苯甲醇与苯甲酸的制备实验.pdf

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1、-苯甲醇与苯甲酸的制备实验苯甲醇与苯甲酸的制备实验一、实验原理一、实验原理利用坎尼扎罗Cannizzaro反响由苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸。坎尼扎罗反响是指无活泼氢的醛类在浓的强NaOH 或 KOH水或醇溶液作用下发生的歧化反响。此反响的特征是醛自身同时发生氧化及复原作用，一分子醛被氧化成羧酸在碱性溶液中成为羧酸酸盐，另一分子醛则被复原成醇。主反响：机理：机理：醛首先和氢氧根负离子进展亲核加成得到负离子，然后碳上的氢带着一对电子以氢负离子的形式转移到另一分子的羰基不能碳原子上。二、反响试剂、产物、副产物的物理常数二、反响试剂、产物、副产物的物理常数三、药品三、药品四、实验流程图四、实验流程图五、

2、实验装置图五、实验装置图图图 1 1 磁力搅拌器图磁力搅拌器图 2 2 分液漏斗的振摇方法图分液漏斗的振摇方法图 3 3 分液漏斗图分液漏斗图 4 4 抽滤装置抽滤装置六、实验容六、实验容往锥形瓶中加 12.0g(0.21mol)氢氧化钾和 12ml 水，放在磁力搅拌器上搅拌，使氢氧化钾溶解并冷至室温。在搅拌的同时分批参加新蒸过的苯甲醛，每次参加 2-3ml，共参加 13.5ml(约 14g，0.13mol)。加后应塞紧瓶口，假设锥形瓶温度过高，需适时冷却。继续搅拌 60min，最后反响混合物变成白色蜡糊状。(1)(1)苯甲醇苯甲醇向反响瓶中参加大约 45ml 水，使反响混合物中的苯甲酸盐溶解

3、，转移至分液漏斗中，用 45ml乙醚分三次萃取苯甲醇，合并乙醚萃取液。保存水溶液留用。依次用 15ml25%亚硫酸氢钠溶液及 8ml 水洗涤乙醚溶液，用无水硫酸镁枯燥。水浴蒸去乙醚后，继续蒸馏，收集产品，沸程204-206，产率为 75%。纯苯甲醇有苦杏仁味的无色透明液体。沸点bp=205.4，折光率=1.5463。(2)(2)苯甲酸苯甲酸在不断搅拌下，往留下的水溶液中参加浓盐酸酸化，参加的酸量以能使刚果红试纸由红变蓝为宜。充分冷却抽滤，得粗产物。粗产物用水重结晶后晾干，产率可达80%。纯苯甲酸为白色片状或针状晶体。熔点 mp=122.4。一制备阶段一制备阶段1.1.准备锥形瓶：准备锥形瓶：一

4、只 100ml 锥形瓶。2.2.加药品与歧化反响：加药品与歧化反响：向锥形瓶中加 12.0g 氢氧化钾和 12ml 水，向瓶放入一只搅拌子，然后将锥形瓶放在磁力搅拌器上搅拌，使氢氧化钾溶解并冷至室温。在搅拌的同时分批参加新蒸过的苯甲醛，每次参加2-3ml，共参加13.5ml(约 14g，0.13mol)。加后应塞紧瓶口，假设锥形瓶温度过高，需适时冷却。继续搅拌60min，最后反响混合物变成白色蜡糊状。【为防止歧化反响过快产生大量热量，造成温度过高增加氧化副反响，故需将苯甲醛分几批.z.-参加】二后处理阶段二后处理阶段1.1.别离苯甲醇别离苯甲醇1 1加水溶解：加水溶解：向反响瓶中参加大约45m

5、l 水，使反响混合物中的苯甲酸盐溶解，转移至分液漏斗中。【在磁力搅拌器上尽量搅拌时间长一些，以保障苯甲酸钾盐充分溶解在水中，减少与苯甲醇分子的包裹，有利于下一步的乙醚萃取】2 2乙醚萃取：乙醚萃取：用 45ml 乙醚分三次萃取苯甲醇，合并乙醚萃取液。保存水溶液留用 含有苯甲酸钠盐。【每次萃取振荡时间不能过长，每振荡2-3 次，就要进展放气一次，如此重复2-3 次即可。防止漏斗产生大量乙醚气体而喷出。】3 3亚硫酸氢钠洗涤：亚硫酸氢钠洗涤：用 15ml25%亚硫酸氢钠溶液洗涤乙醚溶液，洗涤除去未反响的苯甲醛。【洗涤时振荡不能长时间振荡，防止下层的水中溶解过多的乙醚而降低亚硫酸氢钠在水中的溶解度，

