-溴丁烷的制备————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ1－溴丁烷的制备一、实验目的1. 学习用溴化钠，浓硫酸和正丁醇制备１-溴丁烷的原理和方法 ２.练习带有吸收有害气体装置的回流加热操作。

3.进一步掌握分液漏斗的使用和熟悉液体产品的纯化方法 -－－－----洗涤、干燥、蒸馏等操作。

二、实验原理1、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。

主反应:NaBr + H2SO4HBr + NaHSO4−−→49492n-C H OH + HBrn-C H Br+ H O可能的副反应:492C H OH C2H5CH=CH2+ H O −−−→24浓H SO 49494922C H OH C H OC H + H O −−−→24浓H SO242222HBr +H SO Br + SO + H O −−→本反应是可逆反应。

ＨB ｒ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，实验中采用NaBr 与硫酸作用产生HBr 的方法，使H Ｂr 边生成边参与反应，这样可提高H Ｂr 的利用率。

但是由于HBr 有毒害且HB ｒ 气体难以冷凝，所以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,过量的硫酸起到移动平衡的作用的同时还起到催化脱水作用，并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。

为防止反应物正丁醇及产物1－溴丁烷逸出反应体系，反应采用了回流装置(此反应较慢，需要在较高的温度下、长时间反应，而玻璃反应装置可达到的最高反应温度是回流温度，所以采用回流反应装置)。

回流后再进行粗蒸馏，一方面使生成的产品１-溴丁烷分离出来,便于后面的分离提纯操作;另一方面,粗蒸过程可进一步使醇与HBr 的反应趋于完全。

粗产品中含有未反应的醇和副反应生成的醚,用浓Ｈ2ＳO4洗涤可将它们除去。

因为二者能与浓H2SO4形成佯盐：如果1－溴丁烷中含有正丁醇,蒸馏时会形成沸点较低的前馏分（１－溴丁烷和正丁醇的共沸混合物沸点为９8．６℃,含１-溴丁烷87%，正丁醇13％）,而导致精制品产率降低。

2、１-溴丁烷( 1-bｒｏmｏbutaｎe；butyl bromidｅ）·分子式：C4H９Br ·外观与性状：无色或乳白色液体·溶解性: 不溶于水,溶于乙醇、乙醚·主要用途: 用作烷化剂、溶剂、稀有元素萃取剂和用于有机合成·危险标记：7(中闪点易燃液体)，易燃，遇明火、高热易引起燃烧,并放出有毒气体。

