苯甲酸甲酯的制备 (1)
• 一般情况下,相转移催化剂的价格都比较昂贵,难以购得。所以我们 选择了用洗衣粉来代替,这样既提高了产率,有降低了成本。
实验结论
• 本次实验方法通过由甲苯出发,先合成苯 甲酸,再由苯甲酸合成苯甲酸甲酯。苯甲 酸通过以甲苯为原料,高锰酸钾为氧化剂 反应得到。采用传统的方法,由于甲苯与 高锰酸钾互不相溶,反应很难进行,产率 很低。而使用廉价的洗衣粉作为相转移催 化剂,既缩短了反应时间,产率又提高了 22%,而且成本又比其他相转移催化剂低 ,一举多得。
向配有回流冷凝管的250 mL烧瓶中,加入6 mL(0.07mol)甲 苯、18 g(0.11mol)高锰酸钾溶于100 mL水的溶液和1 g 洗衣粉。加热回流1 h,趁热抽滤,滤液加入NaHSO3粉 末至滤液澄清。用盐酸调节酸度至刚果红试纸变蓝,冷却 抽滤的粗品。热水重结晶,干燥后的苯甲酸晶体。
步骤二 由苯甲酸制备苯甲酸甲酯
分析与讨论
• 在氧化反应中加入了洗衣粉,所得的产率提高了20%。而且时间也 缩短了一半。
• 原因在于洗衣粉中的烷基苯磺酸钠是一种相转移催化剂。由于甲苯不 溶于水,在和高锰酸钾溶液反应时,只是在两个液面层接触的地方反 应,所以通常反应速度很慢,花费时间很长,产率还很低。而相转移 催化剂可以在两相间转移负离子,一般存在相转移催化的反应,都存 在水溶液和有机溶剂两相,离子型反应物往往可溶于水相,不溶于有 机相,而有机底物则可溶于有机溶剂之中。相转移催化剂的存在,可 以与水相中的离子所结合,并利用自身对有机溶剂的亲和性,将水相 中的反应物转移到有机相中,促使反应发生。
OC2H5
-H2O 消除
+OH
-H+
CH3C-OC2H5
O CH3C-OC2H5
实验装置:
回流装置图
蒸馏装置图
实验装置:
蒸馏装置图
步骤:
反应过程:
在50 mL干燥的圆底烧瓶中放入6.1g(0.05 mol)苯甲酸、 16.5 mL(0.525 mol) 甲醇和20ml甲苯(0.22mol),在摇 动下加入2 mL浓硫酸,加入几粒沸石,装配上加有分水器的回流 冷凝管,用大火加热回流2h,放出分水器中的水,继续加热,期 间不断减少分水器中的液体,直至蒸馏瓶中水性液体全部蒸出, 停止加热。残留液冷却后倒入分液漏斗中,用20 mL水洗涤2次、 然后用10%碳酸钠溶液每次10 mL洗涤2次、再每次用20 mL 水洗涤2次得到粗苯甲酸甲酯。将之用无水硫酸镁干燥后,倒入 50 mL圆底烧瓶中,加入几粒沸石,减压蒸馏,收集100℃的馏 分
结果与讨论(步骤一)
表一 氧化产率对比
项目
反应时间(h) 产量(g) 产率(%)
一般氧化
3
2.38
49.6
PTC催化
1
3.45
71.9ห้องสมุดไป่ตู้
图一 氧化产率对比
产率
80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00%
0.00%
不加洗衣粉
加入洗衣粉 条件
由甲苯出发制备苯甲酸甲酯
梅黎东 孙立强
• 实验药品:甲苯,高锰酸钾,NaHSO3,盐酸,苯甲酸, 甲醇,浓硫酸,无水硫酸镁,10%碳酸钠溶液,洗衣粉, 石蕊试纸
• 仪器:加热器,铁架台,球形冷凝管、分水器、直形冷凝 管、烧瓶、分液漏斗
实验原理
步骤一 由甲苯制备苯甲酸
• 实验原理
实验装置图
实验过程
二、实验原理
COOH
H2SO4
+ CH3OH
COOCH3
+ H2O
酯化反应的机理 加成-消除机理
双分子反应一 步活化能较高
O
H+
CH3C-OH
+OH CH3C-OH HOC2H5
按加成--消除机理进行 反应,是酰氧键断裂
加成
OH CH3-C-OH
HO+ C2H5
质子转移
四面体正离子
OH CH3-C-O+ H2