1-溴正丁烷的合成方案
小组成员: 组长:
1. 名称:溴正丁烷; 溴丁烷; 溴化正丁基; 正溴丁烷; 丁基溴; 溴代丁烷; 溴代正丁烷
英文别名: n-Butyl bromide; Bromobutane; BUTYL BROMIDE; 1-Brombutan; 1-bromo-butan; 1-butylbromide; bromo butane; Butane,1-bromo-; N-Bromobutane; (4-bromobutoxy)benzene
2. 分子式:C4H9Br; CH3CH2CH2CH2Br
3. 分子量:137.01946
4. CAS RN:109-65-9
5. 外观:无色或乳白色液体
6. MP/BP:熔 点: -112.4℃ 沸 点: 100~104℃
7. 分子结构:H3 C
8. 主要物化性质
1-溴正丁烷: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。
HBr的性质:标准情况下,HBr是不可燃气体,带有酸味,在中发烟。HBr可溶于水生成,室温下饱和溶液的浓度为68.85%(质量比),合物中含47.38%质量HBr,沸点126°C。氢溴酸几乎完全离解为H+和Br−。 NaHSO4的化学性质:
健康危害: 本品对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道具强烈刺激作用和腐蚀性。 环境危害: 燃爆危险: 本品不燃,具腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。
9. 合成路线:
制备卤代烃的方法有多种,但实验室制备饱和一元卤代烃最常用的方法为醇与氢卤酸的反应:
例如以此法制备1-溴丁烷,醇用正丁醇,氢卤酸可用市售浓度为7.5%的浓氢溴酸,也可用NaBr与H2SO4的反应来完成:
或:
醇与氢溴酸的反应是一个可逆反应。为了促使平衡向右移动(即生成1-溴丁烷的方向移动),可采取:①增加其中一种反应物浓度的方法;②设法使反应产物
离开反应体系的方法;③增收加反应的浓度和减少产物的两种方法并用。在本实验中,我们采取溴化钠与硫酸过量的方法来促使平衡向生成1-溴丁烷的方向移动。
因反应中用到浓硫酸,故可能的副反应有:
10. 实验部分
(1)反应方程式
或:
投料量:
实验操作:
1、无水溴化钠研钵研细后,称取8.3g于50mL圆底烧瓶中,然后加6.2mL正丁醇和2粒沸石。
2、稀释浓硫酸:取10mL水于100mL三角瓶中,冷水浴冷却,一边摇荡,一边沿瓶壁缓慢加入10mL浓硫酸,将浓硫酸稀释。
3、将稀释后的硫酸分批从冷凝管上端加入盛放有NaBr、正丁醇的烧瓶中。加硫酸时,应充分振荡烧瓶,使反应物混合均匀。
4、按照图2连接好气体吸收装置,用酒精灯、石棉网小火加热到沸腾,回流30分钟。
5、将上述反应体系冷却5分钟,御下回流冷凝管,重新补加1~2粒沸石,用75°弯管连接冷凝管(见图3)进行蒸馏,直到无油滴蒸出为止。
6、分离、洗涤:
⑴ 将含有水的粗1-溴丁烷移入分液漏斗中,加入15mL水洗涤,静置分层(上层水相,下层油相¾1-溴丁烷)。打开活塞,将下层1-溴丁烷放入一干燥的三角瓶内,进行下步操作。
⑵ 浓硫酸洗:
分去水后的粗1-溴丁烷,振荡下分2~3批缓慢加入总量为3mL的浓硫酸进行洗涤。因此过程体系入热,故可置于冷水浴中进行。
将冷却后的1-溴丁烷、硫酸混合物再小心地移入分液漏斗中,待静置分层后(1溴丁烷d20
41.275, H2SO4d2041.84, 所以1-溴丁烷处于上层,浓硫酸为下层),分
出下层的废酸,倒入指定的废液回收瓶中,交实验室统一处理。
⑶水洗与Na2CO3溶液洗:
分去硫酸后的粗1-溴丁烷层,依次分别用10mLH2O、5mL10%Na2CO3、10mL水进行
洗涤。
注意:每次洗涤后,应先将该步骤中的废液分去后,才能进行下步洗涤。
7、干燥:粗1-溴丁烷放入干燥的三角瓶中,加入1~2g块状无水氯化钙,加盖瓶塞后放置20~30min,放置过程中可间歇振荡三角瓶。(若一次实验课不能完成此实验,可在此处停下来。)
8、常压蒸馏:
干燥后的1-溴丁烷,通过长颈漏斗(可在漏斗口处放少许脱脂棉)倒入50mL圆底烧瓶中,再加1~2粒沸石,按常压蒸馏装置装好仪器,在石棉网上用小火加热蒸馏,待馏分温度恒定后,开始收集主馏分,得无色透明液体。馏分纯净情况下沸点范围为99~102°。
10.注意事项
1、将浓硫酸缓慢加入水中,不能将水加入浓硫酸中,否则将会使硫酸溅出,造成人身伤害。稀释硫酸的过程为放热过程,因而稀释后应继续冷却硫酸至室温,然后才能进行下步反应。
2、稀硫酸冷至室温后加入NaBr、正丁醇体系中,需摇匀,正常现象为:上部为无色透明清液,下部为白色粉末。因反应,体系中有少许气泡产生。若加入的硫酸较热,且加入后未摇匀,则放置几分钟后,体系中不断有气泡产生,上部清液由无色透明变为浅棕红色。其原因为:
