乙酸异戊酯的制备

实验三乙酸异戊酯的制备【目的要求】

⑴熟悉酯化反应原理，掌握乙酸异戊酯的制备方法；

⑵掌握带分水器的回流装置的安装与操作；

⑶熟悉液体有机物的干燥，掌握分液漏斗的使用方法；

⑷学会利用萃取洗涤和蒸馏的方法纯化液体有机物的操作技术。

【预习指导】

⑴预习实验原理，了解酯化反应的特点和提高产率的措施。

⑵认真阅读回流、萃取洗涤、干燥和蒸馏的原理及意义，带分水器回流装置和普通蒸馏装置的安装与操作要点及分液漏斗的使用方法。

⑶通过查阅资料填写下表：

【实验原理】

乙酸异戊酯为无色透明液体，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。它是一种香精，因具有香蕉气味，又称为香蕉油。实验室通常采用冰醋酸和异戊醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应来制取。反应式如下：

酯化反应是可逆的，本实验采取加入过量冰醋酸，并除去反应中生成的水，使反应不断向右进行，提高酯的产率。

生成的乙酸异戊酯中混有过量的冰醋酸、未完全转化的异戊醇、起催化作用的硫酸及副产物醚类，经过洗涤、干燥和蒸馏予以除去。其操作流程如下：

【仪器药品】

三颈烧瓶(250mL) 球形冷凝管分水器蒸馏烧瓶(100mL) 直形冷凝管接液管

分液漏斗(100mL) 量筒（25mL）温度计（200℃）锥形瓶(100mL) 电热套异戊醇冰醋酸硫酸（98％）碳酸钠溶液（10％）食盐水（饱和）硫酸镁（无水）

【实验步骤】

⑴酯化在干燥的三颈烧瓶［1］中加入18mL异戊醇和15mL冰醋酸，在振摇与冷却下加入1.5mL浓硫酸，混匀后放入1～2粒沸石。安装带分水器的回流装置，三颈瓶中口安装分水器，分水器中事先充水至支管口处，然后放出3.2mL水。一侧口安装温度计（温度计应浸入液面以下），另一侧口用磨口塞塞住。

检查装置气密性后，用电热套（或甘油浴）缓缓加热，当温度升至约108℃时，三颈瓶中的液体开始沸腾。继续升温，控制回流速度，使蒸气浸润面不超过冷凝管下端的第一个球，当分水器充满水，反应温度达到130℃时，反应基本完成，大约需要1.5h。

⑵洗涤停止加热，稍冷后拆除回流装置。将烧瓶中的反应液倒入分液漏斗中［2］，用15mL冷水淋洗烧瓶内壁，洗涤液并入分液漏斗。充分振摇，接通大气静置，待分界面清晰后，分去水层。再用15mL冷水重复操作一次。然后酯层用20mL10％碳酸钠溶液分两次洗涤。最后再用15mL饱和食盐水［3］洗涤一次。

⑶干燥经过水洗、碱洗和食盐水洗涤后的酯层由分液漏斗上口倒入干燥的锥形瓶中，加入2g无水硫酸镁，配上塞子，充分振摇后，放置30min。

⑷蒸馏安装一套普通蒸馏装置。将干燥好的粗酯小心滤入干燥的蒸馏烧瓶中，放入1～2粒沸石，加热蒸馏。用干燥的量筒［4］收集138～142馏分，量取体积并计算产率。

【注意事项】

⑴加浓硫酸时，要分批加入，并在冷却下充分振摇，以防止异戊醇被氧化。

⑵回流酯化时，要缓慢均匀加热，以防止碳化并确保完全反应。

⑶分液漏斗使用前要涂凡士林试漏，防止洗涤时漏液，造成产品损失。

⑷碱洗时放出大量热并有二氧化碳产生，因此洗涤时要不断放气，防止分液漏斗内的液体冲出来。

⑸最后蒸馏时仪器要干燥，不得将干燥剂倒入蒸馏瓶内。

⑹冰醋酸具有强烈刺激性，要在通风橱内取用。

注释

【1】可用圆底烧瓶作反应器，反应装置见图15-1 (d)。反应进行的程度可根据分水量来判断。

【2】不要将沸石（或小瓷环）倒入分液漏斗中。

【3】用饱和食盐水洗涤，可降低酯在水中的溶解度，减少酯的损失。

【4】也可用称量过质量的锥形瓶作接受器。

思考题

⑴制备乙酸异戊酯时，使用的哪些仪器必须是干燥的，为什么？

⑵分水器内为什么事先要充有一定量水？

⑶酯化反应制得的粗酯中含有哪些杂质？是如何除去的？洗涤时能否先碱洗再水洗？

⑷酯可用哪些干燥剂干燥？为什么不能使用无水氯化钙进行干燥？

⑸酯化反应时，实际出水量往往多于理论出水量，这是什么原因造成的？