乙酰乙酸乙酯的制备
有机化学实验实验十三 乙酰乙酸乙酯的制备
H H C H COOC2H5 + OC2H5 H C H O C OC2H5 + C2H5OH
O H C H C OC2H5
2. 加成反应及催化剂再生:
O C2H5O CH3 + H2C
O C OC2H5 H3C
O
O OC2H5
OC2H5 -C2H5 O H3 C O OC2H5
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?
二、实验原理
含α - 活泼氢的酯在强碱性试剂(如 Na, NaNH2 , 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。
O
2CH3CO2Et
C2H5ONa
CH3CCH2COOEt + C2H5OH
反应的碱催化剂实际上是钠与乙酸乙酯中残留的少量乙
名称 分子 量 性状 折光率 比重 熔点 ℃ 沸点 ℃ 溶解度:克 /100ml溶剂 醇 醚
二甲 106. 无色 1.0550 苯 16 液体 乙酸 88.1 无色 1.3727 乙酯 0 液体 乙酰 130. 无色 N20D1.4 乙酸 14 液体 190 乙酯 0.90 5 1.02 1
-25-23
143145
-83.6
77.3
85
∞
∞
-43
181
四、实验装置
五、注意事项
乙酰乙酸乙酯的合成方程式
乙酰乙酸乙酯的合成方程式乙酰乙酸乙酯是一种常见的有机溶剂,也是一种重要的合成原料,它的合成方程式如下:CH3COOCH2CH3 + HCl → CH3COOH + CH3CH2ClCH3COOH + CH3CH2OH → CH3COOCH2CH3 + H2O上述合成方程式是乙酰乙酸乙酯的两步反应过程。
一、原料准备1. 乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3)是由乙酸和乙醇经过酯化反应得到的化合物。
它是一种透明无色液体,带有类似于甜酸味的气味。
乙酸和乙醇的化学式分别为CH3COOH和CH3CH2OH。
2. 氯化乙烷(CH3CH2Cl)氯化乙烷是一种有机化合物,分子式为CH3CH2Cl。
它是一种无色气体,在常温常压下常温沸热。
氯化乙烷是制备乙酰乙酸乙酯的重要原料之一。
二、反应步骤制备乙酰乙酸乙酯需要两步反应,第一步是氯化乙烷与乙酸乙酯发生酯化反应,生成乙酸和氯化乙基。
CH3COOCH2CH3 + HCl → CH3COOH + CH3CH2Cl第二步是乙酸和乙醇发生酯化反应,生成乙酰乙酸乙酯和水。
CH3COOH + CH3CH2OH → CH3COOCH2CH3 + H2O三、反应条件该反应需要在适宜的反应条件下进行,具体条件如下:1. 酯化反应条件:反应时间:2-4小时反应温度:60-80℃反应物比例:1:1.2(乙酸乙酯:氯化乙烷)酯化反应催化剂:HCl2. 酯交换反应条件:反应时间:3-4小时反应温度:70-80℃反应物比例:1:1(乙酸:乙醇)酯交换反应催化剂:硫酸、盐酸等四、反应机理1. 酯化反应机理酯化反应是一种酸催化反应,HCl催化剂可以将氯离子引入乙酸乙酯中,使其易于与氯化乙烷进行反应,产生水和氯化乙基。
同时,水也可以与氯化乙基反应,生成HCl和乙醇。
这个平衡反应可以通过蒸馏来实现。
2. 酯交换反应机理酯交换反应也是一种酸催化反应,硫酸或盐酸可以抑制乙酸与水的反应,从而使乙酸和乙醇之间发生酯化反应,生成乙酰乙酸乙酯和水。
乙酰乙酸乙酯制备
+
OH
H3COCH2COOC
其中乙酰乙酸乙酯用途极广,可用于合成抗过敏药、止咳药物、抗凝血药、 血管扩张药等多种医药中间体,还可用作香味剂。
以双乙烯酮为原料,还可以合成多种氨基酸。例如将双乙烯酮氨化生成丁酮 酰胺,再进行烷基化,然后低温下在氢氧化钾溶液中用次溴酸钠处理得到氨基酸 。 反应如下:
OCO
乙酰乙酸乙酯的工业合成
乙酰乙酸乙酯工业上的合成是由双乙烯酮通过乙醇醇解而得到的:
O C O C2H5OH
OO
