環(huán)己烯的制備__實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)八 環(huán)己烯的制備、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、學(xué)習(xí)以濃磷酸催化環(huán)己醇脫水制備環(huán)己烯的原理和方法。2、初步掌握分餾、水浴蒸餾和液體干燥的基本操作技能 、實(shí)驗(yàn)原理：書 P158烯烴是重要的有機(jī)化工原料。工業(yè)上主要通過石油裂解的方法制備烯烴，有時(shí)也利用醇在氧化鋁等催 化劑存在下，進(jìn)行高溫催化脫水來制取，實(shí)驗(yàn)室里則主要用濃硫酸，濃磷酸做催化劑使醇脫水或鹵代烴在 醇鈉作用下脫鹵化氫來制備烯烴。本實(shí)驗(yàn)采用濃磷酸做催化劑使環(huán)已醇脫水制備環(huán)已烯。+ H2O為Ei歷程，整個(gè)反應(yīng)是可逆的：酸使醇 而生成正碳離子，后者失去一個(gè)質(zhì)子,主反應(yīng)式：一般認(rèn)為，該反應(yīng)歷程 羥基質(zhì)子化，使其易于離去就生成烯烴。可能三、主要試劑、 學(xué)性質(zhì)

2、的副反應(yīng)：（難）產(chǎn)物的物理和化化學(xué)物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)里相對(duì)密度/d420沸點(diǎn)/ c溶解度/g（100g水）-1環(huán)己醇1000.96161.13.620c磷酸981.83-1/2出0(213 C)2340環(huán)己烯82.140.8983.3微溶于水環(huán)己醚182.30.92243微溶于水共沸物數(shù)據(jù):四、20%，水 SO% a30.5% 認(rèn)-J IX裝置69.5%儀器：50mL圓底燒瓶、分餾柱、直型冷凝管，100mL分液漏斗、100mL錐形瓶、蒸餾頭，接液管。試劑：10.0g （ 10.4mL，0.1mol ）環(huán)已醇，4mL濃磷酸， 氯化鈉、無水氯化鈣、5%碳酸鈉水溶液。其它：沸石六、預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)場記錄

3、及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋1、投料在50ml干燥的圓底燒瓶中加入 10g環(huán)己醇、4ml濃磷 酸和幾粒沸石，充分搖振使之混合均勻，安裝反應(yīng)裝置。2、加熱回流、蒸出粗產(chǎn)物產(chǎn)物將燒瓶在石棉網(wǎng)上小火空氣浴緩緩加熱至沸，控制分餾柱頂部的溜出溫度不超過90 C,餾出液為帶水的混濁液。至無液體蒸出時(shí)，可升高加熱溫度（縮小石棉網(wǎng)與燒瓶底間距離），當(dāng)燒瓶中只剩下很少殘液并出現(xiàn)陣陣白霧時(shí)，即可停止蒸餾。3、分離并干燥粗產(chǎn)物將餾出液用氯化鈉飽和，然后加入 34ml 5%的碳酸鈉溶液中和微量的酸。將液體轉(zhuǎn)入分液漏斗中， 振搖 （注意放氣操作） 后靜置分層， 打開上口玻塞， 再將活塞緩緩旋開， 下層液體從分液漏斗的活塞放出， 產(chǎn)物

4、從分液漏斗上口倒入一干燥的小錐形瓶中，用 12g 無水氯化鈣干燥。4、蒸出產(chǎn)品待溶液清亮透明后， 小心濾入干燥的小燒瓶中， 投入幾粒沸石后用水浴蒸餾， 收集80 85 C的餾分于 一已稱量的小錐形瓶中。六、產(chǎn)品產(chǎn)率的計(jì)算 注意事項(xiàng) ：1、投料時(shí)應(yīng)先投環(huán)己醇，再投濃磷酸。投料后，一定要混合均勻。2、反應(yīng)時(shí)，控制溫度不要超過 90C。3、干燥劑用量合理。4、反應(yīng)、干燥、蒸餾所涉及器皿都應(yīng)干燥。5、磷酸有一定的氧化性，加完磷酸要搖勻后再加熱，否則反應(yīng)物會(huì) 被氧化。6、 環(huán)己醇的粘度較大 ,尤其室溫低時(shí) ,量筒內(nèi)的環(huán)己醇若倒不干凈 ,會(huì) 影響產(chǎn)率。7、用無水氯化鈣干燥時(shí)氯化鈣用量不能太多， 必須使用粒

5、狀無水氯化 鈣。粗產(chǎn)物干燥好后再蒸餾，蒸餾裝置要預(yù)先干燥，否則前餾分多（環(huán)己 烯水共沸物），降低產(chǎn)率。不要忘記加沸石、溫度計(jì)位置要正確。8、加熱反應(yīng)一段時(shí)間后再逐漸蒸出產(chǎn)物， 調(diào)節(jié)加熱速度， 保持反應(yīng)速 度大于蒸出速度才能使分餾連續(xù)進(jìn)行，柱頂溫度穩(wěn)定在七、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)：H3PO4H +Na2CO3, pH=7分液水層（下）NaCI,Na2CO3,H2O,H蒸餾8085°Co鑒定Br2,高錳酸鉀71 C不波動(dòng)。實(shí)驗(yàn)操作流程圖分析試驗(yàn)裝置選擇，操作條件，注意事項(xiàng)。1反應(yīng)裝置的選擇及反應(yīng)控制反應(yīng)是可逆反應(yīng)，有副反應(yīng)，可形成共沸物故采用 的辦法，推 又環(huán)己烯 bp了在反應(yīng)過程中將產(chǎn)物的反應(yīng)體系分

6、離出來 動(dòng)反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高產(chǎn)物的產(chǎn)率。83 C，環(huán)己醇 bp 161 C，環(huán)己醇水bp97.8 C,環(huán)己烯水 bp708C，含水 10%八 OHHjO1008213兩共沸點(diǎn)70.8 C、97.8 C 相差不大，生成的水為18%,生成的環(huán)己烯為 82%,因此，生成的環(huán) 己烯可由生成的 H2O以共沸物的形式完全蒸出反應(yīng)體系，使環(huán) 己醇完全轉(zhuǎn)化。所以本實(shí)驗(yàn)選用分餾裝置為反應(yīng)裝置。2. 洗滌操作反應(yīng)粗產(chǎn)物可能帶有酸（H + ）,需要洗滌。環(huán)己烯、環(huán)己醇在水中有一定的溶解度，為減少水中溶解 的有機(jī)物，使用 NaCI飽和溶液洗滌粗產(chǎn)物，NaCI溶液洗滌另一好處是易分層，不易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象。粗產(chǎn) 物

7、量大可用分液漏斗洗滌，量小可用半微量洗滌操作法一錐形瓶滴管分離方法。（鹽析效應(yīng)）3. 干燥操作大多數(shù)有機(jī)物與水形成共沸物。環(huán)己烯與水共沸點(diǎn)70.8 C,含水10%，分離前必須干燥，否則蒸餾分離時(shí)前餾份增多，環(huán)己烯餾份減少。一般有機(jī)物蒸餾前都要干燥操作。（注意干燥劑，干燥原理，干燥劑的選擇，操作方法。）4. 產(chǎn)物環(huán)己烯分離的控制一一蒸餾干燥后的環(huán)己烯粗產(chǎn)物中有環(huán)己醇，環(huán)己烯bp83.3 C,環(huán)己醇bp161C，沸點(diǎn)差大，又有機(jī)物蒸餾時(shí)易產(chǎn)生碳化、聚合 '等反應(yīng)。所以選擇水浴加熱、蒸餾方法分離粗產(chǎn)物，收集82C 85C餾分。5. 操作注意事項(xiàng)（操作要點(diǎn)）1）環(huán)己醇粘度大，轉(zhuǎn)移時(shí)不要損失。2

