己二酸制备

实验报告

尼龙66前体的制备

一、实验目的

1、学习由环己醇氧化制备环几酮和由环几酮氧化制备己二酸的基本原理。

2、掌握由环己醇氧化制备环己酮和由环己酮氧化制备己二酸的实验操作。

3、进一步了解盐析效应及萃取在分离有机化合物中的应用。

4、综合训练并掌握控温、减压抽滤、蒸馏、重结晶等操作技能。

二、实验原理

实验室制备脂肪和脂环醛、酮最常用的方法是将伯醇和仲醇用铬酸氧化。铬酸是重铬酸盐与40-50%硫酸的混合液。制备相对分子量低的醛，可以将铬酸滴加到热的酸性醇溶液中，以防止反应混合物中有过量的氧化剂存在，同时将较低沸点的醛不断蒸出，可以达到中等产率。尽管如此，仍有部分醛被进一步氧化成羧酸，并生成少量的酯。用此法制备酮，酮对氧化剂比较稳定，不易进一步被氧化。铬酸氧化醇是放热反应，必须严格控制反应温度以免反应过于剧烈。

本实验反应方程式为：

羧酸常用烯烃、醇、醛、酮等经硝酸、重铬酸钾的硫酸溶液或高锰酸钾等氧化来制备。本实验以环己酮为原料，在碱性条件下以高锰酸钾为氧化剂来制备己二酸，反应方程式：

C6H10O+MnO4-+2OH-→HOOC（CH2）4COOH+MnO2+H2O

三、实验试剂和仪器装置：

1、仪器：

圆底烧瓶（250ml，100ml），烧杯(250ml，100ml) ，量筒（100ml ，10ml），，直型冷凝管，尾接管,蒸馏头,温度计，电热套，抽滤瓶，布氏漏斗，真空泵，蒸发皿，表面皿，分液漏斗，玻璃棒，石棉网，铁架台，酒精灯。

2、主要试剂：

浓H2SO4,Na2Cr2O7,H2C2O4,NaCl,无水MgSO4,KMnO4,NaOH10%,Na2SO3

3、主要实验装置：

四．实验步骤

（一）环己酮的制备步骤：

1、在250 ml圆底烧瓶中加入56 ml H2O，慢慢加入9.3 ml 浓H2SO4。充分混合后，搅拌下慢慢加入9.8 ml环己醇。（必要时用水冲洗），混匀，然后冷却至30℃以下。

2、将11.5g Na2Cr2O7溶于盛有6 ml H2O的100 ml烧杯中，搅拌使之充分溶解。

3、分批（3-4次）将②加至①中，并不断振摇使之充分混合。氧化反应开始后，混合液迅速变热，溶液由橙红色变为墨绿色后，再加下一批：全程控温在60-65℃范围内。加完后离浴，继续振摇至温度有自动下降的趋势，此时温度63℃开始计时，10min后加,0.8g草酸，充分振摇使之溶解。

4、然后往烧瓶中加入60 ml H2O，改为蒸馏装置。将环己酮和水一起蒸馏出来，直到馏出液澄清后再多蒸10 ml。

5、在馏分中加入10g食盐（盐析），充分搅拌，将液体倾至分液漏斗，分离出有机层。

6、在分离出的有机层中加入分三次加入适量MgSO4,干燥后，蒸馏得产品。

7、称得所制环己酮的质量。

（二）己二酸的制备步骤：

投料比：环己酮：KMnO4:10%NaOH: H2SO4=1g:3g:0.25mL:2.5mL

1、在250 ml烧杯中加入6.1g制得的环己酮，将18.3g KMnO4溶于约147 ml水中，然后将此溶液加入到烧杯中，放在水浴中控制反应温度为30℃。

2、加入10﹪NaOH溶液1.5 ml，搅匀，然后控制温度在45℃下反应一小时。

3、将烧杯从水浴中取出，擦干烧杯外的水，直接放在电热套中加热，使之沸腾5min（目的是聚集MnO2）。

4、用玻璃棒沾1d反应液于滤纸上，观察滤纸上棕黑色的斑周围有无紫红色的圆环，若有，则往溶液中加少量的Na2SO3,搅拌。

5、重复4步骤至无紫红色环现象为止。

6、然后进行减压抽滤，用温水洗涤沉淀，一到两次。

7、将母液倾入蒸发皿中，使之浓缩至体积的40 ml，然后趁热在不断搅拌下分次缓慢加入15 ml的浓H2SO4。

8、将反应液冷却至室温，然后再进行减压抽滤，然后将所得产品从布氏漏斗中转移至表面皿中，最后放在垫有石棉网的电热套上干燥至恒重。

9、将产品包装，整理仪器，老师签字验收。

五、实验现象与数据记录：

（一）实验现象：

1、将Na2Cr2O7溶液分批加入到酸性环己醇中后，溶液由橙红色变为墨绿色；溶

液温度升高，温度计示数上升。此过程实际操作温度在60-70℃。

2、待Na2Cr2O7溶液加完后离浴，温度会明显的自动下降，开始计时时温度为

63℃。

3、观察溶液还是有点橙黄色，往溶液中加入草酸后，溶液为墨绿色。

4、向有机层中加入无水MgSO4先结块，再加入适量时MgSO4成粉末状，说明环己酮已干燥。

5、用玻璃棒沾1d反应液于滤纸上，观察滤纸上棕黑色的斑周围无紫红色的圆环，说明高锰酸钾未过量。

6、第一次抽滤时，固体颜色为浓咖啡色。

7、趁热在不断搅拌下分次缓慢加入15 ml的浓H2SO4，由于操作不正确，使得局部过热，液体暴沸。

8、蒸馏后得淡黄色油状液体。

9、制得的产品为棕黄色粉末。（二）数据记录：

环己酮制备：

试剂名称环己醇浓硫酸水重铬酸

钠

草酸NaCl 无水

MgSO

4

用量9.8ml 9.3ml 56 ml 11.5g 0.8 g 10.0g 0.7g 己二酸制备：

名称环己酮高锰酸钾10%NaOH浓硫酸

用量 6.1g 18.3g 1.5ml 15ml

六、数据处理

（一）分步产率计算：

1.由反应方程式知：

理论环己酮的质量M1=98.14*(9.8*1.017)/100.16=9.766g

实际制得的环己酮的质量M2=6.1g

环己酮的产率W1=(6.1g/9.766g)*100%=62.46%

2.理论己二酸的质量M3=6.1/98.14*146.15=9.08g

实际制得的己二酸的质量M4=7.5g

己二酸的产率W2=7.5/9.08*100%=82.60%

（二）总产率计算：

由于环己醇：己二酸=1:1

则直接用环己醇制得的己二酸的质量M5=9.8*1.017*146.15/100.16=15.75g 己二酸的总产率W3=7.5g/15.75g*100%=47.62%

（三）按该实验的产率计算生产1t己二酸需要的消耗定额：

环己醇：9.8*1.017/7.5*103=1328kg

Na

2Cr

2

O

7

：11.5/7.5*103=1533kg

高锰酸钾:18.3/7.5*103=2440kg

浓硫酸：（15+9.3）*1.84/7.5*103=5962kg

环己醇重铬酸钠浓硫酸氢氧化钠高锰酸钾

上海金锦实业公司天齐伟业吴江永利化工

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济南长志商贸

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