H2C C O
CH3CCH2COC2H5
双乙烯酮又名乙酰基乙烯酮或乙烯基乙酰β–内酯。为无色或淡黄色有刺激
气味的可燃液体。不溶于水也不吸水,能溶于大部分有机溶剂。由于双乙烯酮分
子结构中有两个双键,使其具有高度的不饱和性,化学性质极为活泼,可进行加
NH3
H2C C O
R
NH2
NH2 RCl
NH2 ROBr R
NH2
OO
C2H5OH O O
KOH
O
双乙烯酮可与各种芳胺缩合生成乙酰乙酰产品,其反应通式为:
NH2
NHCOCH2COCH3
OCO
X
+
X
H2C C O X'
X'
Y
Y
其中 X、X′、Y 可以为各种不同的取代基,比较重要的产品有乙酰乙酰苯胺等 。
H2C C O
OCO H2C C O
双乙烯酮在工业上的主要用途是将其与醇反应制备乙酰乙酸酯类:
+CH3OH
CH3COCH2COOCH3
+ C2H5OH
CH3COCH2COOC2H5
OCO H2C C O
最全面乙酰乙酸乙酯的制备实验报告
最全面乙酰乙酸乙酯的制备实验报告一、实验目的1.掌握乙酰乙酸乙酯的制备方法与过程;2.了解配合物在有机合成中的应用;3.学习利用减压蒸馏进行分离纯化的方法。
二、实验原理乙酰乙酸乙酯又称乙酰三乙基酯,是一种无色、易挥发液体,常用于溶剂和香料等方面。
在实验中,乙酰乙酸乙酯的制备是通过对乙酸与乙醇经乙酸催化剂催化作用,生成乙酰乙酸乙酯的方法,反应式如下:C2H5OH + CH3COOH → CH3COOC2H5 + H2O本实验采用四世草酸锌做为配合物参与反应,由于锌离子的存在,能够加速酸性催化剂的作用速度,加快反应进度,并可减小或抵消由潮湿空气引起的氧化作用。
当反应结束后,利用减压蒸馏的方式进行分离提纯出乙酰乙酸乙酯。
三、实验步骤1.实验前准备。
称取30g四世草酸锌加入500mL三角瓶中,用5mL无水乙醇溶解。
2.反应操作。
将混合液倒入圆底瓶中,加入100mL乙酸,搅拌至均匀。
再加入70mL 无水乙醇,搅拌30min到反应减慢或停止反应。
得到的产物为混合溶液。
3.蒸馏提纯。
将混合溶液倒入蒸馏瓶中,开始蒸馏。
收集第一滴油滴下时起计时,收集沸点在138℃-144℃之间的馏分。
得到纯净的乙酰乙酸乙酯。
四、实验结果及分析实验中收集了5个分数的馏分,具体数据如下:馏分名称第1分数第2分数第3分数第4分数第5分数根据实验分数以及设备实际功率,我们可以得到产物得率为53.33%。
五、实验结论本实验通过乙酸与乙醇反应得到了乙酰乙酸乙酯(即乙酰三乙基酯)。
在反应中,四世草酸锌做为配合物起到催化加速反应及保护反应中间体防止氧化的作用。
减压蒸馏的方式对混合液进行分离提纯,得到纯净的乙酰乙酸乙酯。
实验结果表明,产物得率为53.33%,符合预期。
本次实验是通过配合物来协同催化乙酸与乙醇反应,并且通过减压蒸馏进行产物的纯化,成功制备出了乙酰乙酸乙酯。
通过该实验,不仅拓宽了我们的化学合成知识,而且提高了我们的实验技能,让我们明确了化学实验中各种化学现象及反应的发生本质,在今后的学习和研究过程中均能有所启发和借鉴。
乙酰乙酸乙酯的制备
减压蒸馏装置是由蒸馏、减压和保护等三部分组成的。 减压蒸馏装置是由蒸馏、减压和保护等三部分组成的。 蒸馏装置采用的是克氏蒸馏头;同时用毛细管代替沸石, 蒸馏装置采用的是克氏蒸馏头;同时用毛细管代替沸石, 既可防止爆沸又起均匀搅拌的作用。 既可防止爆沸又起均匀搅拌的作用。 减压装置一般包括泵和压力计。 减压装置一般包括泵和压力计。 保护装置一般包括缓冲瓶、冷却阱和吸收塔等。 保护装置一般包括缓冲瓶、冷却阱和吸收塔等。
பைடு நூலகம்
由于本实验所用的乙酸乙酯含有1%~3%的乙 由于本实验所用的乙酸乙酯含有1%~3 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, 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。 验中所用的原料是乙酸乙酯和金属钠。 因此, 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, 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。 须在无水条件下进行。
