乙酰乙酸乙酯的制备

【实验目的】

    1.了解通过Claisen缩合反应由乙酸乙酯制备“三乙”的基本原理和方法。

    2.了解和掌握减压蒸馏装置的原理和作用。

【实验原理】

卤代烃与乙酰乙酰乙酯钠盐进行亲核取代反应。

反应式：

【实验装置图】

【实验的准备】

仪  器：圆底烧瓶（50 ml、100 ml各1个）；球形冷凝器（1支）；分液漏斗；直型冷凝管；磨口锥形瓶；减压蒸馏装置（1套）

药  品： 无水乙酸乙酯22.5g(25ml,0.26mol) ，金属钠2.5g(0.11mol)，乙酸溶液（50％），饱和氯化钠水溶液，碳酸钠溶液(5%)，无水硫酸镁。

【操作步骤】

1．安装回流反应装置

2．制钠珠：将金属Na迅速切成薄片，放入100ml的圆底烧瓶中，并加入12.5ml二甲苯，小火加热回流使熔融，拆去冷凝管，用橡皮塞塞住瓶口，用力振摇即得细粒状钠珠。稍冷后将二甲苯滗入回收瓶。

3．加酯回流：迅速放入27.5ml乙酸乙酯，反应开始。若慢可温热。回流1.5h至钠基本消失，得橘红色溶液，有时析出黄白色沉淀（均为烯醇盐）。

4．酸化 ：加50%醋酸(约15ml)，至反应液呈弱酸性（固体溶完）。

5．分液：反应液转入分液漏斗，加等体积饱和氯化钠溶液，振摇，静置。

6．安装减压蒸馏装置（如84页图3.10）

7．蒸馏 ：水浴蒸去乙酸乙酯，剩余物移至 50ml蒸馏瓶中进行减压蒸馏，收集馏分。

【检验与测试】

乙酰乙酸乙酯的互变异构现象可通过以下试验来验证。

取2-3滴样品溶于2ml水中，加1滴三氯化铁水溶液，观察现象。再加入溴水至溶液颜色褪去为止。静至观察颜色变化。颜色显现后，再加溴水，多次重复，观察现象。

【注意事项】

1．所用试剂及仪器必须干燥。

2．钠遇水即燃烧、爆炸，使用时应十分小心。

3．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。

4．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。

5．减压蒸馏时，先根据82页图3.9粗略得出在系压力下乙酰乙酸乙酯的沸点。

6．体系压力（mmHg）= 外界大气压力（mmHg）—水银柱高度差（mmHg）[开口式压力计]

7．蒸馏完毕时，撤去电热套，慢慢旋开二通活塞，平衡体系内外压力，关闭油泵。

8．产率以钠的量计算。

 

第二篇：乙酸乙酯的合成

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乙酸乙酯的制备

一、           实验目的

1．  掌握乙酸乙酯的制备原理及方法，掌握可逆反应提高产率的措施。

2．  掌握分馏的原理及分馏柱的作用。

3．  进一步练习并熟练掌握液体产品的纯化方法。

二、           实验原理

乙酸乙酯的合成方法很多，例如：可由乙酸或其衍生物与乙醇反应制取，也可由乙酸钠与卤乙烷反应来合成等。其中最常用的方法是在酸催化下由乙酸和乙醇直接酯化法。常用浓硫酸、氯化氢、对甲苯磺酸或强酸性阳离子交换树脂等作催化剂。若用浓硫酸作催化剂，其用量是醇的0.3%即可。其反应为：

酯化反应为可逆反应，提高产率的措施为：一方面加入过量的乙醇，另一方面在反应过程中不断蒸出生成的产物和水，促进平衡向生成酯的方向移动。但是，酯和水或乙醇的共沸物沸点与乙醇接近，为了能蒸出生成的酯和水，又尽量使乙醇少蒸出来，本实验采用了较长的分馏柱进行分馏。

三、           药品及物理常数

四、           实验装置图

  

五、        实验流程图

六、           实验步骤

在100ml三颈瓶中，加入4ml乙醇，摇动下慢慢加入5ml浓硫酸，使其混合均匀，并加入几粒沸石。三颈瓶一侧口插入温度计，另一侧口插入滴液漏斗，漏斗末端应浸入液面以下，中间口安一长的刺形分馏柱（整个装置如上图）。

仪器装好后，在滴液漏斗内加入10ml乙醇和8ml冰醋酸，混合均匀，先向瓶内滴入约2ml的混合液，然后，将三颈瓶在石棉网上小火加热到110－120℃左右，这时蒸馏管口应有液体流出，再自滴液漏斗慢慢滴入其余的混合液，控制滴加速度和馏出速度大致相等，并维持反应温度在110－125℃之间，滴加完毕后，继续加热10分钟，直至温度升高到130℃不再有馏出液为止。

