克莱森酯缩合法制备乙酰乙酸乙酯
乙酸乙酯
乙酰乙酸乙酯的制备摘要本实验是为了了解 Claisen 酯缩合反应的机理和应用，熟悉在酯缩合反应中金属钠的应用和操作注释，复习液体干燥和减压蒸馏操作，并且了解乙酰乙酸乙酯的性质及用途。
关键词乙酰乙酸乙酯 Claisen 酯缩合反应减压蒸馏前言乙酰乙酸乙酯是无色至淡黄色澄清液体，微溶于水，易溶于乙醚、乙醇有刺激性气味。
可燃，遇明火、高温或接触氧化剂有发生燃烧的危险有醚样和苹果似的香气。
广泛应用于食品香精中，主要用于调配苹果、杏、桃等食用香精。
制药工业用于制造氨基比林、维生素B等。
染料工业用于合成染料的原料和用于电影基片染色。
有机工业用于作溶剂和合成有机化合物的原料。
实验部分一．实验目的（1）掌握克莱森酯缩合反应及互变异构现象（2）掌握无水操作及减压蒸馏等操作二．实验原理（半衡量实验）含有α-氢的酯在碱性催化剂存放下，能与另一分子的酯发生克莱森酯缩合反应，生成β-酮酸酯，乙酰乙酸乙酯就是通过这个反应来制备的。
其催化剂是乙醇钠，由金属钠和残留在乙酸乙酯的少量乙醇作用产生。
乙酰乙酸乙酯的生成经过如下一系列平衡反应：随着反应的进行不断地生成乙醇，反应就不断地进行，直至钠消耗完。
本实验要求反应系统是无水的，因为水的存在可造成钠的损失和Ｎa ＯＨ的产生， 后者会使酯发生皂化，降低反应的收率。
通常，在该反应中酯是过量的，如果钠过量， 乙酸乙酯可以被还原并缩合成3-羟基-2-丁酮。
金属钠在使用时通常使用钠珠或钠丝，使其与酯的接触面尽可能大些，本实验将金 属钠切成细薄片，也是为了提高反应速度。
但要注意动作迅速，防止金属钠被空气氧化。
二．实验装置球形冷凝管圆底烧瓶干燥管克氏蒸馏头接真空系统三．实验内容一、试剂和器材试剂：乙酸乙酯、金属钠、乙酸、碳酸钠、无水碳酸钠、氯化钠、氯化钙、无水硫酸镁 器材：磁力搅拌电热套、圆底烧瓶（50mL ）、球形冷凝管、干燥管、分液漏斗克氏蒸馏烧瓶（50mL ）、温度计、真空接收管、直形冷凝管、减压系统装置。
乙酰乙酸乙酯的制备方法及习题
⼄酰⼄酸⼄酯的制备⽅法及习题实验12-17 ⼄酰⼄酸⼄酯的制备⼀、实验⽬的1、学习克莱森缩合反应制备⼄酰⼄酸⼄酯的原理和⽅法。
2、学习减压蒸馏的原理及⽅法。
⼆、实验原理2CH3CO2C2H5 Na+[CH3COCH2 CO2C2H5]-C2H5ONaHOAcCH3COCH2 CO2C2H5 + NaOAc减压蒸馏原理：液体的沸点是随外界压⼒的降低⽽降低的。
因⽽如⽤真空泵连接盛有液体的容器，使液体表⾯的压⼒降低，即可降低液体的沸点。
这种在较低压⼒下进⾏蒸馏的操作称为减压蒸馏。
三、仪器与试剂仪器：圆底烧瓶、回流冷凝管、蒸馏装置、减压蒸馏装置。
试剂：⼄酸⼄酯、⾦属钠、⼲燥的⼆甲苯、⼄酸（50﹪）、饱和氯化钠溶液，⽆⽔硫酸钠。
四、实验装置五、实验步骤所⽤的玻璃仪器烘⼲，⼄酸⼄酯加⼊⽆⽔碳酸钾固体⼲燥。
在50mL圆底烧瓶中，加⼊10mL（0.1mol）⼲燥的⼄酸⼄酯，⼩⼼地称取1g（0.044mol）⾦属钠块，快速地切成⼩的钠丝后⽴即加⼊烧瓶中，按图3-4安装好反应装置。
⽔浴加热，反应开始反应液呈黄⾊。
若反应太剧烈可暂时移去热⽔浴，以保持反应液缓缓回流为宜。
反应1.5~2h后，⾦属钠全部作⽤完毕，停⽌加热。
此时反应混合物变为橘红⾊并有黄⽩⾊固体⽣成。
反应液冷⾄室温，边振荡烧瓶，边⼩⼼地滴加50%⼄酸，使呈弱酸性（约8mL50%的⼄酸），此时固体溶解，反应液分层。
⽤分液漏⽃分出酯层，⽔层⽤3mL⼄酸⼄酯萃取⼆次，萃取液与酯层合并。
有机层⽤5mL5%的碳酸钠溶液洗涤⾄中性（洗涤2~3次）。
再⽤⽆⽔硫酸镁⼲燥酯层。
⼲燥后的液体倒⼊50mL克⽒蒸馏烧瓶中，安装好减压蒸馏装置，先在常压下⽔浴加热蒸去⼄酸⼄酯（回收），⽤⽔泵将残留的⼄酸⼄酯抽尽。
再⽤油泵减压蒸出⼄酰⼄酸⼄酯。