二、实验原理
具有α 的酯和另一份的酯在醇钠的作用下生成β 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。 羰基酯的反应称为酯缩合反应。
CH3COOC2H5
C2H5ONa -C2H5OH
[CH3COCH2COOC2H5]- Na +
CH3COOH -AcONa
CH3COCH2COOC2H5
减压蒸馏的操作要点: 减压蒸馏的操作要点: 1、操作时要首先调节、测定减压系统的降压效果可否达 操作时要首先调节、 到预期的真空度。 到预期的真空度。 2、待蒸馏的液体不超过烧瓶容积的1/3;烧瓶浸入浴液 待蒸馏的液体不超过烧瓶容积的1/3; 1/3 不超过2/3 浴温一般比预期沸点高20 30℃。 2/3; 20~ 不超过2/3;浴温一般比预期沸点高20~30℃。 3、减压蒸馏开始时的操作顺序是:打开真空泵→调好真 减压蒸馏开始时的操作顺序是:打开真空泵→ 空度→通冷凝水→加热。 空度→通冷凝水→加热。减压蒸馏结束时的操作顺序恰 好相反,先撤去热源→关闭冷凝水→ 好相反,先撤去热源→关闭冷凝水→体系稍冷后打开毛 细管上的螺旋夹→慢慢打开缓冲瓶上的活塞→ 细管上的螺旋夹→慢慢打开缓冲瓶上的活塞→内外压平 衡后关闭真空泵。 衡后关闭真空泵。
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
乙酰乙酸乙酯的制备_2
乙酰乙酸乙酯的制备【实验目的】1.了解通过Claisen 缩合反应由乙酸乙酯制备“三乙”的基本原理和方法。
2.了解和掌握减压蒸馏装置的原理和作用。
【实验原理】卤代烃与乙酰乙酰乙酯钠盐进行亲核取代反应。
反应式:2CH 3CO 2C 2H 5 Na +[CH 3COCH 2 CO 2C 2H 5]-CH 3COCH 2 CO 2C 2H 5 + NaOAcCH 3COC 2H 5O+OC 2H 5CH 2COC 2H 5O +C 2H 5OH32COC 2H 5O CH 3C OC 2H 5CH 2COC 2H 5O CH 3COCHCOOC 2H 5 Na 3CH 3COCH 2COOC 2H 5 + CH 3COONa【实验装置图】球形冷凝管圆底烧瓶干燥管统【实验的准备】仪器:圆底烧瓶(50 ml、100 ml各1个);球形冷凝器(1支);分液漏斗;直型冷凝管;磨口锥形瓶;减压蒸馏装置(1套)药品:无水乙酸乙酯22.5g(25ml,0.26mol) ,金属钠2.5g(0.11mol),乙酸溶液(50%),饱和氯化钠水溶液,碳酸钠溶液(5%),无水硫酸镁。
【操作步骤】1.安装回流反应装置2.制钠珠:将金属Na迅速切成薄片,放入100ml的圆底烧瓶中,并加入12.5ml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。
稍冷后将二甲苯滗入回收瓶。
3.加酯回流:迅速放入27.5ml乙酸乙酯,反应开始。
若慢可温热。
回流1.5h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)。
4.酸化:加50%醋酸(约15ml),至反应液呈弱酸性(固体溶完)。
5.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。
6.安装减压蒸馏装置(如84页图3.10)7.蒸馏:水浴蒸去乙酸乙酯,剩余物移至 50ml蒸馏瓶中进行减压蒸馏,收集馏分。
【检验与测试】乙酰乙酸乙酯的互变异构现象可通过以下试验来验证。
实验二--乙酰乙酸乙酯的制备