受高热分解产生有毒的溴化物气体。

·健康危害：吸入本品蒸气可引起咳嗽、胸痛和呼吸困难。

高浓度时有麻醉作用，引起神志障碍。

眼和皮肤接触可致灼伤。

·灭火方法：尽可能将容器从火场移至空旷处。

时节水保持火场容器冷却，直至灭火结束。

处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音,必须马上撤离。

灭火剂：雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。

用水灭火无效。

·急救措施：1）皮肤接触:立即脱去被污染的衣着，用大量流动清水冲洗,至少1５分钟。

就医。

2)眼睛接触：立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少1５分钟。

就医。

3)吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。

保持呼吸道通畅。

如呼吸困难,给输氧。

如呼吸停止，立即进行人工呼吸。

就医。

4)食入:误服者用水漱口，给饮牛奶或蛋清。

就医。

3、醚醚是两个烃基通过氧原子连接起来的化合物。

醚结构中与氧原子相连的两个烃基相同的称为单醚，两个烃基不同的称为混醚。

两个烃基中有一个或两个是芳香烃基的为芳香醚(aro ｍaｔic ｅther）。

氧原子与碳原子结合成环状化合物，通常称为环醚（cyclic etｈer)。

物理性质:常温下，甲醚和甲乙醚是气体，其它多数醚在室温下为无色液体,有特殊气味。

低级醚易挥发,所形成的蒸气易燃，使用时注意安全。

液体醚的沸点较同分子量的醇低,与相应的烷烃接近。

化学性质：醚是一类很不活泼的化合物（环氧乙烷除外）。

它对氧化剂、还原剂和强碱、稀酸或活泼金属都极稳定。

但是在强酸条件下,醚可发生特有的反应。

①醚的质子化：佯盐的生成醚键上的氧原子有未共电子对,能接受强酸中的质子(H+)，以配位键的形式结合生成佯盐。

佯盐不稳定,遇水分解，恢复为原来的醚。

利用醚能溶于冷的强酸，而烷烃或卤代烃与冷的强酸不反应,可区别醚与烷烃或卤代烃。

②醚键的断裂在加热条件下，醚与氢碘酸反应使醚键断裂。

醚键的断裂有两种方式,通常是含碳原子数较少的烷基形成碘代物。

若是芳香烃基烷基醚与氢碘酸作用,总是烷氧基断裂，生成酚和碘代烷。

③过氧化物的生成醚在空气中久置,α－H易被氧化，生成醚的过氧化物。

过氧化物不稳定,受热易分解而发生爆炸。

蒸馏醚时不可蒸干,以防止爆炸。

检验醚中是否有过氧化物,加入酸性碘化钾振摇， I2遇淀粉变蓝。

加ＦeSO４、Na2SO3还原剂可除去过氧化物。

棕色瓶储存醚。

4、正丁醇(1)CH3CH2CＨ２CH2OH,别称：丁醇、酪醇; 丙原醇,是一种无色、有酒气味的液体,沸点11７.７°C,稍溶于水,是多种涂料的溶剂和制增塑剂邻苯二甲酸二丁酯（见邻苯二甲酸酯）的原料,也用于制造丙烯酸丁酯、醋酸丁酯、乙二醇丁醚以及作为有机合成中间体和生物化学药的萃取剂,还用于制造表面活性剂。

(2）正丁醇的工业制法主要有发酵法、丙烯羰基合成法和乙醛醇醛缩合法三种。

此外,由乙烯制高级脂肪醇时也副产正丁醇。

①发酵法以谷物(玉米、玉米芯、黑麦、小麦)淀粉为原料，加水混合成醪液，经蒸煮杀菌，加入纯丙酮丁醇菌,在36～37°C进行发酵，发酵醪液经精馏分离得到正丁醇、丙酮和乙醇。

也可采用糖蜜作原料。

②羰基合成法丙烯、一氧化碳和氢经钴或铑催化剂(见络合催化剂）羰基合成反应生成正丁醛和异丁醛，经加氢得正丁醇和异丁醇。

CH3CH=ＣH2+ＣO+H2─→?CＨ３CH2ＣH2CHO+?(CH3)2CHCHＯCＨ3CH2CH2CHO+Ｈ２─→CH3CH２CH２CＨ2OH(CH3)2CHCHO+H２─→(CＨ3)2CHCH2OH在用钴催化剂时,反应在10～20ＭＰa和约１30~160°Ｃ下进行,生成的正丁醛与异丁醛之比约为３。

197６年开始在工业上应用的铑络合物催化剂，使反应可在0.7～3MPa和８０~120°Ｃ下进行，正丁醛与异丁醛之比达到8~16。

加氢可在气相用镍或铜作催化剂，也可在液相用镍作催化剂下进行。

如果在高温高压下加氢,则一些副产物分解也可得丁醇,产品的纯度可提高。

③醇醛缩合法由两个分子乙醛，经缩合并脱水,可制得的巴豆醛在镍铬催化剂存在下于180°Ｃ和0．2ＭPa加氢生成正丁醇。

CH3CH=CHCＨＯ＋2Ｈ2─→ＣH３CH2CH２CH2OH在以上三种方法中,丙烯羰基合成法由于原料易得、羰基化工艺压力已相对降低、产物正丁醇与异丁醇之比提高以及可同时联产或专门生产2－乙基己醇等优点,已成为正丁醇最重要的生产方法。

三、实验药品及物理常数【实验准备】仪器：圆底烧瓶(50 ml、100 ml 各1个)；冷凝管(直形、球形各１支);温度计套管;长颈玻璃漏斗；烧杯;蒸馏头;量筒；75°弯管；空心塞;接引管；温度计（20０℃);锥形瓶；分液漏斗。

