乙酰乙酸乙酯的制备(一)

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（一）【实验目的】1、了解乙酰乙酸乙酯的制备原理和方法,加深对Claisen酯缩合反应原理的理解和认识；2、熟悉在酯缩合反应中金属钠的应用和操作3、掌握无水操作、萃取等操作。【实验原理】（包括反应机理）1、含有α-H的酯在碱性催化剂存在下，能和另一分子酯发生缩合反应生成β-酮酸酯，这类反应称为Claisen酯缩合反应。乙酰乙酸乙酯就是通过这个反应制备的。反应式：Na+[CH3COCH2CO2C2H5]-C2H5ONaHOAcCH3COCH2CO2C2H5+NaOAc2CH3CO2C2H5反应机理：CH3COC2H5O+OC2H5CH2COC2H5O+C2H5OHCH3COC2H5OCH2COC2H5O+CH3COOC2H5CH2COC2H5OCH3COCHCOOC2H5NaCH3COOHCH3COCH2COOC2H5+CH3COONa2、通常以酯及金属钠为原料，并以过量的酯为溶剂，利用酯中含有的微量醇与金属钠反应来生成醇钠，随着反应的进行，由于醇的不断地进行下去，直至金属钠消耗完毕。但作为原料的酯中含醇量过高又会影响到产品的得率，故一般要求酯中含醇量在3%以下。【主要试剂及物理性质】【仪器装置】1、主要仪器：回流冷凝管，圆底烧瓶2、实验装置：回流装置【实验步骤及现象】实验步骤实验现象名称分子量熔点/℃沸点/℃外观邻二甲苯106.17-25.18144.4无色透明液体乙酸乙酯88.12-83.677.1无色透明液体金属钠22.9997.82881.4银白色有金属光泽固体乙酰乙酸乙酯130.15-45180.4无色或微黄色透明液体醋酸60.0516.6117.9无色液体苯78.15.580.1无色透明易挥发液体1、将0.9g（约0.04mol）清除掉表面氧化膜的金属钠放入一装有回流冷凝管的50mL圆底烧瓶中，立即加入5mL干燥的二甲苯，将混合物加热直至金属钠全部熔融，停止加热，拆下烧瓶，立即用塞子塞紧后包在毛巾中用力振荡。加热后钠成熔融状态，趁热摇匀后得到小钠珠，随着二甲苯逐渐冷却，钠珠迅速固化。2、待二甲苯冷却至室温后，将二甲苯倾去，立即加入10mL（约0.1mol）精制的乙酸乙酯，迅速装上带有氯化钙干燥管的回流冷凝管，立即开始反应，用小火直接加热，使反应液处于微沸状态，直至金属钠全部作用完毕。反应过程中有气泡冒出。随着反应的进行溶液的颜色逐渐加深，由无色变为橘红色，刚开始反应时有白色沉淀产生，后消失。最后溶液变为橘黄色透明的液体。反应时间为2h。3、待反应液稍冷后，将圆底烧瓶取下，然后一边振荡一边不断加入50%的醋酸，直至整个体系的pH=5。加入醋酸后，有黄色沉淀生成，振荡后沉淀消失。4、将反应液移入分液漏斗中，加入等体积饱和食盐水，用力振荡后静置，分取有机层，水层用8mL二甲苯萃取，萃取液和酯层合并后，用无水硫酸钠干燥。加入饱和氯化钠，溶液分为两层。上层溶液为橘红色，下层溶液为黄色。【实验讨论】1、仪器干燥的作用：①金属钠易与水反应生成放出氢气及大量的热易导致燃烧和爆炸。②钠与水反应生成的NaOH的存在易使乙酸乙酯水解成乙酸钠，造成原料耗损。③水使金属钠消耗难以形成碳负离子中间体，导致实验失败。2、摇钠应注意钠珠的颗粒大小，因为钠珠的大小决定着反应的快慢。钠珠越细越好，应呈小米状细粒。否则，应重新熔融再摇。钠珠的制作过程中间一定不能停，且要来回振摇，使瓶内温度下降不至于使钠珠结块。3、醋酸加入的量是不是越多越好：答：醋酸不能多加，否则会造成乙酰乙酸乙酯的溶解损失。用醋酸中和时，若有少量固体未溶，可加少许水溶解，避免加入过多的酸。4、乙酰乙酸乙酯为什么不发生碘仿反应？答:亚甲基受中间羰基影响活性很大。【思考题】1、本实验所用仪器未经干燥处理，对反应有何影响？答：第一：加热融化钠时钠会与水反应剧烈，可能会使圆底烧瓶破裂；第二：在加热过程中，如果有水会有碱生成，此时已有乙酰乙酸乙脂水太少导致碱的高浓度，这样的话就会有更复杂的产物产生如：R-CH2-COOH2、加入50%的醋酸及氯化钠饱和溶液的目的何在？答：由于乙酰乙酸乙酯的亚甲基上的氢活性很强，在醇钠存在时，乙酰乙酸乙酯将转化成钠盐，而成为反应结束时实际得到的产物。加入50%醋酸溶液是使乙酸乙酯的钠盐成为乙酸乙酯而游离出来。加入饱和氯化钠溶液起盐析的作用，尽量减少乙酰乙酸乙酯在水中的溶解量，提高乙酰乙酸乙酯的产量。【实验成绩】指导老师签名：