Grignard试剂反应制备三苯甲醇

一．    实验目的

1．      初步学会无水操作的原理和方法

2．      掌握无水乙醚的制备方法

3．      Grignard试剂反应

4．      水蒸气蒸馏操作和重结晶操作

二．    实验试剂要求和实验装置图

          

简单无水Grignard反应装置               稍热冷凝回流装置

简单蒸馏装置和水蒸气蒸馏装置

试剂要求：

镁屑、新蒸溴苯、苯甲酸甲酯、无水乙醚、氯化铵、乙醇（各试剂用量根据实验过程需要计算）

三．    实验原理和实验步骤

        本实验的主要目的是学习无水条件下的Grignard反应实验操作，因此贯穿整个实

验的核心是无水条件。

    Grignard反应必须在无水、无氧和无二氧化碳条件下进行，最好要在氮气保护下进

行实验。

1．      苯基溴化镁的制备：

基本反应原理：

从主要副反应来看，如果反应温度过高，会提高副反应的产率，但反应温度过低，又会使主要反应的反应完成时间延长，因此，此步骤控制温度很重要（反应本身放热）。如课本所说，“滴加无水乙醚和溴苯的速率控制在使溶液微微沸腾和微热”。

反应完成后，水浴回流0.5小时，由于反应已经完毕，此步温度控制并不重要，但也不要太高，防止产物分解。

2．      三苯甲醇的制备：

    Grignard试剂的进攻反应是放出热量的。

（Question：此步反应为什么要在冷水浴的冷却条件下进行？如果是为了防止副反应，那防止的又是什么副反应？）

控制滴加苯甲酸甲酯速度，使反应保持平稳地进行，滴加完毕后同样水浴回流0.5小时，使反应完全。

此步反应完毕后，在冰水浴中进一步冷却，在搅拌下慢慢滴加NH₄Cl饱和溶液：

Grignard试剂与Carbonyl group形成加合物后，在酸性条件下进行水解（放热，冷却），对遇酸极易脱水的醇或容易发生卤代反应的醇，最好用饱和氯化铵进行水解。

3．      产物后处理：

   将反应装置改为蒸馏装置，蒸去乙醚，再将残余物进行水蒸气蒸馏，蒸至瓶中固体成松散的颗粒状，瓶中水已变清不再混浊（如有大块固体凝结，可以捣碎，以加快反应速度）。抽滤收集，去离子水洗涤，得到粗产物。粗产物质量为46.95-42.12=4.83g，淡黄色棱状晶体。

4．      重结晶操作：

本次实验采用水和乙醇的混合溶剂进行重结晶，之所以采用混合溶剂是因为单纯的乙醇溶剂溶解度很大，在常温或冷却条件下无法析出大量三苯甲醇，导致回收率很低，而单纯的水的溶解度有很小，所以采用混合溶剂进行重结晶操作。采用混合溶剂进行重结晶时，可先将待纯化物质在接近良溶剂的沸点时溶于良溶剂中，用活性碳脱色，乘热滤去（单纯的良溶剂溶解度很大，过滤是晶体不会析出）。再加热过滤后的溶剂，用水回滴，直至所出现的浑浊恰好不再消失，再加入少量良溶剂使溶液透明，自然冷却析出晶体。

未干燥的产物质量为：46。95-42。12=4。83g

干燥后的产物质量为：46。27-42。12=4。15g

重结晶后的产物质量为：43。25g-42。12=1。13g

          产率为：27。23%（急于求成，大量晶体析出于漏斗和操作不当漏出）

          熔程：159。8℃～160。4℃

95%乙醇：水=37。4：8（乙醇量有一部分在加热时挥发损失）

必须承认，我所做的有机实验很失败。我为此感到痛苦。

5．      红外光谱表征：（见附页）

四．    实验讨论

1．      本实验中为什么要用饱和氯化铵溶液分解产物？还可以用什么试剂替代？

    对遇酸极易脱水的醇或容易发生卤代反应的醇，最好用饱和氯化铵进行水解。可以用pKa值更小的酸，如sodium borohydride NaBH₄.

