乙酸正丁酯的制备

2CH 3CH 2CH 2CH 2

3CH 2CH 2CH 2OCH 2CH 2CH 2CH 3 + H 2O CH 3COOH + CH

3CH 2CH 2CH 23COOCH 2CH 2CH 2CH 3 + H 2O

CH 3CH 2

CH 2CH 23CH 2CH=CH + H 2O 实验六 乙酸正丁酯的制备

一、实验目的

1、认识酯化反应原理，掌握乙酸正丁酯的制备方法。

2、掌握共沸蒸馏分水法的原理和分水器（油水分离器）的使用。

3、学习有机物折光率的测定方法。 二、实验原理

酸与醇反应制备酯，是一类典型的可逆反应：

主反应：

副反应：

利用可逆平衡反应制备有机化合物，提高产物的产率通常有两种方法：

1、使某一种反应物过量，平衡向产物方向移动。 选择哪一种反应物过量，应考虑以下三个因素：

〈1〉 应考虑反应物的价格

〈2〉 是否有利于产物的分离纯化 〈3〉 是否容易回收再利用

2、及时将反应过程中的产物之一或全部分出反应体系，如移走某一产物（蒸出产物或水）

3、使用特殊催化剂 ，如用浓硫酸作催化剂加快反应速度

用酸与醇直接制备酯，在实验室中有三种方法。

第一种是共沸蒸馏分水法，生成的酯和水以沸臃物的形式蒸出来，冷凝后通过分水器分出水，油层回到反应器中。

第二种是提取酯化法，加入溶剂，使反应物、生成的酯溶于溶剂中，和水层分开。 第三种是直接回流法，一种反应物过量，直接回流。

制备乙酸正丁配用共沸蒸馏分水法较好。为了将反应物中生成的水除去，利用酯、酸和水形成二元或三元恒沸物，采取共沸蒸馏分水法。使生成的酯和水以共沸物形式逸出，冷凝后通过分水器分出水层，油层则回到反应器中。 三、物理常数

纯乙酸正丁酯是无色液体，沸点126.5℃，折射率1.3951。

混合物

（乙酸、乙酸丁酯、水、硫酸）

加10ml 水

上层下层

（硫酸）（乙酸、乙酸丁酯）

饱和Na2CO3溶液中和

下层

上层

（乙酸丁酯）（乙酸钠溶液）

加10ml水

上层下层

（Na2CO3溶液）

（乙酸丁酯）

①加无水MgSO4干燥

②过滤

滤渣（水合MgSO4）滤液(乙酸丁酯）

蒸馏

馏液（纯乙酸正丁酯）

2、主要反应物、产物的物理常数

化合物分子量密度熔点沸点溶解度

乙酸60.15 1.0492 16.6 117.9 任意混溶

正丁醇74.12 0.8098 -89.53 117.25 7.920

乙酸正丁酯116.16 0.8825 -77.9 126.5 0.7

纯乙酸正丁酯是无色液体，沸点126.5℃，折射率1.3951。

四、实验仪器与试剂

仪器蒸馏装置玻璃磨口仪器、球形冷凝管、分水器、圆底烧瓶（50ml）、温度计（150℃）、锥形瓶（50ml）、烧杯（400ml）、电热套、分液漏斗、量筒（10ml、50ml）、电热套、铁架台、铁夹及十字头、铁圈、橡胶水管、天平

试剂正丁醇(11.5ml)、冰醋酸（7.2ml）、浓硫酸、10%碳酸钠溶液、无水硫酸镁、冰块、沸石、甘油、pH试纸

五、实验装置与流程

六、实验步骤

1、50 mL圆底烧瓶中，加11.5 mL (0.125 mol) 正丁醇, 7.2 mL冰醋酸(0.125 mol) 和

3～4d浓H

2SO

4

（催化反应）, 混匀，加2颗沸石。

2、接上回流冷凝管和分水器。在分水器中预先加少量水至略低于支管口（约为1～2 cm）,目的：使上层酯中的醇回流回烧瓶中继续参与反应，用笔作记号并加热至回流，不需要控制温度，控制回流速度1～2d/s。

3、反应一段时间后，把水分出并保持分水器中水层液面在原来的高度。

4、大约40 min后，不再有水生成 (即液面不再上升)，即表示完成反应。

5、停止加热，记录分出的水量。

6、将分水器分出的酯层和反应液一起到入分液漏斗中，用10 mL水洗涤，并除去下层水层（除去乙酸及少量的正丁醇）；有机相继续用10 mL 10%Na2CO3 洗涤至中性（除去硫酸）；上层有机相再用10 mL 的水洗涤除去溶于酯中的少量无机盐，最后将有机层到入小锥形瓶中，用无水可硫酸镁干燥。

7、蒸馏：将干燥后的乙酸正丁酯滤入50 mL 烧瓶中，常压蒸馏，收集124-126 ℃的馏分。

8、折光率的测定

9、计算产率。

七、基本操作

1、回流分水反应装置，及时分出反应生成的水，缩短了整个实验时间。本实验体系中有正丁醇—水共沸物，共沸点93℃；乙酸正丁酯—水共拂物，共沸点90.7℃，在反应进行的不同阶段，利用不同的共沸物可把水带出体系，经冷凝分出水后，醇、酯再回到反应体系。为了使醇能及时回到反应体系中参加反应，在反应开始前，在分水器中应先加入计量过的水，使水面稍低于分水器回流支管的下沿，当有回流冷凝液时，水面上仅有很浅一层油层存在。在操作过程中，不断放出生成的水，保持油层厚度不变。或在在分水器中预先加水至支口，放出反应所生成理论量的水（用小量筒量）。洗涤操作时，正溴丁烷有时在上层，有时在下层。根据相对密度数据判断产物在上层还是在下层。

2、洗涤操作（分液漏斗的使用）：

(1)洗涤前首先检查分液漏斗旋塞的严密性。

(2)洗涤时要做到充分轻振荡，切忌用力过猛，振荡时间过长，否则将形成乳浊液，难以分层，给分离带来困难。一旦形成乳浊液，可加入少量食盐等电解质或水，使之分层。

(3)振荡后，注意及时打开旋塞，放出气体，以使内外压力平衡。放气时要使分液漏斗的尾管朝上，切忌尾管朝人。

(4)振荡结束后，静置分层；分离液层时，下层经旋塞放出，上层从上口倒出。

3、蒸馏，所用的仪器是干燥的，使乙酸正丁酯充分干燥，从而提高产品质量。

八、注意事项

1、冰醋酸在低温时凝结成冰状固体（熔点16.6℃）。取用时可温水浴加热使其熔化后量取。注意不要触及皮肤，防止烫伤。

2、在加入反应物之前，仪器必须干燥。（为什么？）

3、浓硫酸起催化剂作用，只需少量即可。也可用固体超强酸作催化剂。

4、当酯化反应进行到一定程度时，可连续蒸出乙酸正丁酯，正丁醇和水的三元共沸物（恒沸点90.7℃），其回流液组成为：上层三者分别为86％、11％、3％，下层为19％、