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:2CH3CO2C2H5 Na+[CHCOCH2 CO2C2H5]-COCH2 CO2C2H5 + NaOAcCH反应机理:CH 3COC 2H 5O +OC 2H 5CH 2COC2H 5O +C 2H 5OH 3COC 2H 5OCH 2COC 2H 5O +CH 3C O OC 2H 5CH 2COC 2H 5O CH 3COCHCOOC 2H 5 Na3CH 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106.17collq-25.18144.40.88021.5055i ∞∞乙酸乙酯88.12collq-83.677.10.90031.37238.513∞∞金属钠22.99silvmet,cb97.82881.40.968d d i乙酰130col <180 1.0 1.41317∞∞乙酸乙酯.15 lq -80 .4 282 194【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。
乙酰乙酸乙酯的制备实验报告
乙酰乙酸乙酯的制备实验报告
实验目的,通过酯化反应制备乙酰乙酸乙酯,并掌握酯化反应的基本原理和实验操作技能。
实验原理,乙酰乙酸乙酯是一种重要的有机合成中间体,其制备主要通过酯化反应实现。
酯化反应是醇和酸发生酯键的形成,生成酯和水的反应。
在本实验中,我们将乙醇和乙酸酐作为反应物,通过添加少量的硫酸作为催化剂,进行酯化反应制备乙酰乙酸乙酯。
实验步骤:
1. 将100ml圆底烧瓶放入加热套装中,加入20ml乙醇和10ml乙酸酐。
2. 加入少量的浓硫酸作为催化剂。
3. 在冷却水中冷却后,将反应瓶接到冷凝管上。
4. 用酒精灯进行慢慢加热,使反应物开始发生酯化反应。
5. 反应结束后,将产物进行蒸馏提取,得到乙酰乙酸乙酯。
实验结果,通过实验操作,我们成功制备了乙酰乙酸乙酯,并得到了较高的产率。
实验中产物的物理性质和化学性质与文献值基本吻合,表明实验操作正确,反应进行良好。
实验讨论,在实验过程中,我们注意到了一些问题,比如反应过程中需要控制温度,避免过热或过冷导致反应不完全。
此外,反应后产物的提取和纯化也需要注意,以确保得到高纯度的乙酰乙酸乙酯。
实验结论,通过本次实验,我们成功制备了乙酰乙酸乙酯,并对酯化反应的原理和实验操作有了更深入的了解。
同时,我们也意识到了实验中需要注意的细节和技巧,这对我们今后的实验操作和有机合成工作都具有重要意义。
总结,本次实验不仅让我们掌握了酯化反应的基本原理和操作技能,还培养了我们的实验技术和实验操作能力。
在今后的有机合成工作中,我们将继续努力,提高实验操作的准确性和实验结果的可靠性,为科研和工程技术提供有力支持。
乙酰乙酸乙酯的制备 实验报告
乙酰乙酸乙酯的制备前言:乙酰乙酸乙酯,无色至淡黄色的澄清液体。
微溶于水,易溶于乙醚,乙醇。
有刺激性和麻醉性.可燃,遇明火、高热或接触氧化剂有发生燃烧的危险。
有醚样和苹果似的香气.广泛应用于食用香精中,主要用以调配苹果、杏、桃等食用香精。
制药工业用于制造氨基比林、维生素B等。
染料工用作合成染料的原料和用于电影基片染色.涂料工业用于制造清。
有机工业用作溶剂和合成有机化合物的原料.减压蒸馏基本原理:某些沸点较高的有机化合物在未达到沸点时往往发生分解或氧化的现象,所以,不能用常压蒸馏。
在较低压力下进行蒸馏的操作称为减压蒸馏.当蒸馏系统内的压力降低后,其沸点便降低,当压力降低到1。
3~2.0 kPa(10~15 mmHg)时,许多有机化合物的沸点可以比其常压下的沸点降低80~100℃.因此,减压蒸馏对于分离提纯沸点较高或高温时不稳定的液态有机化合物具有特别重要的意义。
反应方程式:CH3COOC2H5乙醇钠CH3COCH2COOC2H5+C2H5OH1、实验部分1.1实验设备和材料实验仪器:50ml圆底烧瓶,球形冷凝管,干燥管,蒸馏头,克式蒸馏头,分液漏斗,接液管,温度计,油泵,量筒,电热套、毛细管、直形冷凝管、安全瓶、压力计实验药品:金属钠、乙酸乙酯、二甲苯、醋酸、饱和NaCl溶液、无水硫酸钠、氯化钙1。
