－溴丁烷的制备
一、实验目的
学习由醇制备溴代烃的原理及方法。
练习回流及有害气体吸收装置的安装与操作。
进一步练习液体产品的纯化方法、洗涤、干燥、蒸馏等操作。
二、实验原理
卤代烃是一类重要的有机合成中间体。
由醇和氢卤酸反应制备卤代烷，
是卤代制备中的
一个重要方法， 正溴丁烷是通过正丁醇与氢溴酸制备而成的，
HBr 是一种极易挥发的无机酸，
无论是液体还是气体刺激性都很强。
因此，在本实验中采用 NaBr 与硫酸作用产生 HBr 的方法，
并在反应装置中加入气体吸收装置，将外逸的
HBr 气体吸收，以免造成对环境的污染。在反
应中，过量的硫酸还可以起到移动平衡的作用，通过产生更高浓度的
HBr 促使反应加速，还
可以将反应中生成的水质子化，阻止卤代烷通过水的亲核进攻返回到醇。
主反应
NaBr + H 2SO4
HBr + NaHSO4
C4H9OH + HBr
C4H9Br + H 2O
副反应
C4H9OH
H2SO4
C2H5CH CH2 + H2O
H2SO4
2 C4H9OH
C4H9OC4H9
+ H2O
HBr + H
2
SO
Br 2
+ SO2
+ H2O
4
醇类、醚类可与浓硫酸作用生佯盐溶于浓硫酸中，故用浓硫酸洗涤的目的是除录像机，
又佯盐遇水分解，必须用干燥漏斗进行此步洗涤（ 1）：
C4H9 OH + H2SO4
C4H9OH2 HSO4
C4H9OC4H9 + H2SO4
C4H9OC4H9 HSO4
H
三、实验药品及物理常数
药品名称
分子量
用量
熔点
沸点
比重
水溶解度
(mol )
(ml 、 g、mol)
(℃ )
(℃ )
20
(g/100ml)
(d4 )
正丁醇
74.12
11.2ml
-89.5
117.7
0.8098
7.9
1－溴丁烷
137.03
101.6
1.276
不溶于水
溴化钠
102.89
15g
747
1390
0.9005
微溶于水
浓硫酸
98
18ml
1.84
易溶于水
其它药品 10%碳酸钠溶液、无水氯化钙
四、实验装置图
回流冷凝装置
蒸馏装置
五、实验步骤
（1）在 100ml 圆底烧瓶中加入 15ml 水，然后加入 18ml 浓硫酸（分 3-4 次加），摇匀后，冷
却至室温，再加入 11.2ml 正丁醇，混合后加入 15g 溴化钠（小心加入，节不可在磨口处留有固体），充分振荡，加入几粒沸石，在烧瓶上装上球形冷凝管回流（因为球型冷凝管冷凝
面积大，各处截面积不同，冷凝物易回流下来） ，在冷凝管的上口用软管连接一个漏斗，置于盛水的烧杯中。
2）在石棉网上用小火加热回流半小时（在此过程中，要经常摇动） 。冷却后，改作蒸馏装置，在石棉网上加热蒸中所有的溴丁烷。
3）将馏出液小心地转入分液漏斗，用 10ml 水洗涤，小心地将粗品转入到另一干燥的分液漏斗中，用 5ml 浓硫酸洗涤。尽量分去硫酸层，有机层依次分别用水、饱和碳酸氢钠溶液和水各 10ml 洗涤。产物移入干燥的小三角烧瓶中，加入无水气温化钙干燥，间歇摇动，直至液体透明 。将干燥后的产物小心地转入到蒸馏烧瓶中。在石棉网上加热蒸馏，收集
99-103 度的馏分，产量约为 6-7g( 产率约为 52%)。
六、实验纯化过程与现象
混合物（馏液） （呈淡白色浑浊状）
（丁醇、溴丁烷、丁醚、水、溴化氢、溴）
上层
（理论：水、 HBr 、 Br2 ）
(实际：呈棕黄色，为有机层
5ml 浓硫酸
)
下层
（理论：丁烷、溴丁烷、丁醚）
(实际：呈淡白色，为无机层
)
上层
下层
(理论：溴丁烷
)
(理论：丁醇、丁醚、浓硫酸
)
（实际：呈淡黄色）
（实际：呈深黄色）
10ml 水
上层
（硫酸、水，呈淡黄色）
下层
（溴丁烷）
10ml
碳酸钠
上层
（理论：硫酸、水）
（实际：呈淡白色）
下层
（理论：溴丁烷）
（实际：呈纯白色浑浊）
无水氯化钙干燥
（水合氯化钙
滤渣
）
滤液
（溴丁烷、 无色透明）
蒸馏
正溴丁烷
产品产量： 4.2g 理论产量： 0.12*137=16.44 产率 4.2/16.44=25%
七、讨论
理论与实验现象不同的原因及解决措施
1、 馏出液分两层，通常下层为粗正溴丁烷，上层为水，若反应的正丁醇较多，或因蒸馏过久蒸出一些溴化氢恒沸物，则液层的相对密度发生变化，油层可能悬浮或变为上层，遇
此现象，可加清水稀释使油层下沉（ 2） .
3、 加料用浓硫酸洗涤粗产品时，一定要事先将油层与水层彻底分开，否则浓硫酸被稀释而
降低洗涤的效果。 如果粗蒸时蒸出的 HBr 洗涤前未分离除尽， 加入浓硫酸后就被氧化生
成 Br 2，而使油层和酸层都变为橙黄色或橙红色。在随后水洗时，可加入少量 NaHSO 3，
充分振摇而除去。
Br 2
+ 3 NaHSO 3
2 NaBr + NaHSO
4
+ 2SO2
+ H2O
4、加料时，不要让溴化钠粘附在液面以上的烧瓶壁上，加完物料后要充分摇匀，防止硫酸局部过浓，一加热就会产生氧化副反应，使产品颜色加深。
2 NaBr + 3 H 2SO4 Br 2 + SO2 + 2 H 2O + 2 NaHSO 4
扩展
5、若不用浓硫酸洗涤粗产物， 则在下一步蒸馏中， 正丁醇与 1-溴丁烷由于可形成共沸物 (b.p.
98.6 0C, 含正丁醇 13%)，难以除去，使产品中仍然含有正丁醇杂质。
6、本实验最后蒸馏收集 99－ 103℃的馏分，但是，由于干燥时间较短，水一般除不尽，因
此，水和产品形成的共沸物会在 99℃以前就被蒸出来，这称为前馏分，不能做为产品收集，要另用瓶接收，等到 99℃后，再用事先称重的干燥的锥形瓶接收产品。
7、粗产品用浓硫酸洗涤后，不直接用饱和碳酸氢钠洗涤而要用水洗，然后加饱和碳酸氢钠
洗涤的原因：因为刚用浓硫酸洗过的产品还含有不少浓硫酸 (包括漏斗壁 )，若直接用饱和碳酸氢钠中和，则由于酸的量太多，酸碱中和产生大量的热，同时有大量的二氧化碳产生，极
易在洗涤时溅出甚至冲出液体， 不易操作， 也造成产品的损失。
为了使该中和反应不致于这么剧烈，故在加饱和碳酸氢钠之前，用水洗涤产品及其漏斗壁上的大部分浓硫酸。
- 下载文档
- 收藏
- 0
推荐访问:实验报告 丁烷 制备 完整版 (完整版)有机化学实验报告--1-溴丁烷制备