馏出液中含有乙酸乙酯及少量乙醇、乙醚、水和醋酸等，在摇动下，慢慢向粗产品中加入饱和的碳酸钠溶液（约6ml）至无二氧化碳气体放出，酯层用PH试纸检验呈中性。移入分液漏斗中，充分振摇（注意及时放气！）后静置，分去下层水相。酯层用10ml饱和食盐水洗涤后，再每次用10ml饱和氯化钙溶液洗涤两次，弃去下层水相，酯层自漏斗上口倒入干燥的锥形瓶中，用无水碳酸钾干燥。

将干燥好的粗乙酸乙酯小心倾入60ml的梨形蒸馏瓶中（不要让干燥剂进入瓶中），加入沸石后在水浴上进行蒸馏，收集73－80℃的馏分。产品5－8g。

七、           操作要点及说明

1、本实验一方面加入过量乙醇，另一方面在反应过程中不断蒸出产物，促进平衡向生成酯的方向移动。乙酸乙酯和水、乙醇形成二元或三元共沸混合物，共沸点都比原料的沸点低，故可在反应过程中不断将其蒸出。这些共沸物的组成和沸点如下：

共沸物组成　　　　　　　　　　　　  共沸点

（1）乙酸乙酯91.9%，水8.1%               70.4℃

（2）乙酸乙酯69.0%，乙醇31.0%            71.8℃

（3）乙酸乙酯82.6%，乙醇8.4%，水9.0%    70.2℃

最低共沸物是三元共沸物，其共沸点为70.2℃，二元共沸物的共沸点为70.4℃和71.8℃，三者很接近。蒸出来的可能是二元组成和三元组成的混合物。加过量48%的乙醇，一方面使乙酸转化率提高，另一方面可使产物乙酸乙酯大部分蒸出或全部蒸出反应体系，进一步促进乙酸的转化，即在保证产物以共沸物蒸出时，反应瓶中，仍然是乙醇过量。

2、本实验的关键问题是控制酯化反应的温度和滴加速度。控制反应温度在120℃左右。温度过低，酯化反应不完全；温度过高（＞140℃），易发生醇脱水和氧化等副反应：

故要严格控制反应温度。

要正确控制滴加速度，滴加速度过快，会使大量乙醇来不及发生反应而被蒸出，同时也造成反应混合物温度下降，导致反应速度减慢，从而影响产率；滴加速度过慢，又会浪费时间，影响实验进程。

3、用饱和氯化溶液洗涤之前，要用饱和氯化钠溶液洗涤，不可用水代替饱和氯化钠溶液。粗制乙酸乙酯用饱和碳酸钠溶液洗涤之后，酯层中残留少量碳酸钠，若立即用饱和氯化钙溶液洗涤会生成不溶性碳酸钙，往往呈絮状物存在于溶液中，使分液漏斗堵塞，所以在用饱和氯化钙溶液洗涤之前，必须用饱和氯化钠溶液洗涤，以便除去残留的碳酸钠。乙酸乙酯在水中的溶解度较大，15℃时100g水中能溶解8.5g，若用水洗涤，必然会有一定量的酯溶解在水中而造成损失。此外，乙酸乙酯的相对密度（0.9005）与水接近，在水洗后很难立即分层。因此，用水洗涤是不可取的。饱和氯化钠溶液既具有不的性质，又具有盐的性质，一方面它能溶解碳酸钠，从而将其双酯中除去；另一方面它对有机物起盐析作用，使乙酸乙酯在水中的溶解度大降低。除此之外，饱和氯化钠溶液的相对密度较大，在洗涤之后，静置便可分离。因此，用饱和氯化钠溶液洗涤既可减少酯的损失，又可缩短洗涤时间。

4、注意事项

（1）       加料滴管和温度计必须插入反应混合液中，加料滴管的下端离瓶底约5mm为宜。

（2）       加浓硫酸时，必须慢慢加入并充分振荡烧瓶，使其与乙醇均匀混合，以免在加热时因局部酸过浓引起有机物碳化等副反应。

（3）       反应瓶里的反应温度可用滴加速度来控制。温度接近125℃，适当滴加快点；温度落到接近110℃，可滴加慢点；落到110℃停止滴加；待温度升到110℃以上时，再滴加。

（4）       本实验酯的干燥用无水碳酸钾，通常只少干燥半个小时以上，最好放置过夜。但在本实验中，为了节省时间，可放置10分钟左右。由于干燥不完全，可能前馏分多些。

八、           教学方法

1、合成乙酸乙酯的反应是典型的可逆平衡反应，本实验应重点分析、总结提高可逆平衡反应产率的实验方法。

2、组织讨论以下问题：

（1）       为什么使用过量的乙醇？

（2）       蒸出的粗乙酸乙酯中主要含有哪些杂质？如何逐一除去？

（3）       能否用浓的氢氧化钠溶液代替饱和碳酸钠溶液来洗涤蒸馏液？为什么？

（4）       用饱和氯化钙溶液洗涤的目的是什么？为什么先用饱和氯化钠溶液洗涤？是否可用水代替？

（5）       如果在洗涤过程中出现了碳酸钙沉淀，如何处理?

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