真空度在15mmHg以下则可⽤⽔浴加热蒸馏。
产量约1.8g。
六、注意事项1. 称取⾦属钠时要⼩⼼，不要碰到⽔，擦⼲煤油，切除氧化膜后快速地切成⼩的钠丝，⽴即加⼊烧瓶。
乙酰乙酸乙酯的制备
迅速向瓶中加入25g (27.5mL，0.38mol ) 乙酸乙酯，重新装 上冷凝管，并在其顶端装一氯化钙干燥管。反应随即开始，并有 避免加入过量的醋酸，否 则会增加产物酯在水中的 氢气泡逸出。如反应不开始或很慢时，可稍加温热。待激烈的反 溶解度而降低产量。 迅速拔出橡皮塞，以免温度降低而 应过后，将反应瓶在石棉网上用小火加热 ( 小心! )，保持微沸状 使瓶内压力过小，而不易拔出。 态，直至所有金属钠全部作用完为止*，反应约需1.5 h。此时生 成的乙酰乙酸乙酯钠盐为桔红色透明溶液(有时析出黄白色沉淀)。 待反应物稍冷后，在摇荡下加入50％的醋酸溶液，直到反应液呈 弱酸性为止 (约需15mL)*，此时，所有的固体物质均已溶解。
前馏分：CH3COOEt等低沸点物
预期馏分：CH3COCH2COOEt
有机物在有水进行的萃取洗涤时，常常因在水中溶 解度较大而损失，可采取两种方法：
（2）盐析：加入饱和氯化钠溶液，减少有 机物在水中的溶解度。本实验采用盐析法以 减少乙酰乙酸乙酯在水中的溶解度。
六：减压蒸馏1Bp32，3Bp32
1. 适用范围： （1）常压蒸馏时沸点高（通常 >250℃）而难以汽化； （2）在常压蒸馏时达到沸点即己受热分解、氧化或聚合。 2 原理： lgP=A+B/T (克－克方程) A、B为常数；当施于液面的压力降低，液体的沸点也相 应降低，从而在较低的温度下进行蒸馏。 一般地，当压力降低到2.67Kpa（20mmHg）的沸点比 0.1Mpa（760mmHg, 常压）的低100－200℃；当压力处于1.33 －3.33Kpa（10－25mmHg）之间时，压力每降低0.133Kpa （1mmHg），沸点降低1℃。
乙酰乙酸乙酯的制备
一、实验目的
克莱森缩合反应
实验装置图
实验操作：
于100 mL圆底烧瓶中放 入金属钠2.0 g以及10 mL的二甲苯。 放入磁力搅拌子，置于带搅 拌的电热帽中，再装上球形冷凝回流管以及装有无水氯化钙的干 燥管。 加热，直到金属钠熔融为钠珠，停止加热，打开搅拌开关， 将搅拌子转动速度调到快速位置，熔融的金 属钠被打制成为小液 珠，随着烧瓶慢慢冷却，金属钠液珠冷却形成颗粒细小的钠砂。 停止搅拌，钠砂沉降，倾出二甲苯。 向圆底烧瓶中加入25 mL 乙酸乙酯，加热回流，保持微沸，反应缓慢地进行，直至钠砂完 全消失后继续 反应20 min。 为使反应进行得更为顺利，可以启动 搅拌子。此时得到棕红色的溶液或黄色沉淀。 停止加热，并冷至 室温后，缓慢滴加50 %醋酸，使呈弱酸行。 加入食盐饱和，分 液。
原理：
含有α-氢的酯在醇钠等碱性缩合剂作用下发生缩合作用，失去一分子醇得到β-酮酸酯。 如2分子乙酸乙酯在金属钠和少量乙醇作用下发生缩合得到乙酰乙酸乙酯。
制备乙酰乙酸乙酯 实验仪器：
电热帽，磁力搅拌器，100 mL圆底烧瓶，球形冷 凝回流管，干燥管，磁子。
实验试剂：
金属钠，乙酸乙酯，二甲苯，50 %醋酸，5 %碳 酸氢钠，无水硫酸镁。
改进之处：
通过磁力搅拌器在搅拌促进的钠砂制备中，搅拌器的转速和磁子搅拌中 产生的力矩对钠砂的粒度和 均匀性有很大的影响 对比常规震摇方法。通过对乙酰乙酸乙酯合成实验的钠砂制备方法的改进，针对 性地解决常规震摇 制备钠砂中存在的问题。改进的操 作方法，不仅可以顺利地制取钠砂，同时有助于安全便捷地完成 实验，无疑能有效提高该实验课的教学效果。
水相用20 mL乙酸乙酯萃取一次，合并有机相。并用20 mL 5 %碳酸氢钠洗涤两次，用无水硫酸钠干燥有 机相，
乙酰乙酸乙酯的制备-实验二十七乙酰乙酸乙酯的制备Experiment27...