1-溴正丁烷的合成方案
小组成员: 组长:
1. 名称:溴正丁烷; 溴丁烷; 溴化正丁基; 正溴丁烷; 丁基溴; 溴代丁烷; 溴代正丁烷
英文别名: n-Butyl bromide; Bromobutane; BUTYL BROMIDE; 1-Brombutan; 1-bromo-butan; 1-butylbromide; bromo butane; Butane,1-bromo-; N-Bromobutane; (4-bromobutoxy)benzene
2. 分子式:C4H9Br; CH3CH2CH2CH2Br
3. 分子量:137.01946
4. CAS RN:109-65-9
5. 外观:无色或乳白色液体
6. MP/BP:熔 点: -112.4℃ 沸 点: 100~104℃
7. 分子结构:H3 C
8. 主要物化性质
1-溴正丁烷: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。
HBr的性质:标准情况下,HBr是不可燃气体,带有酸味,在中发烟。HBr可溶于水生成,室温下饱和溶液的浓度为68.85%(质量比),合物中含47.38%质量HBr,沸点126°C。氢溴酸几乎完全离解为H+和Br−。 NaHSO4的化学性质:
健康危害: 本品对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道具强烈刺激作用和腐蚀性。 环境危害: 燃爆危险: 本品不燃,具腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。
9. 合成路线:
制备卤代烃的方法有多种,但实验室制备饱和一元卤代烃最常用的方法为醇与氢卤酸的反应:
例如以此法制备1-溴丁烷,醇用正丁醇,氢卤酸可用市售浓度为7.5%的浓氢溴酸,也可用NaBr与H2SO4的反应来完成:
或:
醇与氢溴酸的反应是一个可逆反应。为了促使平衡向右移动(即生成1-溴丁烷的方向移动),可采取:①增加其中一种反应物浓度的方法;②设法使反应产物
离开反应体系的方法;③增收加反应的浓度和减少产物的两种方法并用。在本实验中,我们采取溴化钠与硫酸过量的方法来促使平衡向生成1-溴丁烷的方向移动。
因反应中用到浓硫酸,故可能的副反应有:
10. 实验部分
(1)反应方程式
或:
投料量:
实验操作:
1、无水溴化钠研钵研细后,称取8.3g于50mL圆底烧瓶中,然后加6.2mL正丁醇和2粒沸石。
2、稀释浓硫酸:取10mL水于100mL三角瓶中,冷水浴冷却,一边摇荡,一边沿瓶壁缓慢加入10mL浓硫酸,将浓硫酸稀释。
3、将稀释后的硫酸分批从冷凝管上端加入盛放有NaBr、正丁醇的烧瓶中。加硫酸时,应充分振荡烧瓶,使反应物混合均匀。
4、按照图2连接好气体吸收装置,用酒精灯、石棉网小火加热到沸腾,回流30分钟。
5、将上述反应体系冷却5分钟,御下回流冷凝管,重新补加1~2粒沸石,用75°弯管连接冷凝管(见图3)进行蒸馏,直到无油滴蒸出为止。
6、分离、洗涤:
⑴ 将含有水的粗1-溴丁烷移入分液漏斗中,加入15mL水洗涤,静置分层(上层水相,下层油相¾1-溴丁烷)。打开活塞,将下层1-溴丁烷放入一干燥的三角瓶内,进行下步操作。
⑵ 浓硫酸洗:
分去水后的粗1-溴丁烷,振荡下分2~3批缓慢加入总量为3mL的浓硫酸进行洗涤。因此过程体系入热,故可置于冷水浴中进行。
将冷却后的1-溴丁烷、硫酸混合物再小心地移入分液漏斗中,待静置分层后(1溴丁烷d20
41.275, H2SO4d2041.84, 所以1-溴丁烷处于上层,浓硫酸为下层),分
出下层的废酸,倒入指定的废液回收瓶中,交实验室统一处理。
⑶水洗与Na2CO3溶液洗:
分去硫酸后的粗1-溴丁烷层,依次分别用10mLH2O、5mL10%Na2CO3、10mL水进行
洗涤。
注意:每次洗涤后,应先将该步骤中的废液分去后,才能进行下步洗涤。
7、干燥:粗1-溴丁烷放入干燥的三角瓶中,加入1~2g块状无水氯化钙,加盖瓶塞后放置20~30min,放置过程中可间歇振荡三角瓶。(若一次实验课不能完成此实验,可在此处停下来。)
8、常压蒸馏:
干燥后的1-溴丁烷,通过长颈漏斗(可在漏斗口处放少许脱脂棉)倒入50mL圆底烧瓶中,再加1~2粒沸石,按常压蒸馏装置装好仪器,在石棉网上用小火加热蒸馏,待馏分温度恒定后,开始收集主馏分,得无色透明液体。馏分纯净情况下沸点范围为99~102°。
10.注意事项
1、将浓硫酸缓慢加入水中,不能将水加入浓硫酸中,否则将会使硫酸溅出,造成人身伤害。稀释硫酸的过程为放热过程,因而稀释后应继续冷却硫酸至室温,然后才能进行下步反应。
2、稀硫酸冷至室温后加入NaBr、正丁醇体系中,需摇匀,正常现象为:上部为无色透明清液,下部为白色粉末。因反应,体系中有少许气泡产生。若加入的硫酸较热,且加入后未摇匀,则放置几分钟后,体系中不断有气泡产生,上部清液由无色透明变为浅棕红色。其原因为: