蘇州大學有機化學實驗-乙酰乙酸乙酯的制備

1、蘇州大學化學化工學院課程教案試驗名稱乙酰乙酸乙酯的制備教學目標學問與技能:了解乙酰乙酸乙酯的制備原理和方法；把握無水操作技術，學習減壓蒸餾技術教學重點試驗原理，無水操作技術，減壓蒸餾原理及操作技術教學難點制備鈉珠，減壓蒸餾技術教學方法陳述法，演示法，歸納法教學過程表達【試驗目的】了解乙酰乙酸乙酯的制備原理和方法；把握無水操作技術；學習減壓蒸餾原理和操作技術。提問【試驗原理】利用Claisen縮合反響，具有-H的酯在醇鈉作用下制得-酮酸酯。EtONa32 CH COOEtCH3COCH2COOEt + EtOH3生成醇鈉，隨著反響的進展，由于醇的不斷生成，反響能不斷進展下去，直至 Na 耗盡。演

2、示 【試驗裝置圖】圖2蒸餾裝置圖圖2蒸餾裝置表達 【試驗步驟】 鈉珠的制備【重要提示】 包括： mL 圓底燒瓶，回流冷凝管，量筒，枯燥管等必需提前烘干，二甲苯也必需事先枯燥。(2) 試驗前預備一些關心用具：橡皮塞，干毛巾，紗手套等50 mL1 g5 mL二甲苯，裝上回流冷凝管加熱回流1a至鈉熔融成一亮白色的小球，停頓加熱1b包在干毛巾中用力振蕩 35 次，即成小鈉珠1c。靜置，冷卻1d。待冷卻至室溫后，傾去二甲苯1e，即得穎鈉珠。2. 乙酰乙酸乙酯的制備在制備的鈉珠中參加 10 mL 精制的乙酸乙酯2，快速裝上帶有無水氯化鈣枯燥管的回流冷凝管裝置如圖，反響馬上開頭3持微沸，直至金屬鈉全部作用完

3、畢41.5 小時。完畢時體系為一紅棕色透亮溶液可能夾帶少量沉淀5。812 mL 50的醋酸至體系呈弱酸性pH = 566。將反響液轉入分液漏斗中，參加等體積飽和食鹽水，用力振蕩后靜置分層，分出有機層， 8 mL苯萃取，萃取液和酯層合并，用無水硫酸鈉枯燥。之后水浴蒸去大局部苯和未作用的原料裝置如圖，后用小火再蒸至餾出液的溫度升至910或者溫度計溫度明顯下降時停頓蒸餾。將燒瓶內剩余液體進展減壓蒸餾7裝置如圖，收集餾分?！驹囼灹鞒虉D】1 g Na + 5 mL二甲苯鈉珠10mL乙酸乙酯回流約1.5小時乙酰乙酸乙酯鈉鹽等體積飽和食鹽水分液有機層水層枯燥8mL苯萃取萃取液(有機層枯燥蒸去苯和未作用原料減

4、壓蒸餾剩余物棄去乙酰乙酸乙酯表達 【注釋】(a) 煤氣燈用小火加熱即可。(b) 此時提示學生要關火，稍冷卻后停水，并且盡量保持試驗桌面無水。(c) 振蕩最好離開桌面，將圓底燒瓶置于胸口之下。鈉珠要盡可能小，比外表增大后有利于反響的進展。(d) 冷卻需要一段時間，提示學生不要去碰燒瓶，以免鈉珠再次結塊。此時可以讓學生預備枯燥管。(e) 二甲苯要倒入特地的回收瓶中，切勿倒進廢液桶和水槽，以免有鈉泄漏發(fā)生危急。1 搭好反響裝置，再從冷凝管口滴加乙酸乙酯，搭裝置前要將存放鈉珠的反響瓶的磨口擦干凈，以免反響過程中發(fā)生磨口粘連。反響假設不馬上開頭，可用小火直接隔石棉網(wǎng)加熱，促進反響開頭后移去熱源。假設反響

5、過于猛烈，可用冷水稍作冷卻。假設到最終仍有少量未反響的金屬鈉，可以漸漸滴加少量工業(yè)酒精將其破壞。沉淀可能是局部析出的乙酰乙酸乙酯鈉鹽。將乙酰乙酸乙酯鈉鹽全部轉化成乙酰乙酸乙酯。減壓蒸餾技術：【根本原理】液體的沸點是指它的蒸氣壓等于外界大氣壓時的溫度。所以液體沸騰的溫度是隨 外在壓力的降低而降低的，因而用真空泵連接盛有液體的容器，使液體外表上的壓力降低，即可降低液體的沸點。這種在較低壓力下進展蒸餾的操作稱為減壓蒸餾，減壓蒸餾時物質 的沸點與壓力有關?！狙b置說明】3 減壓蒸餾裝置常用的減壓蒸餾系統(tǒng)可分為蒸餾、抽氣以及保護和測壓裝置三局部。蒸餾局部這一局部與一般蒸餾相像，亦可分為三個組成局部。減壓蒸

