实验二7，7－二氯双环[4.1.0]庚烷

实验二7，7－二氯双环[4.1.0]庚烷
一．实验目的
1．了解相转移催化、卡宾的生成及加成反应。

2．进一步熟悉机械搅拌装置。

3．掌握萃取、蒸馏、减压蒸馏等操作。

二．实验原理
碳烯（又称卡宾carbene）是一类活性中间体总称，其通式为R2C：，最简单的卡宾是亚甲基H2C：。

卡宾存在的时间很短，一般是在反应过程中产生，然后立即进行下一步反应。

卡宾是缺电子的，可以与不饱和键发生亲电加成反应。

二氯卡宾（:CCl2）是一种卤代卡宾。

氯仿和叔丁醇作用，发生α－消除反应即得二氯卡宾。

二氯卡宾与环己烯作用，即生成7，7－二氯双环[4.1.0]庚烷：
上述反应一般应在强碱而且高度无水的条件下进行。

但若利用相转移催化技术则可使反应条件温和，在水相是进行，并提高产率。

相转移催化是近十年来发展起来的一项新实验技术，对提高互不相溶两相间的反应速度、简化操作、提高产率有很好的效果。

在相转移催化剂，如季铵盐、三乙基苄基氯化铵（TEBA）存在下，氯仿与浓氢氧化钠水溶液起反应，产生的:CCl2立即与环己烯作用，生成7，7－二氯双环[4.1.0]庚烷。

一般认为该反应的机理为：
在相转移催化剂存在下，在有机相中原位产生的:CCl2立即和环己烯作用，生成7，7－二氯双环[4.1.0]庚烷，产率可达60%。

为使相转移反应顺利进行，反应必须在强烈的搅拌下进行。

三．实验装置
反应采用搅拌回流装置，如图3-13。

减压蒸馏装置如图2－12。

四．试剂与器材
试剂：环己烯、氯仿、TEBA、氢氧化钠、乙醇、浓盐酸、无水硫酸镁。

器材：100 mL三口烧瓶、球形冷凝管、温度计、烧杯、分液漏斗、50 mL锥形瓶、搅拌马达、减压系统。

五．实验步骤
在100 mL三口瓶上，依次装配好机械搅拌，回流冷凝管及温度计
（图3-12）。

在三口瓶中加入10.1 mL (0.1 mol) 环己烯、30 mL (0.37
mol) 氯仿和 0.5g TEBA。

将16g NaOH溶于16mL水中得到1:1的
氢氧化钠水溶液。

开动搅拌马达，将氢氧化钠溶液分4次从冷凝管
上口加入。

此时反应液温度慢慢上升至60 ℃左右。

反应液渐渐变
成棕黄色并伴有固体析出。

当温度开始下降时，可用热水浴维持反
应温度在55~60 ℃，回流1 h。

将反应液冷至室温，加入50mL水
洗涤二次，加入无水硫酸镁干燥。

安装蒸馏装置，水浴上常压蒸去
氯仿，然后进行减压蒸馏（图2-11所示）。

收集80~82℃／16mmHg
馏分。

产量约10 g。

六．注意事项
1．本反应为非均相的相转移催化反应，必须在强烈的搅拌下进行。

2．若天冷不能自然升温至60 ℃，可用热水浴稍作加热。

3．产品也可用空气冷凝管进行常压下蒸馏得到，沸程约为190~200 ℃。

七．实验结果与讨论
纯7，7－二氯双环[4.1.0]庚烷为无色液体，沸点为198 ℃。

称重，计算产率，测定折射率检验其纯度。

八．思考题
1．相转移催化反应的原理。

2．氯卡宾是一种活性中间体，容易与水作用，本实验在有水存在下为什么二氯卡宾可简述以和烯烃发生加成反应？。