2．      本实验中溴苯滴加速度太快有什么不好？

由于反应本身是放热反应，滴加速度过快会使用反应瓶温度升高，提高了主要副产物联苯的生成率。

3．      苯基溴化镁试剂与下列化合物的反应式：

(a): (b):

(c): (d):

(e):

(f):

 

4．      用混合溶剂进行重结晶时，何时加入活性碳脱色？能否加入大量的不良溶剂，使产物全部析出？抽滤后的晶体应该用什么溶剂洗涤？

用良溶剂把晶体完全溶解后，加热沸腾，拿下稍冷，再加入活性碳。加入大量不良溶剂，使的其他副产物也大量地析出，这样就没有了重结晶的意义。抽滤后的晶体用混合溶剂进行洗涤，但注意少量。

5．      抽滤出的重结晶三苯甲醇固体，是否可马上放入100℃干燥箱中干燥，为什么？

我所做的实验中，抽滤后马上就放入真空干燥箱中干燥，如果题意也是说真空干燥箱，我不知道为什么。

 

第二篇：有机化学实验报告---肥皂之制备

肥皂之製備

食二丙

第十二組

梅婉如

肥皂之製備

一、     實驗目的:

瞭解油脂的物理性質及化學性質、瞭解肥皂之製備及其性質、本實驗是用牛油和氫氧化鈉合成肥皂。也可使用回鍋油製作皂基這樣也不會造成嚴重的環境污染，若把回鍋油製成肥皂就可解決廢油問題。

二、    實驗原理:

油脂與鹼(NaOH 或 KOH)共熱生成肥皂和甘油的反應，稱為皂化反應。

肥皂是(soap)為長鏈脂肪酸之鹼金屬鹽類。肥皂可用 RCOONa 或 RCOOK 表示。例如:C₁₇H₃₅COONa(硬脂酸鈉)、C₁₅H₃₁COONa(軟脂酸鈉)等

這是一個皂化反應，由於牛油是脂類，所以與氫氧化鈉生成硬脂酸鈉，這是肥皂的一種。加入濃食鹽水的目的只是令肥皂溶解度降低，令它浮在溶液上，易於收集。

自然界中脂肪酸（Fatty acid）和甘油（Glycerol）

會形成脂肪酸之甘油酯（Glycerides；Glycerin esters）

常溫下

因此若

R = R' = R"　　　簡單甘油脂

R ≠ R'≠ R"　　　　混甘油脂

簡單甘油酯有：

(1)軟酯Palmitin(三軟脂酸甘油酯)﹣﹣(C₁₅H₃₁COO)₃C₃H₅

(2)硬酯Stearin(三硬脂酸甘油酯)﹣﹣(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅

(3)月桂酯Laurin(三月桂脂酸甘油酯)﹣﹣(C₁₁H₂₃COO)₃C₃H₅

(4)肉豆蔻酯Myristin (三肉豆蔻脂酸甘油酯) ﹣﹣(C₁₃H₂₇COO)₃C₃H₅

(5)花生酯Arachidin(三花生脂酸) ﹣﹣(C₁₉H₃₉COO)₃C₃H₅

上述為飽和酸酯

(6)油酯Olein(三油酸甘油酯)﹣﹣(C₁₇H₃₂COO)₃C₃H₅

(7)亞油酯Linolein(三亞麻仁油酸甘油酯)﹣﹣(C₁₇H₃₀COO)₃C₃H₅

(8)次亞油酯Linolenin(三次亞麻仁油酸甘油酯)-- (C₁₇H₂₈COO)₃C₃H₅

(9)花生油酯Arachidonin(三花生油酸甘油酯)--(C₁₉H₃₀COO)₃C₃H₅

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　上述為不飽和酸酯

依在空氣中之乾燥性，油脂分類可分為：

1.    乾性油：含高級不飽和脂肪酸脂較多之油脂，此類油脂含不飽和鍵較多，易和空氣行漸次氧化而凝結固化，故塗於物體表面在空氣中具乾燥性。例桐油、亞麻仁油。

2.    不乾性油：含少量雙鍵或不含雙鍵的高級酸酯，在空氣中不能乾燥。例豬酯、蓖、麻油。

3.半乾性油：介於上述兩者之間的。例大豆油。

所得產物中有油脂、NaOH、甘油及肥皂，此時可加入食塩溶液將肥皂塩析而出，浮於液面。(因肥皂不溶於塩水，又較塩水之比重為小)肥皂應是中性的，但如鹼太多或皂化不全，則會有游離鹼呈鹼性，或因皂化不全而有游離酸呈酸性。

