换系统中的空气：a）旋转三通阀1使氢气计量瓶与大气相通，提高球形漏斗的位置，将氢气计量瓶充满水，赶尽其中的空气；b）关闭三通阀1,将三通阀2与真空泵相连，用水泵将三口瓶抽真空，关闭三通阀2；c）慢慢翻开氢气减压阀（出口压力不能超过10kPa），旋转三通阀1,用排水集气 法使氢气计量瓶充入氢气；d）关闭氢气减压阀，

5、旋转三通阀2,使氢气计量瓶中的氢气流入三口瓶；e）如此抽空气和充氢，反复3-4次。6）置换空气结束后，翻开恒温水浴温度控制在42；氢气计量瓶中的氢气消耗近完 时，停止搅拌重新充氢；7）记录每吸收50mL氢的时间，作时间和加氢量之间的关系曲线；8）当加氢接近完全时，氢气的吸收极其缓慢。至不再吸收氢时，停止搅拌和恒温水 浴，关闭钢瓶阀门，旋转三通阀1和2放空系统，卸下三口瓶。9）冷却至室温，抽滤除去催化剂（不要将催化剂抽干，否那么会发生自然。万一催化剂 发生自然，可迅速取下漏斗，用水冲灭即可），用少量乙醇洗涤2-3次。10）将滤液转入蒸储瓶中，先水浴加热蒸除乙醇，再减压蒸储，收集60-63（0.

6、6kPa）的馈分。得无色透明液体，称量，测折光率，计算产率。四、实验结果实验结束之后测得实际产物：L2g计算理论产量:1.5XM氧化肉桂酸/M肉桂酸=1. 5X150. 17/148. 17=1. 52g产率:1.2g/1.52gX100%=78. 9%五、讨论分析1、在催化反响过程中，搅拌或震荡会促进反响溶液与催化剂的接触，本实验所用的瑞尼镇是 海绵状的银，震荡或搅拌会有利于未反响的分子吸附在催化剂外表进行反响跟已反响的分子从催 化剂外表脱离。催化氢化为三相反响一气液固，分子间相互接触碰撞机会少，所以搅拌或震荡必 不可少。2、1、可以从反响物入手，选择一些不饱和键取代基数目比拟少跟体积比拟小

7、的反响物；取 代基是吸电子基团的反响物可能会有利于提高反响效率。2、从催化剂入手，寻找催化效率更高的 催化剂，或者空间结构更优化入手。3、可以从反响的外部环境入手。适当的提高反响的温度或者 适当的加压，增加活化分子数，增加有效碰撞次数。3、M 肉桂酸:148g/mol； n 氢气：n 肉桂酸=1:1； n 肉桂酸=1. 5/148mol=0. OlOmol实验所需 也体积为：Vh2=0.0100.082X (273+25) X 1000=244. 36L六、改进实验建议1、反响是，平衡瓶的水面应略高于储氢筒内的水平面，以增大反响体系的压力。2、催化剂制好后，挑少许于滤纸上，待溶剂挥发后，催化剂能起火自然，表示活性好；否那么 需要重新制备。在进行这一步的时候要注意平安。