环己酮肟的制备

化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第2页一．实验目的①学习和掌握醛、酮与羟胺生成肟的反应原理和实验方法。②学习并掌握实验室制备环已酮肟的原理和方法。③巩固在布氏漏斗上抽滤，用少量水洗涤等实验操作。化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第3页己内酰胺的用途???HNO己内酰胺——聚合聚己内酰胺(尼龙6或棉纶)纺织品、汽车配件环己酮肟的重排——制备己内酰胺化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第4页第二步：环己酮肟的重排多步反应NOH85%H2SO4NOHHNOO+NH2OHCNOH+H2O己内酰胺的制备第一步：环己酮肟的制备化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第5页二．实验原理本实验以环己酮和盐酸羟胺为原料制备环己酮肟。本实验中乙酸钠要过量，原因是：乙酸钠弱碱性，起中和作用，使羟胺从盐酸羟胺中游离出来，与环己酮进行反应。并调节反应体系pH值，使得羟胺与环己酮的缩合反应顺利进行。实验中盐酸羟胺过量要过量，原因是：若环己酮过量，环己酮和环己酮肟的后处理比较复杂，难以提纯目的产物。化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第6页三、实验仪器与试剂1.药品：环己酮7.8mL(7.5g，0.076mol)，羟[qiǎng胺[àn]盐酸盐7g(0.1mol)，结晶乙酸钠10g(0.073mol)。2.仪器和材料：烧杯，锥形瓶、抽滤瓶、表面皿、玻璃棒，布氏漏斗。名称分子量性状折光率比重熔点℃沸点℃溶解度：克/100ml溶剂水醇醚环己酮98.14无色透明液体1.45070.9478-112.4-31.22.4--环己酮肟113.157无色棱柱晶体--90206---表1主要试剂及产品的物理常数化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第7页物理常数与化学性质环己酮(cyclohexanone)：分子量98.14，沸点155.65℃。无色可燃性液体，微溶于水，能与醇、醚及其它有机溶剂混溶。本品是有机合成中间体。环己酮肟(cyclohexanoneoxime)：分子量113.14，熔点89-90℃，棱柱体白色结晶。不溶于水，溶于乙醇和乙醚，本品是生产聚酰胺的重要原料。。化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第8页四．实验装置图1搅拌反应装置图2减压抽滤装置化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第9页五、实验流程制备环已酮肟的一般过程：化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第10页制备环已酮肟的详细过程：100mL烧杯制成乙酸钠溶液10g结晶乙酸钠20mL水250mL锥形瓶7g羟胺盐酸盐50mL水摇动，使之溶解,制成环己酮溶液摇动，使之溶解。缓慢7.8mL环己酮小心分5批加入，加入的同时不断振摇锥形瓶。环己酮肟、环己酮、未反应的试剂现象：有固体析出。环己酮肟过饱和混合溶液1)冰水浴中冷却到室温，析出结晶2)抽滤3)滤饼用少量洗涤滤液(弃去)滤饼(产物)A)倒入表面皿B)空气中晾干全部加完后，用塞子塞住瓶口，剧烈振摇5min分钟。现象：析出白色粉状的环己酮肟纯环己酮肟无色棱柱晶体称重计算产率化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第11页1.溶液配制六．实验步骤①环己酮溶液配制：在250mL锥形瓶中，加入50mL水和7g羟胺盐酸盐，摇动使其溶解。再加入7.8mL环己酮，摇动，使其溶解，备用。②乙酸钠溶液配制：在100mL烧杯中，溶解10g结晶乙酸钠于20mL水中，备用。O+NH2OHCNOH+H2O问题：乙酸钠作用是什么呢？(探究问题一)中和羟胺盐酸盐中的盐酸，调节反应液pH值，使得羟胺与环己酮的缩合反应顺利进行。化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第12页2.粗产物的制备六．实验步骤①将乙酸钠溶液分5批加入到环己酮溶液中，边加边摇动锥形瓶，即可得粉末状环己酮肟。②为使反应进行完全，用橡皮塞塞紧瓶口，用力振荡约5min。③锥形瓶放入冰水浴中冷却。O+NH2OHCNOH+H2O提问：为什么要分批加入环己酮呢？(探究问题二)为了避免剧烈反应，温度迅速上升。引起不必要的副反应或出现危险。化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第13页2.粗产物的制备六．实验步骤①将乙酸钠溶液分5批加入到环己酮溶液中，边加边摇动锥形瓶，即可得粉末状环己酮肟。②为使反应进行完全，用橡皮塞塞紧瓶口，用力振荡约5min。③锥形瓶放入冰水浴中冷却。O+NH2OHCNOH+H2O提问：为什么还需要激烈振荡呢？(探究问题三)环己酮与水溶液不互溶，而羟胺溶解在水中，环己酮与羟胺不能较好接触，因此反应不够彻底，激烈振荡使得环己酮与羟胺充分接触，反应完全，尽量转变为环己酮肟。化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第14页3分离(抽滤)六．实验步骤①粗产物在布什漏斗上抽滤，固体每次用2~3ml水洗涤两次，②抽干后，在滤纸上进一步地压干，尽量挤出水分。O+NH2OHCNOH+H2O4称重和计算产率①取出滤饼至表面皿，放在空气中晾干。产物可直接用作贝克曼重排实验，②用差重法称重、计算产率。化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第15页1、数据记录2、计算收率七．数据记录与计算加入环己酮/mL羟胺盐酸盐/g结晶乙酸钠/g精环己酮肟/g%100理论产量收集的精环己酮收率理论产量：8.6g化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第16页1、与羟胺反应时温度不宜过高。加完环己酮以后，充分摇荡反应瓶使反应完全，若环己酮肟呈白色小球状，则表示反应未完全，需继续振摇。2)加入的醋酸钠溶解慢，可研细后加入水中，或通过加热促使其溶解。3)加入醋酸钠的作用：①使羟胺从盐的形式中游离出来，使之与环己酮的缩合反应顺利进行。②调整PH值，形成CH3COONa~CH3COOH缓冲溶液，PH约等于5。酸性过强对反应有负面影响，影响反应速度，产品遇酸会分解。4)反应容器要用冰水冷却。八、注意事项化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第17页1、为什么把反应混合物先放到冰水浴中冷却后再过滤？答：为了让环己酮肟析出2、粗产物抽滤后，用少量水洗涤除去什么杂质？用水量的多少对实验结果有什么影响？答：洗去乙酸钠，用水过多会使产量偏低。九、思考题化学与化工学院第2讲分馏及折射率的测定有机化学实验第18页3、为什么要分批加入环己酮？答：为了避免剧烈反应，温度迅速上升。引起不必要的副反应或出现危险。4、为什么还需要搅拌或激烈振荡？答：环己酮与水溶液不互溶，而羟胺溶解在水中。环己酮与羟胺不能较好接触，因此反应不能彻底。激烈振荡使得环己酮与羟胺充分接触，反应完全，尽量转变为环己酮肟。九、思考题