2实验装置回流装置减压蒸馏装置1.3实验过程(1)制钠珠:将0。
9g 金属钠和5mL干燥二甲苯放入装有回流冷凝管的50ml原定烧瓶中。
加热使钠熔融。
拆去冷凝管,用磨口玻塞塞紧圆底烧瓶,趁热用力振摇(两下)得细粒状钠珠.(2回流、酸化:稍经放置钠珠沉于瓶底,将二甲苯倒入指定回收瓶中.迅速向瓶中加入10mL 乙酸乙酯,装上冷凝管,并在其顶端装一氯化钙干燥管。
反应开始有氢气泡逸出.如反应很慢时,可稍加温热。
待激烈的反应过后,则小火加热,保持微沸状态,直至所有金属钠全部作用完为止。
此时生成的乙酰乙酸乙酯钠盐为桔红色透明溶液.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(pH=5—6)为止。
乙酰乙酸乙酯的制备
实验名称:乙酰乙酸乙酯的制备ethylcetoacette编号:005日期:2011/10/24温度:15.1℃气压:97.35KPa 目标化合物的结构式:CH 3COCH 2CO 2C 2H 5中文名称:(iupac 法):3-丁酮酸乙酯英文名称:(iupac 法):Ethyl acetoacetate Ethyl-3-oxo-butanoate 俗称:乙酰醋酸乙酯;丁酮酸乙酯 反应方程式:2CH 3CO 2C 2H 5Na +[CH 3COCH 2 CO 2C 2H 5]-CH 3COCH 2 CO 2C 2H 5 + NaOAc分子量(mw ):130.15投料量(g ):25g 乙酸乙酯、Na 2.5g(0.11mol) 、二甲苯30.5ml 物料比(mol 比):3.8: 1.1理论产量:14.3g 实验步骤在圆底烧瓶中加金属钠和二甲苯,待钠熔融。
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。
加热时,钠逐渐溶解,其表面变为光滑白色。
振荡后,钠粒变为多个小钠珠。
稍经放置钠珠沉于瓶底,将二甲苯倾倒到二甲苯回收瓶中。
迅速向瓶中加入乙酸乙酯。
待激烈的反应过后,置反应瓶于石棉网上小火加热,保持微沸状态,直至所有金属钠全部作用完为止。
反应过程中有气泡冒出。
随着反应的进行溶液的颜色逐渐加深,由无色变为橘红色,刚开始反应时有白色沉淀产生,后消失。
最后溶液变为澄清透明的液体。
反应时间为2h 。
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(约需15mL )。
加入醋酸后,有白色沉淀生成,振荡后沉淀消失。
将溶液转移到分液漏斗中,加入等加入饱和氯化钠,溶液分为两层。
静置后,乙酰乙酸乙酯分层析出。
分出上层粗产物,用无水硫酸钠干燥后滤入蒸馏瓶,并用少量乙酸乙酯洗涤干燥剂,一并转入蒸馏瓶中。
在沸水浴上蒸去未作用的乙酸乙酯。
乙酰乙酸乙酯的制备(详细参考)
⼄酰⼄酸⼄酯的制备(详细参考)实验报告课程名称合成化学实验名称⼄酰⼄酸⼄酯的制备⼆级学院化学化⼯学院专业化学姓名汪建红实验次数 2 实验⽇期: 3 ⽉ 18 ⽇验条件:室温℃相对湿度 % ⼤⽓压 mmHg⼀、实验⽬的1、学习⼄酰⼄酸⼄酯制备的原理和⽅法;2、掌握⽆⽔操作及减压蒸馏等操作。
⼆、实验原理1、⼄酰⼄酸⼄酯的结构⼄酰⼄酸⼄酯存在互变异构现象,是酮式和烯醇式混合物,室温下酮式(92%),烯醇式(8%)CH 3C O CH 2CO OC 2H 5CH 3CO HO CCHOC 2H 5异构体表现出各⾃的性质,⼀定条件下可分离为纯物质,微量酸碱下呈迅速转化的平衡混合物,溶剂对平衡有明显影响。
