乙酰乙酸乙酯的制备
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乙酰乙酸乙酯的制备
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2020/6/9
化学实验中心 2019
主要内容
实验目的 实验原理 实验装置 实验试剂 实验步骤 实验结果 实验思考题
2020/6/9
实验目的
➢ 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。
2020/6/9
实验原理
2020/6/9
酸 化 ：加50%醋酸，至反应液呈弱酸 性（固体溶完）。
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。
干 燥 ：分出乙酰乙酸乙酯层，用无水 硫酸钠干燥。
蒸馏：水浴蒸去乙酸乙酯，剩余物移至 25mL克氏蒸馏瓶，减压蒸馏，收集馏分。
2020/6/9
减压蒸馏
减压蒸馏是分离和提纯有机化合物的常 用方法之一。它特别适用于那些在常压蒸馏 时未达沸点即已受热分解、氧化或聚合的物 质。
2020/6/9
实验装置
2020/6/9
实验步骤
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25ml二甲苯）， 加热熔之。塞住瓶口振摇使之成为钠珠。回 收二甲苯。
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）。
➢ 蒸馏前要预先读当时的大气压力，将大气压力 减去气压计读数，即是蒸馏瓶内的压力。
➢ 停止减压蒸馏（无论水泵，油泵）时必须先将 体系内压力与大气压平衡后再关抽气泵。
➢ 由于油泵数量有限，最后的减压蒸馏几位同学 合并产品一齐进行。
2020/6/9
2020/6/9
实验注意事项
➢ 本实验为无水操作，在加入醋酸前反应 体系应绝对无水。
2020/6/9
反应机理：
C2H5O- + H CH2COOC2H5
-CH2COOC2H5 + C2H5OH
O
O-
CH3 C OC2H5 + -CH2COOC2H5
CH3 C CH2COOC2H5
OC2H5
OCH3 C CH2COOC2H5
O
O
CH3 C CH2 C OC2H5 + C2H5O-
OC2H5
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。
2 C H 3 C O O C 2 H 5i .i C i .2 H H 3 5 O O + N aC H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 5 + C 2 H 5 O H
2020/6/9
实验结果
乙酰乙酸乙酯：无色液体，沸点90-93℃ /40mmHg，产量5-7g，折光率nD20 1.4170 。
2020/6/9
实验思考题
➢ 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？
液体的沸点是指它的蒸气压等于外界压 力时的温度，因此液体的沸点是随外界压力 的变化而变化的，如果借助于真空泵降低系 统内压力，就可以降低液体的沸点，这便是 减压蒸馏操作的理论依据。
2020/6/9
减压蒸馏装置
2020/6/9
实验室通常用水泵或油泵进行减压。 水泵：系用玻璃或金属制成，其效能与其构造、水压及 水温有关。水泵所能达到的最低压力为当时室温下的水蒸气 压。例如在水温为 6-8 ℃时，水蒸气压为 0.93-1.07kPa ；在 夏天，若水温为 30 ℃，则水蒸气压为 4.2kPa 左右。 现在一般用循环水泵代替简单水泵，在使用时比油泵更 加方便、实用和简单。 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。
➢ 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？
2020/6/9
Thank you very much!
2020/6/9
2020/6/9
减压蒸馏操作步骤
➢ 当被蒸馏物中含有低沸点的物质时，应先进行 普通蒸馏，然后用水泵减压蒸去低沸点物质， 最后再用油泵减压蒸馏。
➢ 在蒸馏瓶中，放置待蒸馏的液体及磁力搅拌子， 装好仪器，打开安全瓶上的二通活塞 ，然后开 泵抽气。
➢ 逐渐关闭安全瓶活塞，从压力计上观察系统所 能达到的真空度。
O
O
O
O
CH3 C CH2 C OC2H5 + C2H5O-
CH3 C CH C OC2H5 + C2H5OH
O
O
H+ CH3 C CH2 C OC2H5
2020/6/9
实验试剂
金属钠，2.5 g 二甲苯（预先干燥），25 mL 乙酸乙酯（预先干燥），27.5 mL 50%醋酸，10mL 饱和食盐水 无水硫酸钠
➢ 若钠不慎与水接触而着火，切勿倒水槽， 应用干毛巾遮挡灭火，严重则使用灭火 器。
➢ 振摇制备钠沙时可先不通冷凝水，振摇 要有力，否则难制备钠沙。
➢ 反应完毕后得到的橘红色透明液体中可 能有黄色固体，即为去水乙酸。
➢ 向反应体系中加入乙酸时要注意若瓶内 仍有钠存在，开始几滴必须小心从冷凝 管上方加入，可能有火苗出现，无大碍， 之后便可较快加入。
➢ 开启冷凝水，选用合适的热浴加热蒸馏。 ➢ 经常注意蒸馏情况和记录压力、沸点等数据。 ➢ 蒸馏完毕时，应关闭热源，撤去热浴，待稍冷
后缓缓解除真空，使系统内外压力平衡后，方 可关闭油泵。否则，由于系统中的压力较低， 油泵中的油就有吸入干燥塔的可能。
2020/6/9
减压蒸馏注意事项