8、）H3PO4有氧化性，混合均勻后在加熱，小火加熱。3）反應(yīng)時(shí)，先小火加熱，反應(yīng)一段時(shí)間后，再從分餾柱頂分出環(huán)己烯一水共沸物。4） 由于環(huán)已烯與水形成共沸物（沸點(diǎn)70.8 C,含水10%。環(huán)已醇與環(huán)已烯形成共沸物（沸點(diǎn)64.9 C,含環(huán)已醇30.5%）。環(huán)已醇與水形成共沸物（沸點(diǎn) 97.8 C,含水80%。因此，在加熱時(shí)溫度不可過高，蒸 餾速度不宜太快，以減少未作用的環(huán)已醇蒸出。控制分餾柱頂溫度< 90 C （考慮溫度計(jì)、操作誤差，控制<90 C）。5） 反應(yīng)終點(diǎn)的判斷可參考下面幾個(gè)參數(shù)：a）反應(yīng)進(jìn)行60分鐘左右。b）反應(yīng)瓶中出現(xiàn)白霧。6）分液時(shí)，水層應(yīng)盡可能分離完全，否則將增加無水

9、氯化鈣的用量，使產(chǎn)物更多地被干燥劑吸附而招 致?lián)p失，這里用無水氯化鈣干燥較適合，因它還可除去少量環(huán)己醇。7）在蒸餾已干燥的產(chǎn)物時(shí)，蒸餾所用儀器都應(yīng)充分干燥。6實(shí)驗(yàn)要求1）操作規(guī)范化。2）實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄，邊做邊記，詳細(xì)真實(shí)，每一步操作都要記錄。3）產(chǎn)物要求，按教材反應(yīng)物用量，產(chǎn)物3.84.6g左右，無色透明液體4）產(chǎn)物鑒定，最后一步蒸餾既是精制產(chǎn)物步驟，又是產(chǎn)物鑒定步驟，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室具體條件可測IR ,NMR ,n20D等物理性質(zhì)。我們采用B2、高錳酸鉀進(jìn)行定性鑒定。7可用下列思考題檢驗(yàn)學(xué)習(xí)情況1）為什么用分餾反應(yīng)裝置？2）反應(yīng)生成的水和理論計(jì)算生成的水是否一致？試分析原因。3）干燥劑 CaCl2 也是

10、多孔物質(zhì)，可否不分離出來當(dāng)作沸石用？4）蒸餾環(huán)己烯用水浴加熱，試說明什么時(shí)候可用水浴加熱？5）比較你的產(chǎn)率與理論產(chǎn)率的差值，試分析原因。 八、思考題1如果你的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率太低，試分析主要在哪些操作步驟中造成損失？答：（1） 環(huán)己醇的粘度較大，尤其室溫低時(shí)，量筒內(nèi)的環(huán)己醇很難倒凈而影響產(chǎn)率。 （2） 磷酸和環(huán)己醇 混合不均，加熱時(shí)產(chǎn)生碳化。 （3） 反應(yīng)溫度過高、餾出速度過快，使未反應(yīng)的環(huán)己醇因與水形成共沸混合 物或產(chǎn)物環(huán)己烯與水形成共沸混合物而影響產(chǎn)率。 （4） 干燥劑用量過多或干燥時(shí)間過短，致使最后蒸餾是 前餾份增多而影響產(chǎn)率。2用 85%磷酸催化工業(yè)環(huán)已醇脫水合成環(huán)已烯的實(shí)驗(yàn)中，將磷酸加入環(huán)已

11、醇中，立即變成紅色，試分 析原因何在？如何判斷你分析的原因是正確的？答：該實(shí)驗(yàn)只涉及兩種試劑：環(huán)已醇和85%磷酸。磷酸有一定的的氧化性，混合不均，磷酸局部濃度過高，高溫時(shí)可能使環(huán)已醇氧化，但低溫時(shí)不能使環(huán)已醇變紅。那么，最大的可能就是工業(yè)環(huán)已醇中混有 雜質(zhì)。工業(yè)環(huán)已醇是由苯酚加氫得到的，如果加氫不完全或精制不徹底，會(huì)有少量苯酚存在，而苯酚卻及 易被氧化成帶紅色的物質(zhì)。因此，本實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可能就是少量苯酚被氧化的結(jié)果。將環(huán)已醇先后用堿洗、水洗滌后，蒸餾得到的環(huán)已醇，再加磷酸，若不變色則可證明上述判斷是正確 的。3用磷酸做脫水劑比用濃硫酸做脫水劑有什么優(yōu)點(diǎn)？答：（1）磷酸的氧化性小于濃硫酸，不易使反應(yīng)物碳化。（2）無刺激性氣體 SQ放出。4在粗產(chǎn)品環(huán)