2、⼄酰⼄酸⼄酯的作⽤或者⽤途其钠化物可与卤代烷发⽣亲核取代,⽣成⼀烷基或⼆烷基取代的⼄酰⼄酸⼄酯,CH 3COCH 2CO 2C 2H 5NaOC H 25Na [CH 3COCHCO 2C 2H 5]3COCHCO 2C 2H 5NaOC 2H 525R 'XCH 3COCCO 2C 2H 5RR '取代的⼄酰⼄酸⼄酯可发⽣酸式和酮式⽔解两种⽔解⽅式,⽤冷的稀碱处理,酸化后加热脱羧,即酮式⽔解,可⽤来⽣成酮:稀OHCH 3COCHCO 2R① H O ②,CO 23COCH 2R如与浓碱在醇溶液中加热,则发⽣酸⽔解,⽣成取代⼄酸CH 3COCHCO 2C 2H 5R② H O①KOH ,C H OH ,RCH 2CO 2H + CH 3CO 2H丙⼆酸酯可得到更⾼产率的取代⼄酸,⼄酰⼄酸⼄酯的酸⽔解在合成中已很少⽤ 3、⼄酰⼄酸⼄酯的合成⽅法含α-活泼氢的酯,在碱性条件下能与另⼀分⼦酯发⽣Claisen 酯缩合,⽣成β-羰基酸酯,⼄酰⼄酸⼄酯就是这样制备的,⽤⾦属钠作缩合试剂时,真正的催化剂是钠与⼄酸⼄酯中少量的⼄醇⽣成的醇钠,⼀旦反应开始,⼄醇可不断产⽣,反应继续,若⽆少量⼄醇则不能缩合。
乙酰乙酸乙酯的制备
有机化学实验报告学院化学化工学院班级12化师姓名学号成绩实验日期指导老师实验题目乙酰乙酸乙酯的制备一实验目的1、学习乙酰乙酸乙酯的制备原理和方法;2、掌握无水操作及减压蒸馏等操作。
二实验原理利用Claisen缩合反应,将两分子具有α-氢的酯在醇钠的催化作用下可以制得β-酮酸酯,其反应如下:1、通常以酯和金属钠为原料,且酯过量(同时作为溶剂),钠为计量依据物。
2、利用酯中含有的微量醇与钠反应来生成醇钠,随着反应的进行,醇不断生成,钠不断溶解,醇钠不断产生,反应能不断进行,直至钠消耗完毕。
作为原料的酯中含醇量过高又会影响产率的得率,一般要求酯中的含醇量在3%以下。
3、反应体系中如有水存在,对反应不利。
钠的损失降低了产率,也抑制了反应的进行,故要求反应体系无水。
4、反应中使用钠珠或钠丝可使其与酯的接触面增大,故先用二甲苯作溶剂制成细小的钠珠,以利于反应的进行。
乙酰乙酸乙酯在常压蒸馏下很易分解,产生“去水乙酸”,故应采用减压蒸馏法。
三、主要试剂及产物的物理常数试剂名称性状分子量M密度熔点(mp/℃)沸点(bp/℃)折射率(n D20)溶解度乙酰乙酸乙酯有果子香味无色或微黄色透明液体130.14 1.025 -45~-43180.4分解1.4194溶于水,能与一般有机溶剂混溶乙酸乙酯有果子香气无色可燃性液体88.12 0.9005 -83.6 77.1 1.3723微溶于水,溶于乙醇、乙醚、氯仿和苯等甲苯无色易挥发液体有芳香气味92.14 0.866 -95 110.8 1.4967不溶于水,溶于乙醇、乙醚和丙酮主要试剂及用量名称规格用量备注g mL mol金属钠去掉表面氧化膜0.9 0.04二甲苯干燥 5乙酸乙酯精制10 0.1醋酸50% 调pH5~6食盐水饱和等体积醋酸用量苯8 萃取用四实验装置图图2:减压蒸馏装置图五、实验步骤及现象记录步骤现象备注钠珠的制备:干燥的圆底烧瓶中放入0.9g去掉表面氧化膜的金属钠、5ml干燥的二甲苯,冷凝回流加热至Na熔融塞紧塞子,趁热振荡,得细粒状钠珠,冷却至室温,倾去二甲苯由于二甲苯温度逐渐下降,蒸气压随之下降,因此,要不时开启瓶盖或在瓶口夹一纸条,否则塞子难以打开。
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苏州大学化学化工学院课程教案
[实验名称] 乙酰乙酸乙酯的制备
[教学目标] 知识与技能:了解乙酰乙酸乙酯的制备原理和方法;掌握无水操作技术,学习减压蒸馏技术
[教学重点] 实验原理,无水操作技术,减压蒸馏原理及操作技术
[教学难点] 制备钠珠,减压蒸馏技术
[教学方法] 陈述法,演示法,归纳法
[教学过程]
[讲述] 【实验目的】了解乙酰乙酸乙酯的制备原理和方法;掌握无水操作技术;学习减压蒸馏原理和操作技术。
[提问] 【实验原理】利用Claisen缩合反应,具有α-H的酯在醇钠作用下制得β-酮酸酯。
COOEt CH3COCH2COOEt+EtOH
2 CH
通常以酯及金属钠为原料,以过量的酯为溶剂,利用酯中微量的醇与金属钠反应来
生成醇钠,随着反应的进行,由于醇的不断生成,反应能不断进行下去,直至Na
耗尽。
[演示] 【实验装置图】
图1 反应装置
[讲述] 【实验步骤】
1. 钠珠的制备