实验二十七乙酰乙酸乙酯的制备Experiment 27 Preparation of ethyl acetoacetate【实验目的】1、学习Claisen酯缩合反应的基本原理。
2、了解乙酰乙酸乙酯的制备的原理和方法。
3、掌握无水操作及减压蒸馏装置的安装和操作。
【实验内容】一、实验原理含有α-H的酯在碱性催化剂的作用下，能与另一分子的酯发生Claisen酯缩合反应，生成β-酮酸酯。
乙酰乙酸乙酯就是由乙酸乙酯在乙醇钠的作用下缩合制得。
乙醇钠是由金属钠和残留在乙酸乙酯中得乙醇作用而得。
反应式如下：CH3CoCH2COOC2H52 CH3COOC2H525(2)CH3COOH二、实验仪器及试剂仪器：125 mL圆底烧瓶、冷凝管、干燥管、分液漏斗、韦氏分馏头药品：乙酸乙酯 25 g(27.5 mL 0.38 mol)、Na 2.5 g (0.11 mol) (m.p. 97.5℃、d: 0.97 g/cm3) 、二甲苯12.5 mL (b.p. 140℃、d: 0.8678 g/cm3) 、HOAc 50% 15 mL、饱和NaCl 、无水Na2SO4三、实验装置无水干燥回流装置；减压蒸馏装置。
四、实验步骤1、熔钠：在表面皿上迅速将Na切成薄片，立即放入带干燥管的回流瓶中（内装12.5 ml 二甲苯），加热熔之。
塞住瓶口振摇使之成为钠珠。
回收二甲苯。
2、加酯回流：迅速放入27.5 ml乙酸乙酯，反应开始。
若反应很慢，可以温热。
回流1.5 h 至钠基本消失，得橘红色溶液，有时析出黄白色沉淀（均为烯醇盐）。
3、酸化：加50 %醋酸，至反应液呈弱酸性（固体溶完为止，大约需要15 mL）。
4、分液：反应液转入分液漏斗，加等体积饱和氯化钠溶液，振摇，静置。
5、干燥：分出乙酰乙酸乙酯层，用无水硫酸钠干燥。
6、精馏：水浴蒸去乙酸乙酯，剩余物移至 25 mL克氏蒸馏瓶，减压蒸馏，收集馏分，并计算产率。
五、思考题1、为什么使用二甲苯做溶剂，而不用苯，甲苯？（二甲苯：b.p.140℃；苯：b.p. 80.1℃；甲苯：b.p 110.6℃，而钠的熔化温度为97.5℃）2、为什么要做钠珠？（增大钠的表面积，利于反应）3、为什么用醋酸酸化，而不用稀盐酸或稀硫酸酸化？为什么要调到弱酸性，而不是中性？（酸性太强的话，会增大乙酸乙酰乙酯在水中的溶解度）4、加入饱和食盐水的目的是什么？（降低酯在水中的溶解度，提高收率）5、中和过程开始析出的少量固体是什么？（烯醇盐）6、乙酰乙酸乙酯沸点并不高，为什么要用减压蒸馏的方式？（因为乙酰乙酸乙酯在常压蒸馏时易分解，产生“去水乙酸”）七、注意事项1、本实验要求无水操作；2、钠的安全使用；3、钠珠的制作过程中间一定不能停，且要来回振摇，不要转动。
酯缩合反应——乙酰乙酸乙酯的合成
14.3 丙二酸酯在有机合成上的应用 丙二酸二乙酯的制备:
氯乙酸钠
• 丙二酸二乙酯分子中的 -亚甲基上的氢非常活泼:
钠盐 • 强亲核试剂,与卤烷发 生取代反应.
（1）制备：-烃基取代乙酸
一烃基取代的丙二酸酯
二烃基取代的丙二酸酯 烃基不同，分
步取代！
• 利用丙二酸酯的碳上的烷基化反应是制备-烃基取 代乙酸的最有效的方法.
14.5 乙酰乙酸乙酯在有机合成上的应用
（1）酮式与烯醇式的平衡
“三乙”反应与格利雅试 剂、傅克反应齐名！
92.5%
7.5%
（2）酮式分解——在稀碱(5%NaOH)或稀酸中加热， 可分解脱羧而生成丙酮:
（3）酸式分解——在浓碱(40% NaOH)中加热, 和 的C-C键断裂而生成两个分子的乙酸:
与“三乙”可再 反应合成二酮!
(5) 与酰卤或酸酐作用——羰基亲核加成-消除反应
例：与酰氯的反应（得到酰基化产物）
NaH
•在 非 质 子 溶 液中进行
• 酮式分解得：-二酮
• 在合成上乙酰乙酸乙酯更多的用来合成 酮类。(合成羧酸时，常有酮式分解)
补充7
与酰卤作用
• 酮式分解得：-二酮
补充8
（1）与-卤代酮（Cl-CH2COR）反应 • 酮式分解——1,4-二酮 • 酸式分解——-酮酸 （2）与Br-(CH2)nCOOC2H5反应 • 酸式分解——二元酸 HOOC-(CH2)n+1COOH
14.6 * 碳负离子和,-不饱和羰基化合物的共轭加成 ——麦克尔反应
• 由-二羰基化合物和碱作用生成稳定的碳负离子，可 以和,-不饱和羰基化合物发生共轭加成反应，结果 总是碳负离子加到碳原子上，而碳原子上加个H：
乙酰乙酸乙酯的合成方法
乙酰乙酸乙酯的合成方法
嘿，咱今儿个就来聊聊乙酰乙酸乙酯的合成方法。
你可别小瞧这玩意儿，它在好多领域都有着重要的作用呢！
先来说说一种常见的方法吧，那就是用乙酸乙酯在醇钠的作用下发生克莱森缩合反应。
就好像搭积木一样，把乙酸乙酯这个“小积木”通过醇钠这个“小帮手”，巧妙地搭建成乙酰乙酸乙酯这个“大建筑”。
这过程是不是挺神奇的？
在这个反应里呀，醇钠可是个关键角色呢。
它就像是个神奇的催化剂，能让反应顺顺利利地进行下去。
想象一下，如果没有醇钠，这反应就好像没了领路人，可能就会迷失方向啦。
还有啊，反应的条件也很重要哦。
温度啦、压力啦，都得控制得恰到好处。
这就好比做饭，火候掌握不好，做出来的菜可就不美味啦。
另外呢，还有其他的一些合成方法，各有各的特点和优势。
这就像是不同的道路都能通往同一个目的地，只是走法不一样罢了。
比如说，有的方法可能需要一些特殊的试剂，这些试剂就像是给反应加上了特别的调料，让反应变得更加独特。
有的方法可能操作起来稍微复杂一点，但得到的产物纯度会更高，就像精心雕琢的艺术品一样。
那为啥要研究乙酰乙酸乙酯的合成方法呢？这还用问吗？它在药物合成、香料制造等好多方面都大有用处呢！就好像一把万能钥匙，能打开好多领域的大门。
你想想看，要是没有这些有效的合成方法，我们怎么能得到这么重要的化合物呢？怎么能让它在各个领域发挥作用呢？
所以啊，乙酰乙酸乙酯的合成方法可真是个有趣又重要的话题呢！我们可不能小看它，得好好研究研究，让它为我们的生活和科技发展贡献更大的力量呀！怎么样，现在你对乙酰乙酸乙酯的合成方法是不是有了更深刻的了解呢？。
Claisen酯缩合反应乙酰乙酸乙酯的合成-化学教学中心
化学教学实验中心
Chem is tr
Chem is try !