➢ 我们用电磁搅拌代替毛细管产生气泡以防止暴 沸，不过在蒸馏过程中由于压力骤降或是还存 在低沸点物质的原因，仍很可能产生暴沸。因 此在逐渐关闭安全瓶活塞时，应密切注意蒸馏 瓶内情况，一旦有暴沸倾向，应立即适度打开 安全瓶活塞，消除暴沸。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2020/6/9
化学实验中心 2019
主要内容
实验目的 实验原理 实验装置 实验试剂 实验步骤 实验结果 实验思考题
2020/6/9
实验目的
➢ 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。
2020/6/9
实验原理
2020/6/9
酸 化 ：加50%醋酸，至反应液呈弱酸 性（固体溶完）。
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。
干 燥 ：分出乙酰乙酸乙酯层，用无水 硫酸钠干燥。
蒸馏：水浴蒸去乙酸乙酯，剩余物移至 25mL克氏蒸馏瓶，减压蒸馏，收集馏分。
2020/6/9
减压蒸馏
减压蒸馏是分离和提纯有机化合物的常 用方法之一。它特别适用于那些在常压蒸馏 时未达沸点即已受热分解、氧化或聚合的物 质。
2020/6/9
实验装置
2020/6/9
实验步骤
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25ml二甲苯）， 加热熔之。塞住瓶口振摇使之成为钠珠。回 收二甲苯。
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）。
➢ 蒸馏前要预先读当时的大气压力，将大气压力 减去气压计读数，即是蒸馏瓶内的压力。
➢ 停止减压蒸馏（无论水泵，油泵）时必须先将 体系内压力与大气压平衡后再关抽气泵。
➢ 由于油泵数量有限，最后的减压蒸馏几位同学 合并产品一齐进行。
2020/6/9
2020/6/9
实验注意事项
➢ 本实验为无水操作，在加入醋酸前反应 体系应绝对无水。
2020/6/9
反应机理：
C2H5O- + H CH2COOC2H5
-CH2COOC2H5 + C2H5OH
O
O-
CH3 C OC2H5 + -CH2COOC2H5
CH3 C CH2COOC2H5
OC2H5
OCH3 C CH2COOC2H5
O
O
CH3 C CH2 C OC2H5 + C2H5O-
OC2H5
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。
2 C H 3 C O O C 2 H 5i .i C i .2 H H 3 5 O O + N aC H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 5 + C 2 H 5 O H
2020/6/9
实验结果
乙酰乙酸乙酯：无色液体，沸点90-93℃ /40mmHg，产量5-7g，折光率nD20 1.4170 。
2020/6/9
实验思考题
➢ 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？
液体的沸点是指它的蒸气压等于外界压 力时的温度，因此液体的沸点是随外界压力 的变化而变化的，如果借助于真空泵降低系 统内压力，就可以降低液体的沸点，这便是 减压蒸馏操作的理论依据。
2020/6/9
减压蒸馏装置
2020/6/9
实验室通常用水泵或油泵进行减压。 水泵：系用玻璃或金属制成，其效能与其构造、水压及 水温有关。水泵所能达到的最低压力为当时室温下的水蒸气 压。例如在水温为 6-8 ℃时，水蒸气压为 0.93-1.07kPa ；在 夏天，若水温为 30 ℃，则水蒸气压为 4.2kPa 左右。 现在一般用循环水泵代替简单水泵，在使用时比油泵更 加方便、实用和简单。 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。
➢ 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？
2020/6/9
Thank you very much!
2020/6/9
2020/6/9
减压蒸馏操作步骤
➢ 当被蒸馏物中含有低沸点的物质时，应先进行 普通蒸馏，然后用水泵减压蒸去低沸点物质， 最后再用油泵减压蒸馏。
➢ 在蒸馏瓶中，放置待蒸馏的液体及磁力搅拌子， 装好仪器，打开安全瓶上的二通活塞 ，然后开 泵抽气。
➢ 逐渐关闭安全瓶活塞，从压力计上观察系统所 能达到的真空度。
O
O
O
O
CH3 C CH2 C OC2H5 + C2H5O-
CH3 C CH C OC2H5 + C2H5OH
O
O
H+ CH3 C CH2 C OC2H5
2020/6/9
实验试剂
金属钠，2.5 g 二甲苯（预先干燥），25 mL 乙酸乙酯（预先干燥），27.5 mL 50%醋酸，10mL 饱和食盐水 无水硫酸钠
➢ 若钠不慎与水接触而着火，切勿倒水槽， 应用干毛巾遮挡灭火，严重则使用灭火 器。
➢ 振摇制备钠沙时可先不通冷凝水，振摇 要有力，否则难制备钠沙。
➢ 反应完毕后得到的橘红色透明液体中可 能有黄色固体，即为去水乙酸。
➢ 向反应体系中加入乙酸时要注意若瓶内 仍有钠存在，开始几滴必须小心从冷凝 管上方加入，可能有火苗出现，无大碍， 之后便可较快加入。
➢ 开启冷凝水，选用合适的热浴加热蒸馏。 ➢ 经常注意蒸馏情况和记录压力、沸点等数据。 ➢ 蒸馏完毕时，应关闭热源，撤去热浴，待稍冷
后缓缓解除真空，使系统内外压力平衡后，方 可关闭油泵。否则，由于系统中的压力较低， 油泵中的油就有吸入干燥塔的可能。
2020/6/9
减压蒸馏注意事项
➢ 我们用电磁搅拌代替毛细管产生气泡以防止暴 沸，不过在蒸馏过程中由于压力骤降或是还存 在低沸点物质的原因，仍很可能产生暴沸。因 此在逐渐关闭安全瓶活塞时，应密切注意蒸馏 瓶内情况，一旦有暴沸倾向，应立即适度打开 安全瓶活塞，消除暴沸。