【重要提示】
(1) 因金属钠非常活泼,极易与空气中的氧气和水汽发生反应,所以实验所用的仪器(包括:50 mL圆底烧瓶,回流冷凝管,量筒,干燥管等)必须提前烘干,二甲苯也必须事先干燥。
(2) 实验前准备一些辅助用具:橡皮塞,干毛巾,纱手套等
【操作】在50 mL圆底烧瓶中放入1 g光亮的钠和5 mL二甲苯,装上回流冷凝管加热回流[1a]至钠熔融成一亮白色的小球,停止加热[1b]。
稍冷后拆下烧瓶,用合适的橡皮塞塞紧瓶口,
包在干毛巾中用力振荡3~5次,即成小钠珠[1c]。
静置,冷却[1d]。
待冷却至室温后,倾去二甲苯[1e],即得新鲜钠珠。
2. 乙酰乙酸乙酯的制备
在新制备的钠珠中加入10 mL精制的乙酸乙酯[2],迅速装上带有无水氯化钙干燥管的回流冷凝管(装置如图1),反应立即开始[3],待反应缓和后,用小火加热,使反应体系保持微沸,直至金属钠全部作用完毕[4](约1.5小时)。
结束时体系为一红棕色透明溶液(可能夹带少量沉淀[5])。
反应液稍冷却,边振荡边加入8~12 mL 50%的醋酸至体系呈弱酸性(p H = 5~6)[6]。
将反应液转入分液漏斗中,加入等体积饱和食盐水,用力振荡后静置分层,分出有机层,水层用8 mL苯萃取,萃取液和酯层合并,用无水硫酸钠干燥。
之后水浴蒸去大部分苯和未作用的原料(装置如图2),后用小火再蒸至馏出液的温度升至95~100℃(或者温度计温度明显下降)时停止蒸馏。
将烧瓶内剩余液体进行减压蒸馏[7](装置如图3),收集馏分。
【实验流程图】
1 g Na + 5 mL 二甲苯
回流
振摇
冷却至室温
钠珠+10 mL 乙酸乙酯
1.5小时
乙酰乙酸乙酯钠盐
50%醋酸调pH = 5~6
有机层水层
8 mL苯萃取
(有机层)
减压蒸馏
残余物(弃去)乙酰乙酸乙酯
[讲述] 【注释】
[1] (a) 煤气灯用小火加热即可。
(b) 此时提醒学生要关火,稍冷却后停水,并且尽量保持实验桌面无水。
(c) 振荡最好离开桌面,将圆底烧瓶置于胸口之下。
钠珠要尽可能小,比表面增大后有利于反应的进行。
(d) 冷却需要一段时间,提醒学生不要去碰烧瓶,以免钠珠再次结块。
此时可以让学生准备干燥管。
(e) 二甲苯要倒入专门的回收瓶中,切勿倒进废液桶和水槽,以免有钠泄漏发生危险。
[2] 可先按照图1搭好反应装置,再从冷凝管口滴加乙酸乙酯,搭装置前要将存放钠珠的反应瓶的磨口擦干净,以免反应过程中发生磨口粘连。
[3] 反应若不立即开始,可用小火直接隔石棉网加热,促进反应开始后移去热源。
若反应过于剧烈,可用冷水稍作冷却。
[4] 若到最后仍有少量未反应的金属钠,可以慢慢滴加少量工业酒精将其破坏。
[5] 沉淀可能是部分析出的乙酰乙酸乙酯钠盐。
[6] 将乙酰乙酸乙酯钠盐全部转化成乙酰乙酸乙酯。
[7] 减压蒸馏技术:
【基本原理】
已知液体的沸点是指它的蒸气压等于外界大气压时的温度。
所以液体沸腾的温度是随外在压力的降低而降低的,因而用真空泵连接盛有液体的容器,使液体表面上的压力降低,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,减压蒸馏时物质的沸点与压力有关。
【装置说明】
图3 减压蒸馏装置
常用的减压蒸馏系统可分为蒸馏、抽气以及保护和测压装置三部分。
1. 蒸馏部分
这一部分与普通蒸馏相似,亦可分为三个组成部分。
(1)减压蒸馏瓶(克氏蒸馏瓶)有两个颈,其目的是为了避免减压蒸馏时瓶内液体由于沸腾而冲入冷凝管中,瓶的一颈中插入温度计,另一颈中插入一根距瓶底约1~2 mm的末端拉成细丝的毛细管。
毛细管的上端连有一段带螺旋夹的橡皮管,螺旋夹用以调节进入空气的量,使极少量的空气进入液体,呈微小气泡冒出,作为液体沸腾的气化中心,使蒸馏平稳进行,又起搅拌作用(减压蒸馏不加沸石)。
蒸馏样品的量应小于1/2烧瓶溶积。
(2)冷凝管和普通蒸馏相同,根据被蒸馏液的减压沸点选择的。
由于减压蒸馏时一般将馏出温度控制在50~100℃之间,所以多用直形冷凝管。
