正溴丁烷的制备

正溴丁烷的制备

Preparation of butyl bromide

一、实验目的与要求

1．学习以溴化钠、浓硫酸和正丁醇制备1－溴丁烷的原理和方法。

2．练习连有气体吸收装置的加热回流操作和液体干燥操作。

3．巩固分液漏斗洗涤液体的方法。

4．巩固蒸馏操作。

二、实验原理

三、物理常数 正丁醇 （n- butanol ）：分子量 74.12，沸点117.7℃, n D 20 1.3992 d 420 0.8098。溶于

水、苯，易溶于丙酮，与乙醇、丙酮可以任何比例混合。20℃时，本品在水中的溶解度（质量分数）7.7%。是一种用途广泛的重要有机化工原料。

正溴丁烷（n —bromobutane ）：分子量 138.9，沸点101.6℃, n D 20 1.4399 , d 420

1.2764,无色液体,不溶于水,易溶于醇、醚，是一种有机合成原料。

四、内容提要

以正丁醇、溴化钠、浓硫酸为主要原料，经亲核取代反应制备正溴丁烷。然后经萃取与洗涤、液体化合物的干燥、蒸馏等基本操作，分离提纯得正溴丁烷。以5g 正丁醇计，理论产量9.37g 。

可选择产品做气相色谱分析。

五、教学要点

1．重点与难点

重点：粗产物的制备和分离；难点：反应产物的洗涤

2．操作要点和说明

（１） 浓硫酸用水稀释，摇动混合物均匀冷却至室温，然后才加料（为什么？）；加料时，不要让溴化钠粘附在烧瓶璧；

（２） 勿使导气漏斗全部埋入水中（为什么）；

（３） 小火加热回流，并经常摇动装置（怎么摇？），否则反应混合物很快颜色变深，甚至

产生少量碳渣。操作情况良好时油层仅成浅黄色，冷凝管顶端无溴化氢逸出。 （４） 改为蒸馏时，需重新放入沸石；为防止蒸馏温度过高，建议用温度计控制蒸汽的温

度，当升至105℃左右而馏出液增加甚慢时或反应瓶中的油层消失时即可停止蒸馏。

NaBr + H 2SO n-CH 3CH 2CH 2CH 2OH + HBr

CH 3CH 2CH 2CH 2Br + H 2O HBr + NaHSO 4主反应：n-CH 3CH 2CH 2CH 2OH

CH 3CH 2CH=CH 2 + H 2O 2HBr + H 2SO 4Br 2 + SO 2 +2H 2O

n-CH 3CH 2CH 2CH 2OH (CH 3CH 2CH 2CH 2)2O + H 2O

副反应：

（５） 洗涤产物时，要注意所需组分在哪一层，不要搞错！（如何判断？）

（６） 用浓硫酸洗涤粗产物时，所用分液漏斗必须干燥（为什么？）；

（７） 使用浓硫酸注意安全。酸液回收至指定瓶中（环境保护）。

3．操作示范

（１）回流-气体吸收装置；（２）指名演示分液漏斗的使用并强调要点(若单独开了萃取实验)

为防止溴化氢逸出，最好预先安装好气体吸收装置。巡回指导：

4．巡回指导 重点：回流-气体吸收装置；洗涤与分液，液体干燥

六、思考题及简要解答

1．加料时，先使溴化钠和浓硫酸混合，然后再加正丁醇和水，行不行？为什么？ 答：不行。因为：2NaBr + 3 H SO Br + SO + 2 H O + 2 NaHSO 2．反应后的产物中可能含有哪些杂质？各步洗涤目的何在？用浓硫酸洗涤时为何需用干燥的分液漏斗？

答：可能含有杂质为：n －C H OH ， (n －C H )O ，HBr ， H SO ，NaHSO ，H O 各步洗涤目的：

①水洗除HBr 、大部分n －C H OH

②浓硫酸洗去(n －C H )O ，余下的n －C H OH

③再用水洗除大部分H SO

④用NaHCO 洗除余下的H SO

⑤最后用水洗除NaHSO 与过量的NaHCO 等残留物

用浓硫酸洗时要用干燥分液漏斗的目的是防止降低硫酸的浓度，影响洗涤效果。

如果1-溴丁烷中含有正丁醇，蒸馏时会形成前馏分(1-溴丁烷-正丁醇的恒沸点98.6℃,含正丁醇13%）,而导致精制产率降低。

3．用分液漏斗洗涤产物时，产物时而在上层，时而在下层，你用什么简便方法加以判断？ 答：从分液漏斗中倒出一点上层液或放出一点下层液于一盛水试管中，看是否有油珠出现来判断。

4．写出无水氯化钙吸水后所起化学变化的反应式，为什么蒸馏前一定要将它过滤掉？ 由于无水氯化钙能与水可逆地结合生成2，4，6-水合物，因而蒸馏前要将它过滤掉。

5． 回流加热后反应瓶中的内容物呈红棕色，这是什么缘故？蒸馏正溴丁烷后，残余物应趁热倒入烧杯中，何故？

答：氢溴酸被硫酸氧化生成的溴；硫酸氢钠固体析出，不便清洗。

七、参考书

1．兰州大学，复旦大学合编．有机化学实验（第二版）．北京：高等教育出版社．1994

2．周科衍，高占先主编．有机化学实验（第三版）．北京：高等教育出版社

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