实 验 流 程：
CH3COOC2H5 50%HOAc
钠丝
缩 合
酸 化
分 液
水 相 有机相 干 燥 过 滤 常压蒸馏
减压蒸馏
CH3COCH2COOC2H5
测折光率
化学教学实验中心
Chem is try !
反应应连续进行，间隔时间久会生成副产物去水乙酸而降低产量。
化学教学实验中心
Chem is try !
思 考 题：
1. Claisen 酯缩合反应中的催化剂是什么？本实验为什么 可以用金属钠代替？
2. 本实验中加入50% 醋酸和饱和氯化钠溶液有何作用？
3. 乙酰乙酸乙酯若采用常压蒸馏提纯，会分解产生“去水 乙酸”，写出反应结构式？
实 验 重 点：
反应所用仪器必须干燥与洁净。 金属钠遇水会燃烧爆炸，使用时严防与水或皮肤接触，压入钠丝 动作要迅速，防止空气氧化或水汽侵蚀。
乙酰乙酸乙酯常压蒸馏时很易分解，故宜采用减压蒸馏，但是其
沸点不是太高，在真空减压时，控制压力在1.3~2.6kPa之间，防 止产物以蒸汽进入真空泵，既损失产物又损坏真空泵。
Synthetic Chemical Experiment
合成化学实验
复旦大学化学教学实验中心
化学教学实验中心
Chem is try !
Claisen Condensation
实 验
乙酰乙酸乙酯的合成
实 验 目 的：
了解Claisen酯缩合反应的基本原理
学习无水无氧反应装置的安装与操作
掌握减压蒸馏的原理及操作。
化学教学实验中心
乙酰乙酸乙酯的制备(一)
化学与环境学院有机化学实验报告实验名称乙酰乙酸乙酯的制备（一）【实验目的】1、了解乙酰乙酸乙酯的制备原理和方法,加深对Claisen酯缩合反应原理的理解和认识；2、熟悉在酯缩合反应中金属钠的应用和操作3、掌握无水操作、萃取等操作。
【实验原理】（包括反应机理）1、含有α-H 的酯在碱性催化剂存在下，能和另一分子酯发生缩合反应生成β-酮酸酯，这类反应称为Claisen酯缩合反应。
乙酰乙酸乙酯就是通过这个反应制备的。
反应式：-2CH 3 CO 2C 2 H 5 C 2 H 5 ONa N a + [CH 3COCH 2 CO 2 C 2 H 5]HOAcCH 3COCH 2 CO 2C 2 H 5 + NaOAc反应机理：OOCH3COC2H5+ OC2H5 CH2COC2H5+ C2H5OHO O O OCH3COC2H5 + CH2COC2H5 CH3C CH2COC2H5 CH3COCHCOOC2H5OC2H5NaCH3COOH CH3COCH2COOC2H5 + CH3COONa2、通常以酯及金属钠为原料，并以过量的酯为溶剂，利用酯中含有的微量醇与金属钠反应来生成醇钠，随着反应的进行，由于醇的不断地进行下去，直至金属钠消耗完毕。
但作为原料的酯中含醇量过高又会影响到产品的得率，故一般要求酯中含醇量在3%以下。
【主要试剂及物理性质】名称分子量熔点/℃沸点/℃外观邻二甲苯106.17 -25.18 144.4 无色透明液体乙酸乙酯88.12 -83.6 77.1 无色透明液体金属钠22.99 97.82 881.4 银白色有金属光泽固体乙酰乙酸无色或微黄色透明液体130.15 -45 180.4 乙酯醋酸60.05 16.6 117.9 无色液体苯78.1 5.5 80.1 无色透明易挥发液体【仪器装置】1、主要仪器：回流冷凝管，圆底烧瓶2、实验装置：回流装置【实验步骤及现象】实验步骤实验现象1、将0.9g（约0.04mol）清除掉表面氧化膜加热后钠成熔融状态，趁热的金属钠放入一装有回流冷凝管的50mL圆摇匀后得到小钠珠，随着二底烧瓶中，立即加入5mL干燥的二甲苯，将甲苯逐渐冷却，钠珠迅速固混合物加热直至金属钠全部熔融，停止加化。
基础有机化学实验操作-乙酰乙酸乙酯的制备
O RO
O
H+
RO
RO -
OO
+ HOR
RO
乙酰乙酸乙酯即通过此反应制备（R=CH2CH3）
实验原理
反应的碱催化剂实际上是钠与乙酸乙酯中残留的 少量乙醇作用产生的乙醇钠。反应机制包括下列步骤：
1. 酸-碱交换：
H H C COOC2H5 + OC2H5
H
O H C C OC2H5 + C2H5OH
减压泵
油泵的效能决定于油泵的机械结构以及真空泵 油的好坏。好的油泵能抽至真空度为 13.3Pa ，油泵 结构较精密，工作条件要求较严。蒸馏时，如果有挥 发性的有机溶剂、水或酸的蒸气，都会损坏油泵。因 为挥发性的有机溶剂蒸气被油吸收后，就会增加油的 蒸气压，影响真空效能。而酸性蒸气会腐蚀油泵的机 件。水蒸气凝结后与油形成浓稠的乳浊液，破坏了油 泵的正常工作，因此使用时必须十分注意油泵的保 护。