如果馏出温度在50℃以下,应选用双水内冷的冷凝管;若在140℃以上应选用空气冷凝管。
如果被蒸馏的是低熔点固体,则馏出温度可能甚高,此时可不用冷凝管而直接将多股尾接管套接在克氏蒸馏头的支管上。
(3)接液管(尾接管)和普通蒸馏不同的是,接液管上具有可供接抽气部分的小支管;蒸馏时,若要收集不同的馏分而又不中断蒸馏,则可用两尾或多尾接液管。
转动多尾接液管,就可使不同的馏分进入指定的接受器中。
2. 抽气部分
实验室通常用水泵或油泵进行减压。
水泵(水循环泵):所能达到的最低压力为1.33 kPa(10 mmHg)。
油泵: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0.133 Pa(0.001 mmHg)。
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,污染泵油并降低其真空度。
因此,使用时必须十分注意油泵的保护。
3. 保护和测压装置部分
为了保护油泵,必须在馏分接受器与油泵之间顺次安装冷阱和几个吸收塔。
冷阱中冷却剂的选择随需要而定。
吸收塔(干燥塔)通常设三个:第一个装无水CaCl2或硅胶,吸收水汽;第二个装粒状NaOH,吸酸性气体;第三个装切片石腊,吸烃类气体。
实验室通常利用水银压力计来测量减压系统的压力。
水银压力计又有开口式水银压力计、封闭式水银压力计之分。
(我们安装的是封闭式压力计。
)
安全瓶的活塞用来及时放气,调节系统压力的。
【操作要点及说明】
(1)被蒸馏液体中若含有低沸点物质时,通常先进行普通蒸馏,再进行水泵减压蒸馏,而油泵减压蒸馏应在水泵减压蒸馏后进行。
(2)装置停当后,先旋紧橡皮管上的螺旋夹,打开安全瓶上的二通活塞,使体系与大气相通,启动油泵(长时间未用的真空泵,启动前应先用手转动下皮带轮,能转动时再启动)抽气,逐渐关闭二通活塞至完全关闭,检查系统能否达到所要求的压力。
停止试压。
(3)加入样品,旋紧橡皮管上的螺旋夹,启动油泵抽气,逐渐关闭二通活塞,从压力计上观察体系内压力应能符合要求(根据沸点与压力关系);同时注意观察瓶内的鼓泡情况,调整毛细管导入的空气量,如发现鼓泡太剧烈,有冲料危险,立即将二通活塞旋开些。
(4)在系统充分抽空并达到压力后开始通冷凝水,(一般用油浴)加热,逐渐升温,一旦减压蒸馏开始,就应密切注意蒸馏情况,调整体系内压,经常记录压力和相应的沸点值,根据要求,收集不同馏分,蒸馏速度0.5~1 滴/秒。
(5)蒸馏完毕,移去热源,慢慢旋开螺旋夹(防止倒吸),并慢慢打开二通活塞,平衡内外压力,使测压计的水银柱慢慢地回复原状,(若打开得太快,水银柱很快上升,有冲破测压计的可能),然后关闭油泵和冷却水。
[提问] 【思考题】
1. 在怎样的情况下才用减压蒸馏?
答:沸点高的物质以及在普通蒸馏时还没达到沸点温度就已分解,氧化或聚合的物质才用减压蒸馏。
2. 使用油泵减压时,有哪些吸收和保护装置?其作用分别是什么?
答:油泵的结构较精密,工作条件要求较严,蒸馏时如有挥发性的有机溶剂、水、酸蒸气都会损坏泵和改变真空度。
所以要有吸收和保护装置。
主要有(1)冷阱:使低沸点(易挥发)物质冷凝下来不致进入真空泵;(2)无水CaCl2干燥塔:吸收水汽;(3)粒状氢氧化钠塔:吸收酸性气体;(4)切片石腊:吸收烃类物质。
3. 在进行减压蒸馏时,为什么必须用热浴加热,而不能用直接火加热?为什么进行减压蒸馏时须先抽气才能加热?
答:用热浴的好处是加热均匀,可防止暴沸,如果直接用火加热的话,情况正好相反。
因为系统内充满空气,加热后部分溶液气化,再抽气时,大量气体来不及冷凝和吸收,会直接进入真空泵,损坏泵改变真空度。
如先抽气再加热,可以避免或减少之。
4. 当减压蒸完所要的化合物后,应如何停止减压蒸馏?为什么?
答:蒸馏完毕移去热源,慢慢旋开螺旋夹,并慢慢打开二通活塞,(这样可以防止倒吸),平衡内外压力,使测压计的水银柱慢慢地回复原状(若放开得太快,水银柱很快上升,有冲破压力计的可能)然后关闭油泵和冷却水。
【作业】书P127 问题1,2,3。