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实验 67 2- 甲基 -2- 己醇的制备及表征. 67.1 实验目的 ( 1 )了解 Grignard 试剂制备方法及其在有机合成中的 应用。 ( 2 )掌握制备格氏试剂的基本操作。 ( 3 )学习电动搅拌机的安装和使用方法。 ( 4 )巩固回流、萃取、蒸馏等操作技能。. 反应式:. 本实验包括回流、蒸馏、机械搅拌、滴液漏斗的使用等基本操作。. 67.2 实验原理 卤代烷烃与金属镁在无水乙醚中反应生成烃基卤化镁 RMgX ,称为 Grignard 试剂。 G 试剂能与羰基化合物等发生亲核加成反应,产物经水解后可得到醇类化合物。 - PowerPoint PPT Presentation
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大学通用化学实验技术
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甲基-2
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己醇的制备及
表征
实验 67 2-甲基 -2-己醇的制备及表征
67.1 实验目的( 1 )了解 Grignard试剂制备方法及其在有机合成中的 应用。( 2 )掌握制备格氏试剂的基本操作。( 3 )学习电动搅拌机的安装和使用方法。( 4 )巩固回流、萃取、蒸馏等操作技能。
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反应式:
本实验包括回流、蒸馏、机械搅拌、滴液漏斗的使用等基本操作。
n-C4H9Br + Mg 无水乙醚 n-C4H9MgBr
n-C4H9MgBr + CH3COCH3无水乙醚 n-C4H9C(CH3)2
OMgBr
n-C4H9C(CH3)2 + H2O
OMgBrH n-C4H9C(CH3)2
OH
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67.2 实验原理 卤代烷烃与金属镁在无水乙醚中反应生成烃基卤化镁 RMgX,称为 Grignard试剂。 G 试剂能与羰基化合物等发生亲核加成反应,产物经水解后可得到醇类化合物。 本实验以 1-溴丁烷为原料、乙醚为溶剂制备Grignard试剂,而后再与丙酮发生加成、水解反应,制备 2-甲基 -2-己醇。反应必须在无水、无氧、无活泼氢条件下进行,因为水、氧或其它活泼氢的存在都会破坏 Grignard试剂。
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正丁基溴化镁的合成装置:
滴加回流
机械搅拌
吸水
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67.3 操作流程1.正丁基溴化镁合成
250mL三口烧
瓶
恒压滴液漏斗
热水浴上回流20min ,使镁条作用完全
保证反应平稳
① 13.5mL 正溴丁烷② 15mL 无水乙醚
①3.1gMg 条② 15mL 无水乙醚③ 一小粒碘片
搅拌、回流
正丁基溴化镁粗产品( Grignard 试
剂)
由冷凝管上端加入
25mL 无水乙醚
滴 加 5mL 混 合液
滴正溴丁烷-无水乙醚
混合余液
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2. 2- 甲基 -2- 己醇合成
Grignard 试剂
冰水浴中冷却、搅拌
冷却倒入分液漏斗,静置,分层
控速,继续搅拌 15min(r.t)
滴加 10mL 丙酮和 15mL 无水乙醚的混合液
白色粘稠状固体生成
合并醚层
分批滴加 100mL
10% 硫酸溶液
水层
萃取两次,25mL 乙醚
/ 次
2- 甲基 -2-己醇粗品
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锥形瓶
有机层
干燥
3. 纯化处理
等体积馏出液、水
蒸馏,收集137 ~ 141℃
馏分
1 ~ 2g 无水碳酸钾
振摇静置分层
30mL5% 碳酸钠溶液洗涤
一次
2- 甲基 -2- 己醇的乙醚溶液(粗
品)
采用低沸点易燃物的蒸馏装置,在温
水浴上蒸去乙醚
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萃取、洗涤
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产物 (137 ~ 141℃ 馏份 )
蒸馏
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67.4 注意事项 ( 1 )镁屑不宜长期放存。长期放存的镁屑,需用 5%的盐酸溶液浸泡数分钟,抽滤后,依次用水、乙醇、乙醚洗涤,干燥。 ( 2 )本实验采用简易密封。也可用磁力搅拌替代电动搅拌。 ( 3 )本实验所用仪器、药品必须充分干燥。 1-溴丁烷用无水 CaCl2 干燥并蒸馏纯化,丙酮用无水 K2CO3 干燥并蒸
馏纯化。仪器与空气连接处必须装 CaCl2 干燥管。
( 4 )注意控制加料速度和反应温度。 ( 5 )使用和蒸馏低沸点物质乙醚时,要远离火源,防止外泄,注意安全。
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67.5 问题讨论 ( 1 )实验中,将 Grignard 试剂与加成物反应水解前各步中,为什么使用的药品、仪器均需绝对干燥?应采取什么措施? ( 2 )反应若不能立即开始,应采取什么措施? ( 3 )实验中有哪些可能的副反应?应如何避免? ( 4 )由 Grignard 试剂与羰基化合物反应制备 2-甲基 -2- 己醇 ,还可采用何种原料?写出反应式。
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67.6 参考答案 ( 1 )实验中,将 Grignard 试剂与加成物反应水解前各步中,为什么使用的药品、仪器均需绝对干燥?应采取什么措施? 答:由于格氏试剂化学性质活泼,反应体系应避免有水、氧气和二氧化碳的存在,因此实验前所用的仪器应全部干燥,试剂要经过严格无水处理。 进行实验时,装置的安装及试剂的量取动作都应快捷,迅速,并注意防湿气侵入!乙醚必须事先经无水处理;正溴丁烷事先用无水氯化钙干燥并蒸馏纯化;丙酮用无水碳酸钾干燥,亦经蒸馏纯化。反应过程中冷凝管上必须装带有氯化钙的干燥管。
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( 2 )反应若不能立即开始,应采取什么措施? 答:反应是否引发可从以下现象判断: 反应液是否由澄清变混浊,是否有白色沉淀物产生。 引发的措施有: ( 1 )加热,但温度不能太高,保持有微小气泡缓慢产生即可。 ( 2 )加碘,芝麻粒大小即可。 ( 3 )加入少许格氏试剂。 若 5分钟反应仍不开始,可用温水浴,或在加热前加入一小粒碘引发。 若开始时正溴丁烷局部浓度较大,易于发生反应,故搅拌应在反应开始后进行,必须等反应引发后才能搅拌和滴加混合液!反应结束时,可能有镁条未反应完全,但对后续实验操作没有影响。
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( 3 )实验中有哪些可能的副反应?应如何避免? 答:
RMgX + H2O → RH + Mg(OH)X
2 RMgX + O2 → 2ROMgX
RMgX + R′ OH → RH + R′ OMgX
RMgX + RX → R-R + MgX2 ( 偶联反应)
RMgX + CO2 → RCO2MgX
由于格氏试剂化学性质活泼,反应体系应避免有水、氧气和二氧化碳的存在,因此实验前所用的仪器应全部干燥,试剂要经过严格无水处理。
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( 4 )由 Grignard 试剂与羰基化合物反应制备 2-甲基 -2- 己醇 ,还可采用何种原料?写出反应式。 答:
O
CH3MgBr
OH
O
OMeCH3MgBr
OH
H3O+
H3O+
+
+ 2
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