大学基础有机化学实验
乙酰乙酸乙酯的制备
目的和要求
➢掌握克莱森酯缩合制备乙酰乙酸乙酯的原理和方法。 ➢掌握无水操作和减压蒸馏的安装和操作。
实验原理
Claisen酯缩合反应：
含 α- 活 泼 氢 的 酯 在 强 碱 性 试 剂 （ 如 Na ， NaNH2 ， NaH，苯甲基钠或格氏试剂）存在下，能与另一分子酯发 生 Claisen 酯缩合反应，生成β - 羰基酸酯。
思考题
➢ 什么是 Claisen 酯缩合反应中的催化剂？本实验为什么可以用 金属钠代替？为什么计算产率时要以金属钠为基准？
➢ 本实验中加入 50% 醋酸和饱和氯化钠溶液有何作用？ ➢ 如何实验证明常温下得到的乙酰乙酸乙酯是两种互变异构体
的平衡混合物？
克莱森酯缩合反应——乙酰乙酸乙酯的合成
四氢铝锂和硼氢化钠作为重要氢负离子的还原剂类化合物，在合成反应中起着举足轻重的作用。
氢负离子的还原羰基化合物实质上就是亲核加成反应，四氢铝锂和硼氢化钠对羰基的还原反应原理是一样的，它们都不能还原碳碳双键；导航：\β-二羰基化合物\克莱森酯缩合反应13.4 克莱森酯缩合反应——乙酰乙酸乙酯的合成乙酸乙酯在乙醇钠存在下，起分子间的缩合反应，酸化后得到乙酰乙酸乙酯：其他有两个α-氢的羧酸酯也可以在乙醇钠存在下缩合，酸化后得到β-酮酸酯。
这是制备β-酮酸酯的重要方法，称为克莱森缩合(Claisen condensation)。
乙酸乙酯分子中的α-氢有微弱酸性，其pKa为15，在醇钠作用下，能生成烯醇盐，烯醇盐进攻另一分子乙酸乙酯中的羰基，生成乙酰乙酸乙酯。
乙酸乙酯的酸性强度与乙醇接近。
因此，用乙醇钠作碱性试剂时，只有很小一部分乙酸乙酯变成烯醇盐，即在第一步反应中，平衡偏向左边。
由烯醇盐的缩合反应生成的乙酰乙酸乙酯的量也很少。
乙酰乙酸乙酯分子中，活性亚甲基上的氢具有较强的酸性(pKa=11)，乙醇钠能使它差不多完全变成烯醇盐，即下面的平衡中，平衡位置偏向右边：因此，虽然在上面的平衡反应中只生成少量的乙酰乙酸乙酯，但生成后，差不多完全变成烯醇盐，这样就使平衡向右移动，使缩合反应能够继续进行，直到乙酸乙酯差不多全部缩合为止。
这就是说：乙酰乙酸乙酯较强的酸性推动了缩合反应的进行。
生成的乙酰乙酸乙酯烯醇盐用乙酸酸化，即释出乙酰乙酸乙酯：只有一个α-氢的酯，在乙醇钠存在下，虽然也可以生成烯醇盐，烯醇盐也能与另一分子酯缩合，但得到的β-酮酸酯没有α-氢，不能变成盐，缺乏使平衡向右移动的推动力，缩合也不能继续进行。
如果采用一个很强的碱，使酯生成烯醇盐这一步的平衡位置偏向右边，仍可以得到酮酸酯，例如：位阻很大的格利雅试剂不能与羰基加成，但可以夺取活性氢，也可以用来使羧酸酯变成烯醇盐：两种酯的混合物起克莱森缩合反应，可以得到四种β-酮酸酯的混合物：因此，没有合成价值。
乙酰乙酸乙酯的制备方法及习题
实验12-17 乙酰乙酸乙酯的制备一、实验目的1、学习克莱森缩合反应制备乙酰乙酸乙酯的原理和方法。
2、学习减压蒸馏的原理及方法。
二、实验原理2CH3CO2C2H5 Na+[CH3COCH2 CO2C2H5]-C2H5ONaHOAcCH3COCH2 CO2C2H5 + NaOAc减压蒸馏原理：液体的沸点是随外界压力的降低而降低的。
因而如用真空泵连接盛有液体的容器，使液体表面的压力降低，即可降低液体的沸点。
这种在较低压力下进行蒸馏的操作称为减压蒸馏。
三、仪器与试剂仪器：圆底烧瓶、回流冷凝管、蒸馏装置、减压蒸馏装置。
试剂：乙酸乙酯、金属钠、干燥的二甲苯、乙酸（50﹪）、饱和氯化钠溶液，无水硫酸钠。
四、实验装置五、实验步骤所用的玻璃仪器烘干，乙酸乙酯加入无水碳酸钾固体干燥。
在50mL圆底烧瓶中，加入10mL（0.1mol）干燥的乙酸乙酯，小心地称取1g（0.044mol）金属钠块，快速地切成小的钠丝后立即加入烧瓶中，按图3-4安装好反应装置。
水浴加热，反应开始反应液呈黄色。
若反应太剧烈可暂时移去热水浴，以保持反应液缓缓回流为宜。
反应1.5~2h后，金属钠全部作用完毕，停止加热。
此时反应混合物变为橘红色并有黄白色固体生成。
反应液冷至室温，边振荡烧瓶，边小心地滴加50%乙酸，使呈弱酸性（约8mL50%的乙酸），此时固体溶解，反应液分层。
用分液漏斗分出酯层，水层用3mL乙酸乙酯萃取二次，萃取液与酯层合并。
有机层用5mL5%的碳酸钠溶液洗涤至中性（洗涤2~3次）。
再用无水硫酸镁干燥酯层。