药品:正丁醇 5 g 6．２ml (0.0６8 ｍoｌ）;溴化钠(无水）8.3 ｇ(0.08 mｏl);浓硫酸(d＝1.8４) 1０ml （0．18 ｍｏl)；10 % 碳酸钠溶液、无水氯化钙。

【物理常数】化合物名称分子量性状比重(d )熔点（℃)沸点(℃)折光率(ｎ)溶解度水乙醇乙醚正丁醇74.1２液体０.81０－８9.8 11８.０ 1.3991 91５∞∞1-溴丁烷137.0３液体 1.27５-1１2．4 1０1.6 １.4396 ０．061６∞∞溴化钠102．9 无色立方晶体 3.２０3 ７55 １3９0 - 可溶略溶不溶浓硫酸９8．0８无色油状液体 1.24 10,35３４0(分解)－∞1－丁烯５６．１气体0．5946 -185.4 -6.31.3７７７不溶易溶易溶正丁醚130,22 液体０.773 -９７.9 142．4 1.39９２<０.０5∞∞四、实验装置图五、实验简图实验流程图：实验纯化过程与现象：六、实验步骤1．配制稀硫酸。

在烧杯中加入10 mL 水，将10 mＬ浓硫酸分批加入水中（１﹕1 的硫酸,减少硫酸的氧化性，减少有机物碳化；水的存在增加HBr 溶解量,不易逃出反应体系,减少HBｒ损失和环境污染),并振摇(如不充分摇动并冷却至室温,加入溴化钠后,溶液往往变成红色,即有溴游离出来)。

用冷水浴冷却,备用。

2．在1０0 ｍＬ圆底烧瓶中依次加入NａＢｒ8.3g（不要让溴化钠粘附在液面以上的烧瓶壁上)，正丁醇6.2 mＬ，沸石2 粒，摇匀(加完物料后要充分摇匀，防止硫酸局部过浓）。

3.安装带气体吸收的回流装置如图1,取一温度计套管及一长颈玻璃漏斗，用橡皮管将温度计套管及长颈玻璃漏斗相连,温度计套管装在球形冷凝管上口（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),长颈玻璃漏斗倒置在一盛有水的烧杯上,使漏斗口接近水面但不要没入水中,以防水倒吸。

从冷凝管上口分四次加入配制好的稀硫酸，每次加入稀硫酸后均须摇动反应瓶。

4．加热回流30min（一开始不要加热过猛，否则回流时反应液的颜色很快变成橙色或橙红色。

应小火加热至沸，并始终保持微沸状态。

以油层仅呈浅黄色,冷凝管顶端应无明显的HＢｒ逸出为好。

加热溶解时,要经常摇动烧瓶,直至固体溶解后，方可用铁架台固定好圆底烧瓶和回流装置。

）。

5.冷却5ｍｉｎ后(先取出倒置的漏斗，再停电!也不可以拆卸回流冷凝管)，加沸石2 粒，改成简易蒸馏装置如图２。

6．加热蒸馏直至无油滴蒸出为止。

7．在分液漏斗中将馏出物静置分层。

下层倒入干燥的锥形瓶，加入3mＬ浓硫酸(除去粗产物中的少量未反应的正丁醇及副产物正丁醚、1—丁烯、２—丁烯。

用浓硫酸洗涤粗产物时,一定先将油层与水层彻底分开，否则浓硫酸会被稀释而降低洗涤效果。

)洗涤,振荡放气，在分液漏斗中静置分层。

8．分出下层（硫酸层）,上层（油层)用１0mL 水洗,静置分层。

9.下层用5mL 1０%碳酸钠溶液（中和未除尽的硫酸）洗，静置分层。

１0．下层用1０mＬ（除残留的碱)水洗，静置分层。

11.下层倒入干燥的锥形瓶中（如果正溴丁烷制备出来的是浑浊的，这是有机合成实验的常见现象，生成的液态有机物中含有微量的水,有机物就是浑浊的。