6、可能到达饱和析出大量晶体。】4 4水洗涤：水洗涤：8ml 水洗涤乙醚溶液，除去上一步洗涤后残留的亚硫酸氢钠。【因下一步紧接着的操作是枯燥粗产品，所以水洗涤后应该多静止几分钟，再分去下层的水层。】5 5枯燥：枯燥：用无水硫酸镁枯燥，除去粗产品中残留的水分。【枯燥剂的用量一般为每10ml 液体有机化合物加枯燥剂；假设缺乏10ml 参加 1.0g。】【注：枯燥前瓶液体里不能有水珠存在，假设有分层则需要去除水分，再参加枯燥剂。】【枯燥前液体可能呈现浑浊，枯燥后将呈现澄清透明液体。】6 6蒸馏：蒸馏：水浴蒸去乙醚后，继续蒸馏，收集产品，沸程204-206。【预备两个 100ml 三角烧瓶，第一个瓶用于收

7、集前馏分，第二个瓶用于收集产品 沸程204-206，此瓶需事先称量空重，接收产品后连同产品一起称重，两次称重之增重即为苯甲醇的质量】【请留意在沸点 178-180时有无馏分蒸出，假设有应该为未反响的苯甲醛原料，且用亚硫酸氢钠溶液洗涤没有除净。】7 7称重：称重：产率为 75%。纯苯甲醇有苦杏仁味的无色透明液体。沸点bp=205.4，折光率=1.5463。2.2.别离苯甲酸别离苯甲酸1 1酸化：酸化：在不断搅拌下，往留下的水溶液中参加浓盐酸酸化，参加的酸量以能使刚果红试纸由红变蓝为宜。【理论上需要 36%HCl 体积为 17.5ml17.5ml】2 2抽滤：抽滤：充分冷却抽滤，得粗产物。3 3水

8、洗涤：水洗涤：用少量水洗涤粗产品。4 4枯燥：枯燥：热水浴枯燥。5 5称重：称重：计算产率。粗产物用水重结晶后晾干，产率可达80%。纯苯甲酸为白色片状或针状晶体。熔点 mp=122.4。七、思考题七、思考题1 1、经乙醚萃取后的水溶液为何要酸化到能使刚果红试纸由红变蓝、经乙醚萃取后的水溶液为何要酸化到能使刚果红试纸由红变蓝.答：用刚果红试纸是为了酸化时指示酸化程度，刚果红试剂变蓝时溶液PH 值约为 3。也可用 pH 试纸，但没有刚果红试纸来得直观。2 2、怎样利用歧化反响，将苯甲醛都转化成苯甲醇、怎样利用歧化反响，将苯甲醛都转化成苯甲醇.z.-答：参加甲醛即可。当甲醛存在时，甲醛在反响中被氧化

9、成甲酸盐，而苯甲醛只发生复原反响，全部变成苯甲醇。这是因为甲醛位阻比苯甲醛小，氢氧根更容易进攻甲醛的羰基，然后产生 H-复原苯甲醛。3 3、试比拟发生坎尼扎罗反响的醛与发生羟醛缩合反响的醛在构造上的差异。、试比拟发生坎尼扎罗反响的醛与发生羟醛缩合反响的醛在构造上的差异。答：发生坎尼扎罗反响的醛在构造上要无-H 的醛，如苯甲醛、呋喃甲醛等；发生羟醛缩合反响的醛在构造上要求具有-H 的醛，如乙醛、丙醛等。4 4、使苯甲醛进展、使苯甲醛进展 CannizzzaroCannizzzaro 反响时为什么要使用新蒸馏的过的苯甲醛反响时为什么要使用新蒸馏的过的苯甲醛.答：从理论上说，所有有机反响的反响物和溶

10、剂在条件允许的前提下都要重蒸的。而苯甲醛特别容易被氧化为苯甲酸，所以用前蒸一下可以出去被氧化的杂质，收集179的馏分。5 5、苯甲酸和苯甲醇的制备时的白色糊状物是什么、苯甲酸和苯甲醇的制备时的白色糊状物是什么.答：白色的糊状物其实就是反响生成的苯甲酸盐，因为有机物苯甲醛及歧化反响生成的苯甲醇存在的缘故，降低了白色的苯甲酸盐在水中的溶解度，不能完全溶解，以固体状态存在，从而形成了白色蜡状物，所以后面再参加足够量的水约 60ml时，可以溶解苯甲酸盐，这样白色糊状物就会溶解。6 6、在利用康尼查罗反响制备苯甲酸苯甲醇的实验中，为什么苯甲醇产率会过低、在利用康尼查罗反响制备苯甲酸苯甲醇的实验中，为什么

