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有机化学实验课件:1环己烯的制备

②一般采用小半径高电荷的阳离子盐。阳离子 半径越小,电荷越高,溶剂化作用越强;
③盐析剂不应有副作用,其加入量应适当,过 多则会使杂质也转入有机相;
④阴离子尽可能具有同离子效应。
4、萃取溶剂和萃取剂的选择
分配系数:大,萃取率的决定因素 两相互溶程度:很小或不混溶 选择性:对不同溶质溶解度不同 化学稳定性:不发生不利的化学反应 密度:影响分层和乳化 界面张力:过大不利于分散混合,小则易乳化-碱 黏度:小,利于分子在两相间的扩散平衡和分层 沸点:低,便于回收 其他:价格低,毒性较小,安全环保,便于操作
共沸混合物1 10% 共沸混合物2 共沸混合物3 69.5% 共沸混合物4
20% 30.5%
90% 80%
70.8℃ 97.8℃ 64.9℃
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3、分离纯化工艺条件的设计
反应后混合物的组成:环己烯、环己醇、 水、酸等 寻找各物质间的主要差别选择纯化方法
分离纯化1 — 萃取1,饱和食盐水 分离纯化2 — 萃取2,10%碳酸钠 分离纯化3 —干燥,氯化钙 分离纯化4 — 蒸馏精制(82—84℃)
3、影响萃取的主要因素
萃取溶剂和萃取剂: pH值:碱性萃取溶液易产生乳化现象 温度: 被萃取溶液的浓度: 盐析作用:
使 K /D值变大 减少两相间的互溶,克服乳化 使萃余液相比重增大,有助于两相分层,克服 乳化
• 使用盐析剂应注意以下问题
使用盐析剂的注意事项:
①尽量用高浓度或近饱和盐溶液,若用饱和溶 液,会析出晶体而影响萃取操作;
(
100- E 100
1
)
萃取n次后,水相中剩余的M量Wn为:
WnБайду номын сангаас
W0 (
VW DVO VW
)n
W0
(
100- E1 100
)n
结论:
每次都用一定量的萃取剂,萃取次数越多, 萃取率越高(但会因消耗大量萃取剂反而 不利);
一定量萃取剂,分多次萃取比一次萃取萃 取率高(但首次萃取用量常多些); Vo/Vw相比过大,萃取率低且后处理不利, 实际操作时总相比一般为1︰1~2
2、反应条件的设计(1)
针对主反应:
脱水催化剂:浓硫酸,磷酸等 可逆:将生成物分离出反应体系→蒸馏技术
→分馏 加热温度:利于脱水,利于分馏
针对副反应:
醇、烯烃的氧化:避氧化性强酸,控温 脱水成醚:控温 β-消除不同取向的副产物和重排产物:原料 醇的选择,及时分离产物
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反应条件的设计(2)
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(一)萃取(Extraction)
广泛应用于化学化工、医药 卫生、生物、农业、环境等 众多领域。
1、萃取定义和类别
萃取是使利用物质在两种不相混溶的相态中溶 解行为的差异使其从一种相态转移到另一种相 态而实现分离纯化的一种实验技术和方法。 萃取是如何实现均相到非均相转变的?
萃取类别:
溶剂萃取法(Solvent Extraction) 超临界流体萃取法 微波协助萃取法 固相萃取等
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1、溶剂萃取
溶剂萃取的基本过程是将物质从其原来的存在 相态中(液态、固态或气态)转移到指定的萃 取溶剂相态中的过程。
深入了解溶剂萃取过程的关键:
(1)水相或有机相中的化学作用; (3)可萃取物质在两相中的分配平衡作用。
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4、产品检验与鉴定
外观: 测沸点:82.98℃
测折光率:n20D1.4465
性质试验: 红外光谱:× 核磁共振H谱:×
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实验设计流程图
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二、本实验所需技术与方法
蒸馏技术——常压分馏,常压蒸馏 萃取技术——液液萃取 干燥技术——有机物的化学干燥 鉴别技术——沸点、折光率测定
实验题目:环己烯的制备
实验目的:
有机化学理论
1. 醇、烯的化学性质 2. 烯烃的制备方法,醇脱水成烯的反应历程和特点。
实验技术与方法
3. 液液萃取、蒸馏、分馏、干燥等实验技术。 科学实验的基本能力和素质
4. 实验设计与分析的能力,实验观察与记录的能力、实 验总结与概括分析的能力、文献检索与整理的能力、 科技写作的能力,养成良好的实验习惯,科学思想和 科学精神。
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一、实验原理与设计
1、合成路线的设计:
烯烃制备:工业—石油裂解和催化脱氢;实验室— 醇脱水成烯, 醇脱水成烯的反应历程和特点:
酸催化脱水,E1历程,主要产物一般遵照Saytzef f规则,叔醇>仲醇>伯醇;有重排 可逆,强酸,加热
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醇消除重排中的双键位移
D [ΣM]O [ΣM]W
分配比D是两相萃取条件的函数,萃取条件一 定时为一定值。萃取条件变,D值也发生变化
(3)萃取分离的评价参数 分离系数(Separation Coefficient,β)
DM1
DM 2
β≈1:二者分离困难
β >>1:M1易被有机溶剂相萃
取,M2留在水相中,可分离
β <<1:M2易被有机溶剂相萃
环己烯制备的具体反应条件
装置:常压分馏 投料:10g环己醇 + 5mL磷 酸 + 沸石几粒
温度:初期缓慢,监控分馏 温度— 接收85℃以下馏分, 柱顶温度不超过90 ℃。
结束:指定85 ℃时无馏液溜 出,或反应瓶内有白色烟雾
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设定依据
组分
环己烯 环己醇 水 共沸点
沸点
82.98℃ 161.10℃ 100℃
E 与分配比、相比相关
关键:萃取剂选择和用量
萃取率与萃取次数、萃取剂用量的关系:
一次萃取的萃取率决定于分配比和相比,但萃 取次数会影响总的萃取率。
假设:每次用SmL有机萃取剂萃取溶解在VW m L水中的初始含量为WO g溶质M。
萃取一次后,水相剩余M量W1为:
W1
W0 (
VW DVO VW
)
W0
2、萃取的基本原理:
组分在两相之间的溶解平 衡关系是萃取过程的热力 学基础,它决定萃取过程 的方向
(1)分配定律: 1891年 Nernst提出理想溶液的分配 规律
[M]O K [M]W
☞分配曲线常常并非直线, 原因—组分在两相的存在 形式可能不同。
(2)分配比(distribution ratio,D):表示被 萃取物质M在有机相中总浓度与在水相中总浓 度的比值。体积一定时即为质量比值:
取,M1留在水相中,两种物质 可分离
(3)萃取分离的评价参数
萃取率(percentage extraction,E):指萃入 萃取溶剂相的物质总量占两相中物质总量的百 分比,表示萃取的完全程度。分配比愈大,萃 取率愈高。
E=
[M ]OVO
100%
[M ]WVW [M ]OVO
= D ×100% VW D VO
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