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实验四、2-甲基-2-己醇的制备
一、实验目的
1 了解Grignard试剂制备方法及其在有机合成中的应用。 2 掌握制备格氏试剂的基本操作。
3 巩固回流、萃取、蒸馏等操作技能。
二、实验原理
卤代烷烃与金属镁在无水乙醚中反应生成烃基卤化镁RMgX,称为Grignard试剂。G试剂能与羰基化合物等发生亲核加成反应,产物经水解后可得到醇类化合物。本实验以1-溴丁烷为原料、乙醚为溶剂制备Grignard试剂,而后再与丙酮发生加成、水解反应,制备2-甲基-2-己醇。反应必须在...
[Word]实验四 2-甲基-2-己醇的制备
实验四、2-甲基-2-己醇的制备
一、实验目的
1 了解Grignard试剂制备方法及其在有机合成中的应用。 2 掌握制备格氏试剂的基本操作。
3 巩固回流、萃取、蒸馏等操作技能。
二、实验原理
卤代烷烃与金属镁在无水乙醚中反应生成烃基卤化镁RMgX,称为Grignard试剂。G试剂能与羰基化合物等发生亲核加成反应,产物经水解后可得到醇类化合物。本实验以1-溴丁烷为原料、乙醚为溶剂制备Grignard试剂,而后再与丙酮发生加成、水解反应,制备2-甲基-2-己醇。反应必须在无水、无氧、无活泼氢条件下进行,因为水、氧或其它活泼氢的存在都会破坏Grignard试剂。
三、试剂与仪器
试剂:3.1g(0.13mol)镁条,17g(13.5ml,约0.13mol)正溴丁烷,7.9g(10ml,0.14mol)丙酮,无水乙醚(自制),乙醚,10%硫酸溶液、 5%碳酸钠溶液、无水碳酸钾。
仪器:装置图如下:
四、实验步骤:
1. 正丁基溴化镁的制备
按实验装置图装配仪器(所有仪器必须干燥)。向三颈瓶内投入 3.1g 镁条、
15ml 无水乙醚及一小粒碘片;在恒压滴液漏斗中混合13.5ml正溴丁烷和15ml 无水乙醚。
先向瓶内滴入约5ml混合液,数分钟后溶液呈微沸状态,碘的颜色消失。若不发生反应,可用温水浴加热。反应开始比较剧烈,必要时可用冷水浴冷却。 待反应缓和后,至冷凝管上端加入25ml无水乙醚。开动搅拌(用手帮助旋动搅拌棒的同时启动调速旋纽,至合适转速),并滴入其余的正溴丁烷,无水乙醚混合液,控制滴加速度维持反应液呈微沸状态。滴加完毕后,在热水浴上回流 20min ,使镁条几乎作用完全。
2. 2,甲基,2,己醇的制备
将上面制好的 Grignard 试剂在冰水浴冷却和搅拌下,自恒压滴液漏斗中滴入10ml丙酮和15ml无水乙醚的混合液,控制滴加速度,勿使反应过于猛烈。加完后,在室温下继续搅拌 15min (溶液中可能有白色粘稠状固体析出)。将反应瓶在冰水浴冷却和搅拌下,自恒压滴液漏斗中分批加入100ml10% 硫酸溶液,分解上述加成产物(开始滴入宜慢,以后可逐渐加快)。待分解完全后,将溶液倒入分液漏斗中,分出醚层。水层每次用25ml乙醚萃取两次,合并醚层,用30ml5% 碳酸钠溶液洗涤一次,分液后,用无水碳酸钾干燥。
装配蒸馏装置。将干燥后的粗产物醚溶液分批滗入小烧瓶中,用温水浴蒸去乙醚,再在石棉网上直接加热蒸出产品,收集137,141? 馏分。
五、注意事项
1. 镁屑不宜长期放存。长期放存的镁屑,需用5%的盐酸溶液浸泡数分钟,抽滤后,依次用水、乙醇、乙醚洗涤,干燥。
2. 本实验采用简易密封。也可用磁力搅拌替代电动搅拌。 3. 本实验所用仪器、药品必须充分干燥。1-溴丁烷用无水CaCl2干燥并蒸馏纯化,丙酮用无水K2CO3干燥并蒸馏纯化。仪器与空气连接处必须装CaCl2干燥管。
4. 注意控制加料速度和反应温度。
5. 使用和蒸馏低沸点物质乙醚时,要远离火源,防止外泄,注意安全。
六、问题讨论
1. 实验中,将Grignard试剂与加成物反应水解前各步中,为什么使用的药品、仪器均需绝对干燥,应采取什么
,
答:由于格氏试剂化学性质活泼,反应体系应避免有水、氧气和二氧化碳的存在,因此实验前所用的仪器应全部干燥,试剂要经过严格无水处理。进行实验时,装置的安装及试剂的量取动作都应快捷,迅速,并注意防湿气侵入~乙醚必须事先经无水处理;正溴丁烷事先用无水氯化钙干燥并蒸馏纯化;丙酮用无水碳酸钾干燥,亦经蒸馏纯化。反应过程中冷凝管上必须装带有氯化钙的干燥管。
2. 反应若不能立即开始,应采取什么措施, 答:反应是否引发可从以下现象判断:
反应液是否由澄清变混浊,是否有白色沉淀物产生。引发的措施有:
a.加热,但温度不能太高,保持有微小气泡缓慢产生即可。 b.加碘,芝麻粒大小即可。
c.加入少许格氏试剂。
若5分钟反应仍不开始,可用温水浴,或在加热前加入一小粒碘引发。若开始时正溴丁烷局部浓度较大,易于发生反应,故搅拌应在反应开始后进行,必须等反应引发后才能搅拌和滴加混合液~反应结束时,可能有镁条未反应完全,但对后续实验操作没有影响。
3. 实验中有哪些可能的副反应,应如何避免, 答:由于格氏试剂化学性质活泼,反应体系应避免有水、氧气和二氧化碳的存在,因此实验前所用的仪器应全部干燥,试剂要经过严格无水处理。
4. 由Grignard试剂与羰基化合物反应制备2-甲基-2-己醇,还可采用何种原料,写出反应式。
OOHHO+无水醚3CHMgBr3+
OH无水醚O+HOMe3MgBrCH23+
O
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