11、苯甲醇产率会过低.答：苯甲醛容易被直接氧化为苯甲酸，一般使用的苯甲醛中就有少量的苯甲酸，而且在反响过程中也有一些苯甲醛被氧化。所以该实验一般为得到的苯甲酸较多，而苯甲醇产率较低。还有歧化反响可能不完全，后处理过程中损失掉一些产品，也将导致苯甲醇的产率过低。7 7、本实验中两种产物是根据什么原理别离提纯的本实验中两种产物是根据什么原理别离提纯的.用饱和亚硫酸氢钠及用饱和亚硫酸氢钠及 1010碳酸钠溶液洗涤碳酸钠溶液洗涤的目的是什么的目的是什么.答：首先利用萃取的原理：苯甲醇和苯甲酸钠在乙醚中的溶解度不同，以乙醚为萃取剂，将苯甲醇萃取至乙醚层中，从而使两者别离。再分别处理醚层和水层，利用蒸馏和重结

12、晶，别离得到较纯洁的两种产物。方程式：C6H5CHO+NaHSO3=C6H5CH(OH)SO3Na就是亚硫酸根与羰基发生了加成反响，可以除去没反响的苯甲醛。8 8、经乙醚萃取后的乙醚溶液要依次用、经乙醚萃取后的乙醚溶液要依次用 25%25%亚硫酸氢钠溶液、水洗涤，问它们的作用分别是亚硫酸氢钠溶液、水洗涤，问它们的作用分别是什么什么.答：亚硫酸氢钠溶液洗掉未反响的苯甲醛，用水洗涤上一步残留的亚硫酸氢钠盐。9 9、枯燥乙醚溶液时能否用无水氯化钙代替无水硫酸镁、枯燥乙醚溶液时能否用无水氯化钙代替无水硫酸镁.答：无水氯化钙不能用来枯燥醇、胺、氨、酮、醛、酸、腈。乙醚溶液中含有的苯甲醇物质会与氯化钙形成

13、络合物而影响产率，故绝对不能用无水氯化钙代替无水硫酸镁。1010、蒸馏枯燥后的乙醚溶液时要注意什么、蒸馏枯燥后的乙醚溶液时要注意什么.答：本实验需要用乙醚，而乙醚极易着火，必须在近旁没有任何种类的明火时才能使用乙醚。蒸馏乙醚时，要用热水浴加热蒸馏烧瓶，可在接引管支管上连接一长橡皮管通入水槽的下水管或引出室外，承受器用冷水浴冷却。蒸馏乙醚时的装置.z.-1111、什么是萃取、什么是萃取.什么是洗涤什么是洗涤.指出两者的异同点。指出两者的异同点。答：萃取是从混合物中抽取所需要的物质；洗涤是将混合物中所不需要的物质除掉。萃取和洗涤均是利用物质在不同溶剂中的溶解度不同来进展别离操作，二者在原理上是一样

14、的，只是目的不同。从混合物中提取的物质，如果是我们所需要的，这种操作叫萃取；如果不是我们所需要的，这种操作叫洗涤。八、考前须知八、考前须知1如果第一步反响不能充分搅拌，会影响后续反响的产率。如果混合充分，通常在瓶混合物固化，苯甲醛气味消失；2用分液漏斗分液时，水层从下面分出，乙醚层要从上面倒出，否则会影响后面的操作；3用枯燥剂枯燥时，枯燥剂的用量为每 10ml 液体有机物加至少加 1.0g，一定要澄清后才能倒在蒸馏瓶中蒸馏，否则残留的水会与产物品形成低沸点共沸物，从而增加前馏分的量而影响产物的产率；4热水浴蒸馏乙醚之前，一定要过滤法或倾析法将枯燥剂去掉，将滤液进展热水浴蒸馏除去乙醚后，再去掉水浴，用电热套直接加热蒸馏，收集204-206的馏分即为产品。并注意在 179有无苯甲醛馏分。5.注意不能将乙醚萃取液装在圆底烧瓶或锥形瓶敞口水浴加热，那是蒸发而不是蒸馏，是错误操作。6.水层如果酸化不完全，会使苯甲酸不能充分析出，导致产物损失。.z.