中山大学工学院2014级生物医学工程专业
《有机化学》课程实验报告
姓名 学号 成绩 日期 2015.12.2 同组姓名 指导教师 戴箭
实验名称:乙酸乙酯的制备
一、实验目的:
1、了解酯化反应的原理和酯的制备方法。
2、学习回流、蒸馏、洗涤和过滤等有机合成操作。
二、仪器及用品
10mL 、5mL圆底烧瓶、5mL量筒(两个)、直型冷凝管、微型蒸馏头、蒸馏头、玻塞、温度计(包括玻璃套管、胶管)、长滴管、分液漏斗、10mL锥形瓶、玻璃漏斗、玻璃钉、离心管、沸石、台秤、药匙等。
三、药品
无水乙醇、冰醋酸、浓硫酸、无水硫酸钠、饱和碳酸钠溶液、饱和氯化钠溶液、饱和氯化钙溶液等。
四、实验原理
醇和羧酸在少量酸性催化剂(如浓硫酸)的存在下,发生酯化反应生成有机酸酯。
con.H2SO4??
?CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+CH3CH2OH
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五、实验步骤及数据记录
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六、注意事项:
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七、实验结果讨论
八、思考题
有机化学实验 乙酰乙酸乙酯的制备ethyl cetoacette辅导老师:向清祥
实验名称:乙酰乙酸乙酯的制备
ethylcetoacette
编号:005日期:2011/10/24温度:15.1℃气压:97.35KPa
目标化合物的结构式:CH3COCH2CO2C2H5
中文名称:(iupac法):3-丁酮酸乙酯
英文名称:(iupac法):Ethyl acetoacetate Ethyl-3-oxo-butanoate 俗称:乙酰醋酸乙酯;丁酮酸乙酯
反应方程式:
2CH3CO2C2H5 Na+[CH3COCH2 CO2C2H5]-CH3COCH2 CO2C2H5 + NaOAc
分子量(mw):130.15
投料量(g):25g乙酸乙酯、Na 2.5g(0.11mol) 、二甲苯30.5ml 物料比(mol比):3.8: 1.1理论产量:14.3g
实验步骤 在圆底烧瓶中加金属钠和二甲苯,
待钠熔融。拆去冷凝管,用磨口玻塞塞
紧圆底烧瓶,用力振摇得细粒状钠珠。
稍经放置钠珠沉于瓶底,将二甲苯
倾倒到二甲苯回收瓶中。迅速向瓶中加
入乙酸乙酯。待激烈的反应过后,置反
应瓶于石棉网上小火加热,保持微沸状
态,直至所有金属钠全部作用完为止。 加热时,钠逐渐溶解,其表面变为光滑白色。振荡后,钠粒变为多个小钠珠。 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。最后溶液变为澄清透明的液体。反应时间为2h。
此时生成的乙酰乙酸乙酯钠盐为桔加入醋酸后,有白色沉淀生成,红色透明溶液(有时析出黄白色沉淀)。振荡后沉淀消失。
待反应物稍冷后,在摇荡下加入50%的醋
酸溶液,直到反应液呈弱酸性(约需
15mL)。
将溶液转移到分液漏斗中,加入等加入饱和氯化钠,溶液分为两层。
1
有机化学实验 乙酰乙酸乙酯的制备ethyl cetoacette辅导老师:向清祥 静置后,乙酰乙酸乙酯分层析出。分出
上层粗产物,用无水硫酸钠干燥后滤入
蒸馏瓶,并用少量乙酸乙酯洗涤干燥剂,
一并转入蒸馏瓶中。在沸水浴上蒸去未
作用的乙酸乙酯。。
温度在80℃左右蒸出溶液。馏分为无色透明液体。
结果与讨论
产品:所得14.3g暗红色透明液体
三氯化铁溶液变为棕色收率:收率为9.7/14.3*100%=67.8%
溴的四氯化碳溶液褪色
2,4-二硝基苯肼溶液变为橙色
醋酸铜溶液分两层上层为蓝绿色,下层为暗黄色
讨论:
(1)乙酰乙酸乙酯的结构特点?
答:能够生成稳定的烯醇式。原因:形成共轭体系,降低了体系的内能。烯醇结构可形成分子内氢键(形成较稳定的六元环体系)。乙酰乙酸乙酯的α-C原子上由于受到两个吸电子基(羰基和酯基)的作用,α-H很活泼,具有一定的酸性,易与金属钠、乙醇钠作用形成钠盐。
(2)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。
(3)后处理的过程中加入氯化钠和醋酸的作用。
答:加入饱和氯化钠的作用是降低乙酰乙酸乙酯的溶解度,容易分层出。加入醋酸的作用是:由于乙酰乙酸乙酯的钠盐Pka=10.7,乙酰乙酸乙酯的PKa=3.3。要生成乙酰乙酸乙酯要用一个酸性接近的酸。而醋酸PKa接近3.3,因此选用醋酸。且在常温下易分解为乙酰乙酸乙酯的烯醇式结构,为黄白色固体,利用酸化法除去。
(4)得到的乙酰乙酸乙酯是一个纯化合物吗?
答:因为乙酰乙酸乙酯易发生互变异构现象,所以所得的产物不是纯化合物,其中还包含少量乙酸乙酯及乙酰乙酸乙酯的烯醇式化合物。
文献研读:
实验的优化
1. 当反应时间为120min时,产率为最高,再延长反应时间,由于生成
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有机化学实验 乙酰乙酸乙酯的制备ethyl cetoacette辅导老师:向清祥
副产物而使产率降低。
2.产率随熔钠溶剂用量的增加而增加,当用苯做溶剂用量达到10ml量,产率基本恒定
3. 当其他条件最佳,金属钠和乙酸乙酯的摩尔比为1:2.2时,产率最高。
5. 在70- 90℃间为最佳反应,反应速度快,副反应少,低沸物和残留物低,产品质量好。
6. 在KF—AJ O 催化下制备乙酰乙酸乙酯,产率大大增加,并且用这种新方法反应条件比
较温和
2. 选择正辛烷代替甲苯熔钠,避免了有毒物质,安全效果显著,减少了熔剂的污染。
【参考文献】:
[1]黄晓.黄凤香探索合成乙酰乙酸乙酯最佳条件
[2]喻国贞.刘新强乙酰乙酸乙酯合成方法改进及研究
[3]江玉 乙酰乙酸乙酯合成工艺改进
[4]张玲.吴建宁.闫豫君.朱亚军.周静乙酰乙酸乙酯合成及后处理方法硇筛选
[5]赵顺平.徐衡 乙酰乙酸乙酯合成实验浅析及改进
3
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