乙酰乙酸乙酯的制备(二)

化学与环境学院有机化学实验报告实验名称乙酰乙酸乙酯的制备(二)【实验目的】1、了解减压蒸馏的原理和应用范围。2、认识减压蒸馏的主要仪器设备，知道它们各有什么作用。3、掌握减压蒸馏仪器的安装和操作程序。【实验原理】（包括反应机理）1、某些沸点较高的有机化合物在未达到沸点时往往发生分解或氧化的现象，所以，不能用常压蒸馏。在较低压力下进行蒸馏的操作称为减压蒸馏。当蒸馏系统内的压力降低后，其沸点便降低，当压力降低到1.3～2.0kPa(10～15mmHg)时，许多有机化合物的沸点可以比其常压下的沸点降低80～100℃。因此，减压蒸馏对于分离提纯沸点较高或高温时不稳定的液态有机化合物具有特别重要的意义。2、当蒸馏在1333～1999Pa（10～15mmHg）下进行时，压力每相差133.3Pa（1mmHg）沸点相差约1℃。在实际减压蒸馏中，可以参阅下图，估计一个化合物的沸点与压力的关系，从某一压力下的沸点可推算另一压力下的沸点(近似值)。【主要试剂及物理性质】名称分子量熔点/℃沸点/℃外观二甲苯106.17-25.18144.4无色透明液体乙酰乙酸乙酯130.15-45180.4无色或微黄色透明液体苯甲酸乙酯150.17-34.6212.6无色澄清液体，有芳香气味【仪器装置】1、主要仪器：烧瓶，直冷凝管，尾接管，酒精灯，自动加热仪，减压装置，Claisen蒸馏头，温度计，毛细管等等2、实验装置：常压蒸馏减压蒸馏【实验步骤及现象】实验步骤实验现象1、将上次实验干燥过乙酰乙酸乙酯粗产品的有机层移入蒸馏烧瓶中，水浴蒸去二甲苯和未作用的乙酸乙酯,当流出液温度升至150℃时停止蒸馏，称取出产品的质量。待温度达到140℃时，有无色澄清的馏出液产生。2、按照以上减压蒸馏装置从左往右依次安装，检查是否漏气；加30mL苯甲酸乙酯加入100mL圆底烧瓶中，关好安全瓶上的活塞，开动抽气泵，调节毛细管导入空气量；开始加热，将温度调至150℃。两水银柱可达到相平位置；毛细管下端能冒出一连串的小气泡；但温度计示数已达140℃依然没有馏出液产生，发现导管有一端被压住，打开后，加热的圆底烧瓶内所有液体均被抽到尾接管下端的圆底烧瓶中，反应中止。【实验结果】理论产量：m(乙酰乙酸乙酯)=n(乙酰乙酸乙酯)*M(乙酰乙酸乙酯)=1/2*n(乙酸乙酯)*M(乙酰乙酸乙酯)=0.5*0.1*130g=6.5g实际产量：3.48g粗产率：3.48/6.5*100%=53.5%【实验讨论】1、为什么乙酰乙酸乙酯粗产率只有53.5%，是什么原因使得其产率偏低？答：①在转移过程中有少量产品粘在容器内壁上未转移完全；②乙酰乙酸乙酯在常压蒸馏下易分解，其分解产物为“去水乙酸”，这样会降低产率；③可能是加入过量的醋酸，因为过量的醋酸会增加在水层中的溶解度而降低产率，另外酸度过高会促进副产物“去水乙酸”的生成而降低产率；④本生该反应就是可逆反应，故不会完全反应，而产率计算是以完全反应计算的，故所得结果也会偏低。2、经查阅资料蒸馏时最好控制馏出液的速度为1－2滴／s为宜，这是为什么？答：在整个蒸馏过程中，应使温度计水银球上常有被冷凝的液滴，让水银球上液滴和蒸气温度达到平衡。所以要控制加热温度，调节蒸馏速度，通常以1－2滴／s为宜，否则不成平衡。蒸馏时加热的火焰不能太大，否则会在蒸馏瓶的颈部造成过热现象，使一部分液体的蒸气直接受到火焰的热量，这样由温度计读得的沸点会偏高；另一方面，蒸馏也不能进行的太慢，否则由于温度计的水银球不能为馏出液蒸气充分浸润而使温度计上所读得的沸点偏低或不规则。3、当减压蒸完所要的化合物后，应如何停止减压蒸馏？为什么？答：蒸馏完毕移去热源，慢慢旋开螺旋夹，并慢慢打开二通活塞，（这样可以防止倒吸），平衡内外压力，使测压计的水银柱慢慢地回复原状（若放开得太快，水银柱很快上升，有冲破压力计的可能）然后关闭油泵和冷却水。4、为什么反应中减压蒸馏时，加热的圆底烧瓶内所有液体均被抽到尾接管下端的圆底烧瓶中？答：由于连接安全瓶一端的导管折了，导致反应装置的左边并未达到与右边的压强一致，使左边的压强大于右边的压强，故当拉直折了的导管后，加热的圆底烧瓶内所有液体就冲到尾接管下端的圆底烧瓶中。5、为避免以上实验的失败，可以做哪些调整？答：可将容易折的导管用夹子架起来，使其不易变弯，另外在实验进行之前注意做好仪器的正确安装和气密性检查工作。6、在进行减压蒸馏时，为什么必须用热浴加热，而不能用直接火加热？为什么进行减压蒸馏时须先抽气才能加热？答：用热浴的好处是加热均匀，可防止暴沸，如果直接用火加热的话，情况正好相反。因为系统内充满空气，加热后部分溶液气化，再抽气时，大量气体来不及冷凝和吸收，会直接进入真空泵，损坏泵改变真空度。如先抽气再加热，可以避免或减少之。【思考题】1、取2~3滴产品溶于2mL水中，加入1滴1%三氯化铁溶液，会发生什么现象？如何解释？答：乙酰乙酸乙酯是酮式和烯醇式的平衡混合物。加入三氯化铁溶液，显紫色，说明溶液中有烯醇式结构存在。CHCOHCOOC2H5烯醇式COC2H5OCHHCO酮式【实验成绩】指导老师签名：