干燥后的液体倒入50mL克氏蒸馏烧瓶中，安装好减压蒸馏装置，先在常压下水浴加热蒸去乙酸乙酯（回收），用水泵将残留的乙酸乙酯抽尽。
再用油泵减压蒸出乙酰乙酸乙酯。
真空度在15mmHg以下则可用水浴加热蒸馏。
产量约1.8g。
六、注意事项1. 称取金属钠时要小心，不要碰到水，擦干煤油，切除氧化膜后快速地切成小的钠丝，立即加入烧瓶。
2. 反应不要太激烈，保持平稳回流。
乙酰乙酸乙酯的制备
乙酰乙酸乙酯的制备
一、实验目的
1、掌握克莱森酯酯缩合反应及互变异构现象。
2、熟悉减压蒸馏技术。
二、实验原理
具有α-H 的酯和另一份的酯在醇钠的作用下生成β-羰基酯的反应称为酯缩合反应。
由于本实验所用的乙酸乙酯含有1％～3％的乙醇，这些存在于乙酸乙酯中的乙醇和金属钠反应即可生成酯缩合反应所需的催化剂乙醇钠，所以本实验中所用的原料是乙酸乙酯和金属钠。
因此，为了防止金属钠与水猛烈反应发生燃烧和爆炸，也为了防止醇钠发生水解，所以本实验必须在无水条件下进行。
三仪器和药品:
四、实验步骤
1、乙酰乙酸乙酯钠的制备
将干燥过的乙酸乙酯放入干燥的100ml 圆底烧瓶中，再将新切成薄片的2.5g 金属钠放入烧瓶中。
迅速装上带有无水氯化钙干燥管的冷凝管。
用热水浴回流 1.5～2.0h ，保持微沸状态至金属钠完全消失.
2、乙酰乙酸乙酯粗产品的制备
待反应体系稍冷后，趁温热时边振荡边滴加20ml50％乙酸溶液至弱酸性。
将混合液移入分液漏斗，用等体积的饱和食盐水洗涤。
将洗涤后的酯层转移至干燥的锥形瓶中，用无水硫酸镁干燥。
3、乙酰乙酸乙酯的精制
将干燥后的粗酯滤入干燥的50ml 圆底烧瓶。
加入1-2粒沸石，先用沸水浴在常压下蒸馏出未反应的乙酸乙酯，而后改为减压蒸馏装置，将乙酰乙酸乙酯蒸出，收集馏分的温度可查表。
检验与测试
CH 3COCH 2COOC 2H 5
CH 3COOC 2H 5CH 3COCH 2COOC 2H 5Na [ ]- + C 2H 5ONa -C 2H 5OH CH 3COOH
-AcONa。
Claisen 酯缩合反应
Claisen 酯缩合反应
含有α-氢的酯在醇钠等碱性缩合剂作用下发生缩合作用，失去一分子醇得到β-酮酸酯。
如2分子乙酸乙酯在金属钠和少量乙醇作用下发生缩合得到乙酰乙酸乙酯。
二元羧酸酯的分子内酯缩合见Dieckmann缩合反应。
反应机理
乙酸乙酯的α-氢酸性很弱（pK a-24.5),而乙醇钠又是一个相对较弱的碱（乙醇的
pK a~15.9），因此，乙酸乙酯与乙醇钠作用所形成的负离子在平衡体系是很少的。
但由于最后产物乙酰乙酸乙酯是一个比较强的酸，能与乙醇钠作用形成稳定的负离子，从而使平衡朝产物方向移动。
所以，尽管反应体系中的乙酸乙酯负离子浓度很低，但一形成后，就不断地反应，结果反应还是可以顺利完成。
常用的碱性缩合剂除乙醇钠外，还有叔丁醇钾、叔丁醇钠、氢化钾、氢化钠、三苯甲基钠、二异丙氨基锂（LDA)和Grignard试剂等。
反应实例
如果酯的α-碳上只有一个氢原子，由于酸性太弱，用乙醇钠难于形成负离子，需要用较强的碱才能把酯变为负离子。
如异丁酸乙酯在三苯甲基钠作用下，可以进行缩合，而在乙醇钠作用下则不能发生反应：
两种不同的酯也能发生酯缩合，理论上可得到四种不同的产物，称为混合酯缩合，在制备上没有太大意义。
如果其中一个酯分子中既无α-氢原子，而且烷氧羰基又比较活泼时，则仅生成一种缩合产物。
如苯甲酸酯、甲酸酯、草酸酯、碳酸酯等。
与其它含α-氢原子的酯反应时，都只生成一种缩合产物。
实际上这个反应不限于酯类自身的缩合，酯与含活泼亚甲基的化合物都可以发生这样的缩合反应，这个反应可以用下列通式表示：
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实验二-乙酰乙酸乙酯的制备
实验二 乙酰乙酸乙酯的制备一、实验目的1、学习制备乙酰乙酸乙酯的原理和方法，加深对Claisen 酯缩合反应原理的理解和认识；2、熟悉在酯缩合反应中金属钠的应用和操作；3、复习无水操作和液体干燥；4、了解减压蒸馏的原理和应用范围，认识减压蒸馏的主要仪器设备，并初步掌握减压蒸馏仪器的安装和操作方法。
二、实验原理含有α-H 的酯在碱性催化剂存在下，能和另一分子酯发生缩合反应生成β-酮酸酯，这类反应称为Claisen 酯缩合反应。
乙酰乙酸乙酯就是通过这个反应制备的。
反应式：2CH 3CO 2C 2H 5Na +[CH 3COCH 2 CO 2C 2H 5]-C 2H 5ONa HOAcCH 3COCH 2 CO 2C 2H 5 + NaOAc反应机理：CH 3COC2H 5O+OC 2H 5CH 2COC 2H 5O+C 2H 5OH3COC 2H 5O CH 2COC 2H 5O +CH 3C O OC 2H 5CH 2COC 2H 5OCH 3COCHCOOC 2H 5Na3CH 3COCH 2COOC 2H 5 + CH 3COONa其催化剂是乙醇钠。
因为金属钠和残留在乙酸乙酯中少量乙醇（少于3%）作用后就有乙醇钠生成。
乙酰乙酸乙酯的生成是经过如下一系列平衡反应：C 2H 5OH ＋Na→C 2H 5ONa ＋21H 2随着反应的进行，也不断地生成了醇，所以反应就能不断地进行下去，直至金属钠消耗。
乙酸乙酯中总是含有少量乙醇副产物，所以此对反应有利。
但如果作原料的酯中乙醇的含量过大时，对反应也是不利的。
因为Claisen酯缩合反应是可逆的，β-酮酯在醇和醇钠的作用下可分解为两分子酯，使产率降低：三、实验部分1、实验仪器：圆底烧瓶、分液漏斗、球形冷凝管、直形冷凝管、干燥管、减压蒸馏装置、烧杯、锥形瓶、量筒、滴管、玻璃棒、电热套等2、实验药品：乙酸乙酯、Na、二甲苯、HOAc（50%）、饱和NaCl、无水Na2SO4、CaCl2 【主要反应试剂及产物的物理常数】名称分子质量颜色晶型m.p. b.p. d420n D20溶解度H2O 乙醇乙醚二甲苯106.17 col lq -25.18 144.4 0.8802 1.5055 i ∞∞乙酸乙酯88.12 col lq -83.6 77.1 0.9003 1.3723 8.513∞∞金属钠22.99 silvmet,cb 97.82 881.4 0.968 d d i 乙酰乙酸乙酯130.15 col lq ＜-80 180.4 1.0282 1.4194 1317∞∞【乙酰乙酸乙酯沸点与压力的关系】3、操作步骤1．安装回流反应装置2．制钠珠：将金属0.9g（39.1 mmol）Na迅速切成薄片，放入50mL的圆底烧瓶中，并加入10mL经过干燥的二甲苯，小火加热回流使熔融，拆去冷凝管，用橡皮塞塞住瓶口，用力振摇即得细粒状钠珠。
Claisen(克莱森)缩合反应
关键因素：
酯的缩合物与碱生成盐是缩合反应完成的关键 一步。 为使反应顺利进行，两个羰基之间的碳上必须 有活泼氢。因此原料酯上的α碳上至少需要两个 氢。一个用于被碱夺取，另一个用于生成盐。 假如原料酯的α碳上只有一个活泼氢，则缩合反 应必须在更强碱的作用下才能完成。如：异丁 酸乙酯在乙醇钠作用下，不能发生酯缩合反应， 但在三苯甲基钠的作用下就可进行缩合。
注：
Claisen(克莱森)缩合反应是可逆的，因此 生成的β-二羰基化合物在催化量的碱与一分 子醇作用下，可发生Claisen(克莱森)酯缩 合反应的逆反应，分解为两分子酯。 小结:
Claisen(克莱森)缩合反应，在合成上很重要，其逆合成在合 成上也是很有用的。
2.混合酯缩合
若用两个不同的并都含有α活泼氢的酯进行 酯缩合作用，理论上就可得到四种不同的产 物，在制备上，没有很多的价值。 因此一般进行这种混合酯缩合时，只用一个 含有活泼氢的酯和一个不含活泼氢的酯进行 缩合。 经常用的不含活泼氢的酯有苯甲酸酯、甲酸 酯、草酸酯、碳酸酯等。
2.1苯甲酸酯与其它酯的反应 注：芳香酸酯的酯羰基一般不够活泼， 缩合时需要用较强的碱，有足够浓度的 碳负离子，才能保证反应进行。
②H+ 175℃
CO
COOC2H5
C6H5 CHCOOC2H5
COOC2 H5
80%~85%
注：
用长链的脂肪酸酯和草酸酯反应，一般产率 很低，但如能将产出来的乙醇不断蒸出，可 以得到产率较高的产物。 草酸酯缩合产物，经过处理可以得到α-羰基 酸。利用这个反应，可以合成生物化学上重 要的2-氧代戊二酸。
NaH C6H5COOCH3 + CH3CH2COOC2H5 H CH3 C6H5COCCOOC2H5 CH3 C6H5COCCOOC2H5 H
Claisen 酯缩合反应
+
M g2 +
+
Br
-
两种不同的酯也能发生酯缩合，理论上可得到四种不 同的产物，称为混合酯缩合，在制备上没有太大意义。如 果其中一个酯分子中既无α -氢原子，而且烷氧羰基又比 较活泼时，则仅生成一种缩合产物。如苯甲酸酯、甲酸酯、 草酸酯、碳酸酯等，与其它含α -氢原子的酯反应时，都 只生成一种缩合产物。
C 6 H 5 C H 2 C O 2 C H 3 + (C O 2 C 2 H 5 ) 2
C 2H 5O N a
H
+
1 75 ℃
C 6 H 5C H C O 2 C 2H 5 C O 2C 2H 5
8 0~ 8 5 %
脂缩合也可在分子内进行，比如典型的狄克曼反应
O O O O E tO N a H3O+
Claisen 酯缩合反应
Anne Ge
定义
它是德国化学家Claisen，1887年，发现在有乙醇 钠存在下，2分子乙酸乙酯释放出乙醇缩合产生乙 酰乙酸乙酯的反应。 后被定义为两分子羧酸酯在强碱（如乙醇钠）催化 下，失去一分子醇而缩合为一分子β -羰基羧酸酯 的反应。参与反应的两个酯分子不必相同，但其中 一个必须在酰基的α -碳上连有至少一个氢原子。 简单 的说，该反应是一个酯分子的酰基对另一酯 分子的 酰基α -碳原子进行的酰化反应。
2 (C H 3 ) 2 C H C O 2 C 2 H 5 (C 6 H 5 ) 3 C N a (C H 3 ) 2 C H O CH3 C C C O 2C 2H 5 CH3
位阻很大的格利雅试剂不能与羰基加成，但可以夺取活性 氢，也可以用来使羧酸酯变成烯醇盐：
M gBr O CH3 C HCOEt + CH 3 CH3 C OCO Et CH3 CH 3 + CH3
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乙酰乙酸乙酯的制备
一、 实验目的
1、了解 Claisen 酯缩合反应的机理和应用；
2、 熟悉在酯缩合反应中金属钠的应用和操作；
3、 复习液体干燥和减压蒸馏操作。
二、 实验原理
含α - 活泼氢的酯在强碱性试剂（如 Na ， NaNH 2 ， NaH ，三苯甲基钠或格氏试剂）存在下，能与另一分子酯发生 Claisen 酯缩合反应，生成β - 羰基酸酯。
乙酰乙酸乙酯就是通过这一反应制备的。
虽然反应中使用金属钠作缩合试剂，但真正的催化剂是钠与乙酸乙酯中残留的少量乙醇作用产生的乙醇钠。
2CH 3CO 2
Et
CH 32COOEt O
+ C 2H 5OH
乙酰乙酸乙酯与其烯醇式是互变异构（或动态异构）现象的一个典型例子，它们是酮式和烯醇式平衡的混合物，在室温时含 92% 的酮式和 8% 的烯醇式。
单个异构体具有不同的性质并能分离为纯态，但在微量酸碱催化下，迅速转化为二者的平衡混合物。
三、 主要试剂及产品的物理常数：（文献值）
四、 实验装置和主要流程
五、 实验步骤
1、熔钠：在干燥的50mL 圆底烧瓶中加入0.9g 金属钠和5mL 二甲苯，装上冷凝管，加热使钠熔融。
拆去冷凝管，用磨口玻塞塞紧圆底烧瓶，用力振摇得细粒状钠珠。
回收二甲苯。
2、加酯回流：迅速放入10ml 乙酸乙酯，反应开始。
若慢可温热。
回流约2h 至钠直至所有金属钠全部作用完为止，得橘红色溶液，有时析出黄白色沉淀（均为烯醇盐）。
3、酸 化 ：加50%醋酸，至反应液呈弱酸性（固体溶完）。
4、分 液：反应液转入分液漏斗，加等体积饱和氯化钠溶液，振摇，静置。
5、干 燥 ：分出乙酰乙酸乙酯层，用无水硫酸钠干燥。
(2)
6、蒸馏和减压蒸馏。
先在沸水浴上蒸去未作用的乙酸乙酯，然后将剩余液移入25mL圆底烧瓶中，用减压蒸馏装置进行减压蒸馏。
减压蒸馏时须缓慢加热，待残留的低沸点物质蒸出后，再升高温度，收集乙酰乙酸乙酯。
产量约1.5g。
乙酰乙酸乙酯沸点与压力的关系如下表：
压力
760 80 60 40 30 20 18 14 12 10 5 1.0 0.1 /mmHg*
沸点
181 100 97 92 88 82 78 74 71 67.3 54 28.5 5 /℃
* 1mmHg= 1 Torr = 133.322Pa
乙酰乙酸乙酯的沸点为180.4℃，折光率 =1.4199。
附：乙酰乙酸乙酯的性质：
1、取1滴乙酰乙酸乙酯，加入1滴 FeCl3溶液，观察溶液的颜色（淡黄→红）。
2、取1滴乙酰乙酸乙酯，加入1滴2,4-二硝基苯肼试剂，微热后观察现象（澄黄色沉淀折出）。
六、实验关键及注意事项
1．本实验要求无水操作；
2．钠的安全使用；
3．钠珠的制作过程中间一定不能停，且要来回振摇，不要转动。
七、思考题
1、为什么使用二甲苯做溶剂，而不用苯，甲苯？
2、为什么要做钠珠？
3、为什么用醋酸酸化，而不用稀盐酸或稀硫酸酸化？为什么要调到弱酸性，而不是中性？
4、加入饱和食盐水的目的是什么？
5、中和过程开始析出的少量固体是什么？
6、乙酰乙酸乙酯沸点并不高，为什么要用减压蒸馏的方式？。