肥皂游離鹼(以NaOH計)最大容許量在0.05~1.1%之間，純皂份(以Na皂計)最小在70%以上，pH＜9，水份10~15%。

三、實驗器材及藥品

牛脂、NaOH、酒精、NaCl、甘油、色料、香料、燒杯、模型、錶玻璃

四、實驗步驟:

（一）皂基之製作：

1.水相-----NaOH sol'n （15 ml R.O.水 + 5 g NaOH）

2.油相-----秤12 g牛脂於250ml的燒杯中

3.將水相加入油相中，並加入20 ml乙醇(幫助得均相溶液，因油與NaOH sol'n 不互溶，乙醇可溶於水也可與油互溶，增加油脂溶解度及提高沸點，達到增加反應速率的目的，進而增加皂化速度) 。

4.於熱水浴中加熱，用錶玻璃蓋著，並不時攪拌（如體積變少或變黏稠，則加入乙醇和水 1 ：1 之溶液，以保持一定體積）。

5.準備一食塩溶液，做塩析（300 ml水溶解100 g NaCl）

6.皂化約40分鐘即可完成(表面無油珠狀也無油味時)(此皂化混合物包含肥皂、甘油、過量的NaOH 、乙醇)

7.倒入準備好之食塩水，輕輕攪拌數下即可(因生成的肥皂溶液在食塩水中，溶解度會降低，故可加入飽和食塩水，使肥皂析出，進而得到肥皂粗產品即皂基)

8.抽氣過濾，收集沉澱物(用冰水沖洗沉澱物)

9.再度倒入熱食塩 溶液(溫度約70℃) ，攪拌此混合物幾下就好?(可將皂基洗的更白，鹼性變弱形成皂漿)

10.抽氣過濾，收集沉澱物(用冰水沖洗沉澱物)

11.皂基，壓乾

（二）精製：

1.10 g肥皂 + 10 ml酒精 + 9 ml甘油 (留5ml作消泡用) 

2.至澄清，體積減少為1/2~2/3

3.待溫度降至50℃，加色料1 ml 及2~3滴香料

4.倒入模型中(模型先塗甘油)

 Ps.甘油作為保濕劑及增加肥皂透明度

五、實驗結果:

計算產率？

六、問題與討論

1.使用皂基製作之手工香皂.成為固體後是當下可以使用?還是需靜置多久才可以使用?

「皂基」本身就是成皂，己經可以用了，故採用皂基做材料的手工皂，在成為固體時就可以用了。
「冷製皂」係用油與鹼來製成的，需靜置一～二個月才可以使用。

2.肥皂之乳化作用?

形成的肥皂分子結構是由許多碳與氫原子(c.H)形成一條長鏈，
長鍊的一端為親油性，另一邊的頂端在水中會解離成帶有正電 的離子而形成親水性；上述之親油性端非常極端，所以利用物 質具有『極性溶於極性』與『非極性溶於非極性』的特性，因 此，肥皂分子會利用親油端溶在油漬的污垢中，而形成『乳化 作用』

3.為何Ca(OH)2不能代替NaOH用於製備肥皂?

使用Ca(OH)2製備肥皂時，所產生的脂酸鈣，無法溶於水中而沉澱，因此無法用於一般的洗滌

4.肥皂之去汙原理?

肥皂分子具有親油性(長鏈狀碳氫部份~容於油不容水)和親水性(帶電原子團部分~容於水不容於油)2端在水中衣物上的油污被親油性的一端吸附 油污被包住後再由親水性一端牽入水中 使油汙與衣物分離 達到清潔效果