6、餾瓶克氏蒸餾瓶有兩個頸，其目的是為了避開減壓蒸餾時瓶內液體由于沸騰而沖入冷凝管中，瓶的一頸中插入溫度計，另一頸中插入一根距瓶底約 12 mm的末端拉成細絲的毛細管。毛細管的上端連有一段帶螺旋夾的橡皮管，螺旋夾用以調整進入 空氣的量，使極少量的空氣進入液體，呈微小氣泡冒出，作為液體沸騰的氣化中心，使蒸 餾平穩(wěn)進展，又起攪拌作用減壓蒸餾不加沸石。蒸餾樣品的量應小于 1/2 燒瓶溶積。冷凝管和一般蒸餾一樣，依據(jù)被蒸餾液的減壓沸點選擇的。由于減壓蒸餾時一般 50100之間，所以多用直形冷凝管。假設餾出溫度在 50以下，應選用雙水內冷的冷凝管；假設在 140餾出溫度可能甚高，此時可不用冷凝管而直接將多股

7、尾接收套接在克氏蒸餾頭的支管上。接液管尾接收和一般蒸餾不同的是，接液管上具有可供接抽氣局部的小支管；蒸餾時，假設要收集不同的餾分而又不中斷蒸餾，則可用兩尾或多尾接液管。轉動多尾接液管，就可使不同的餾分進入指定的承受器中。抽氣局部試驗室通常用水泵或油泵進展減壓。水泵水循環(huán)泵：1.33 kPa10 mmHg。油泵：油泵的效能打算于油泵的機械構造以及真空泵油的好壞。好的油泵能抽至真空0.133 Pa0.001 mmHg。油泵構造較周密，工作條件要求較嚴。蒸餾時，假設有揮發(fā)性的有機溶劑、水或酸的蒸氣，都會損壞油泵，污染泵油并降低其真空度。因此，使用時必需格外留意油泵的保護。保護和測壓裝置局部為了保護油

8、泵，必需在餾分承受器與油泵之間順次安裝冷阱和幾個吸取塔。冷阱中冷卻劑的選擇隨需要而定。吸取塔枯燥塔通常設三個：第一個裝無水 CaCl2 或硅膠，吸取NaOH，吸酸性氣體；第三個裝切片石臘，吸烴類氣體。試驗室通常利用水銀壓力計來測量減壓系統(tǒng)的壓力。水銀壓力計又有開口式水銀壓力計、封閉式水銀壓力計之分。我們安裝的是封閉式壓力計。安全瓶的活塞用來準時放氣，調整系統(tǒng)壓力的。【操作要點及說明】被蒸餾液體中假設含有低沸點物質時，通常先進展一般蒸餾，再進展水泵減壓蒸餾，而油泵減壓蒸餾應在水泵減壓蒸餾后進展。裝置停當后，先旋緊橡皮管上的螺旋夾，翻開安全瓶上的二通活塞，使體系與大氣相通，啟動油泵長時間未用的真空

9、泵，啟動前應先用手轉動下皮帶輪，能轉動時再啟動抽氣，漸漸關閉二通活塞至完全關閉，檢查系統(tǒng)能否到達所要求的壓力。停頓試壓。參加樣品，旋緊橡皮管上的螺旋夾，啟動油泵抽氣，漸漸關閉二通活塞，從壓力計上觀看體系內壓力應能符合要求依據(jù)沸點與壓力關系；同時留意觀看瓶內的鼓泡狀況，調整毛細管導入的空氣量，如覺察鼓泡太猛烈，有沖料危急，馬上將二通活塞旋開些。在系統(tǒng)充分抽空并到達壓力后開頭通冷凝水，一般用油浴加熱，漸漸升溫，一旦減壓蒸餾開頭，就應親熱留意蒸餾狀況，調整體系內壓，經(jīng)常記錄壓力和相應的沸點值，0.51 滴/秒。蒸餾完畢，移去熱源，漸漸旋開螺旋夾防止倒吸，并漸漸翻開二通活塞，平衡內外壓力，使測壓計的水

10、銀柱漸漸地回復原狀，假設翻開得太快，水銀柱很快上升，有沖破測壓計的可能，然后關閉油泵和冷卻水。提問【思考題】在怎樣的狀況下才用減壓蒸餾？答：沸點高的物質以及在一般蒸餾時還沒到達沸點溫度就已分解，氧化或聚合的物質才用減壓蒸餾。使用油泵減壓時，有哪些吸取和保護裝置？其作用分別是什么？答：油泵的構造較周密，工作條件要求較嚴，蒸餾時如有揮發(fā)性的有機溶劑、水、酸蒸氣都會損壞泵和轉變真空度。所以要有吸取和保護裝置。主要有1冷阱：使低沸點易揮發(fā)物質冷凝下來不致進入真空泵； 2無水 CaCl2枯燥塔：吸取水汽；粒狀氫氧化鈉塔：吸取酸性氣體；切片石臘：吸取烴類物質。在進展減壓蒸餾時，為什么必需用熱浴加熱，而不能用直接火加熱？為什么進展減壓蒸餾時須先抽氣才能加熱？答：用熱浴的好處是加熱均勻，可防止暴沸，假設直接用火加熱的話，狀況正好相反。由于系統(tǒng)內布滿空氣，加熱后局部溶液氣化，再抽氣時，大量氣體來不及冷凝和吸