鄰苯二甲酸二丁酯的制備

1、.鄰苯二甲酸二丁酯的制備【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?（1）學(xué)習(xí)鄰苯二甲酸二丁酯的制備原理和方法 （2）學(xué)習(xí)分水器的使用方法，掌握減壓蒸餾等操作【實(shí)驗(yàn)原理】鄰苯二甲酸二丁酯通常由鄰苯二甲酸酐(苯酐)和正丁醇在強(qiáng)酸(如濃硫酸)催化下反應(yīng)而得。反應(yīng)經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段。第一階段是苯酐的醇解得到鄰苯二甲酸單丁酯：這一步很容易進(jìn)行，稍稍加熱，待苯酐固體全熔后，反應(yīng)基本結(jié)束。反應(yīng)的第二階段是鄰苯二甲酸單丁酯與正丁醇的酯化得到鄰苯二甲酸二丁酯：這一步為可逆反應(yīng)，反應(yīng)較難進(jìn)行，需用強(qiáng)酸催化和在較高的溫度下進(jìn)行，且反應(yīng)時(shí)問(wèn)較長(zhǎng)。為使反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，常使用過(guò)量的醇以及利用油水分離器將反應(yīng)過(guò)程中生成的水不斷地從反應(yīng)體系中除去。加熱

2、回流時(shí)，正丁醇與水形成二元共沸混合物(沸點(diǎn)92.7，含醇57.5%)，共沸物冷凝后的液體進(jìn)入分水器中分為兩層，上層為含20.1%水的醇層，下層7.7%醇的水層，上層的正丁醇可通過(guò)溢流返回到燒瓶中繼續(xù)反應(yīng)?？紤]到副反應(yīng)的發(fā)生，反應(yīng)溫度又不宜太高，控制在180以下，否則，在強(qiáng)酸存在下，會(huì)引起鄰苯二甲酸二丁酯的分解：實(shí)際操作時(shí)，反應(yīng)混合物的最高溫度一般不超過(guò)160。鄰苯二甲酸二丁酯大量作為增塑劑使用，稱為增塑劑DBP，還可用作涂料、黏結(jié)劑、染料、印刷油墨、織物潤(rùn)滑劑的助劑【儀器和試劑】鄰苯二甲酸酐 5.9g (0.04mol)，正丁醇12.5mL (0.12mol，另12 mL于分水器中)，濃硫酸(

3、0.2mL)，碳酸鈉溶液（5%）飽和食鹽水 無(wú)水硫酸鎂三口燒瓶（100mL)，圓底燒瓶(60mL)，溫度計(jì)（200），分液漏斗(60mL)，錐形瓶（50mL，150mL各1只），球形冷凝管 直形冷凝管，分水器(10mL) 接液管【實(shí)驗(yàn)步驟】帶有分水器的回流裝置，分液裝置，減壓蒸餾裝置。反應(yīng)裝置見(jiàn)圖制備鄰苯二甲酸二丁酯的反應(yīng)裝置在一個(gè)干燥100mL三口燒瓶中加入5.9g鄰苯二甲酸酐、12.5mL正丁醇和幾粒沸石，在振搖下緩慢滴加0. 2mL濃硫酸。在分水器中加人正丁醇至支管平齊。封閉加料口，另一口插入一只200的溫度計(jì)（水銀球應(yīng)位于離燒瓶底0.50.8cm處)。緩慢升溫，使反應(yīng)混合物微沸。約15

4、min后，燒瓶?jī)?nèi)固體完全消失。繼續(xù)升溫到回流，此時(shí)逐漸有正丁醇和水的共沸物蒸出，經(jīng)過(guò)冷凝在分水器的底部，有小水珠逐漸流到分水器的底部，當(dāng)反應(yīng)溫度升到150時(shí)便可停止加熱，記下分水器中水的體積（注意：含有少量正丁醇）。記下反應(yīng)的時(shí)間（一般在1.52h）。當(dāng)反應(yīng)液冷卻到70以下時(shí)，拆除裝置。將反應(yīng)混合液倒入分液漏斗，用5%碳酸鈉溶液中和后，有機(jī)層用20mL溫?zé)岬娘柡褪雏}水洗滌23次，至有機(jī)層呈中性，分離出的油狀物，用無(wú)水硫酸鎂干燥至澄清。用傾斜法除去干燥劑，有機(jī)層倒入50mL的圓底燒瓶，先用水泵減壓蒸去過(guò)量的正丁醇，最后在油泵的減壓下蒸餾，收集180190/1.33kPa(10mmHg)或2002

5、102.67kPa(20mmHg)的餾分，稱取質(zhì)量。表5.26-1鄰苯二甲酸二丁酯的沸點(diǎn)與壓力之間的關(guān)系壓力/mmHg760201052沸點(diǎn)/340200210180190175180165170注：1mmHg133Pa。測(cè)定產(chǎn)物的折射率。測(cè)定產(chǎn)物的紅外光譜。鄰苯二甲酸二丁酯的紅外光譜【注意事項(xiàng)】1為了保持濃硫酸的濃度，反應(yīng)儀器盡量干燥。濃硫酸的量不宜太多，避免增加正丁醇的副反應(yīng)以及產(chǎn)物在高溫時(shí)的分解。2開(kāi)始加熱時(shí)必須慢慢加熱，待苯酐固體消失后，方可提高加熱速度，否則，苯酐遇高溫會(huì)升華附著在瓶壁上，造成原料損失而影響產(chǎn)率。單酯生成后必須慢慢提高反應(yīng)溫度，在回流下反應(yīng)，否則酯化速度太慢，影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)度。若加熱至140后升溫速度很慢，此時(shí)可補(bǔ)加1滴濃硫酸促進(jìn)之。3反應(yīng)終點(diǎn)控制：以分水器中沒(méi)有水珠下沉為標(biāo)志，但反應(yīng)最高溫度不得超過(guò)180，以在160以下為宜。4產(chǎn)物用堿中和時(shí)，溫度不得超過(guò)70，堿濃度也不宜過(guò)高，否則引起酯的皂化反應(yīng)。當(dāng)然中和溫度也不宜太低，否則搖動(dòng)時(shí)易形成穩(wěn)定的乳濁液，給操作造成麻煩。5必須徹底洗滌粗酯，確保中性，否則在最后減壓蒸餾時(shí)，因溫度很高(180)，若有少量酸存在會(huì)使產(chǎn)物分解，在冷凝管人El處可觀察到針狀的鄰苯二甲酸酐固體結(jié)晶。【安全提示】鄰苯二甲酸二丁酯：本品低