环己酮的制备

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1、环己酮的制备 一、实验目的 （1）学习醇氧化制备酮的反应原理和实验方法； （2）通过二级醇转化为酮的实验，进一步了解醇与酮的区别； （3）巩固蒸馏、干燥等基本操作。 二、实验原理 醛和酮可用相应的伯醇和仲醇氧化得到。在实验室中常用的氧化剂是重铬酸钠。酮虽比醛稳定，可以留在反应混合物中，但必须严格控制好反应条件，勿使氧化反应进行得过于猛烈，否则产物将进一步遭受氧化而发生碳链断裂。 主反应： 副反应： 三、反应试剂、产物、副产物的物理常数 四、药品、试剂的用量及产物的理论产量 五、实验流程图 六、实验装置图 蒸馏装置图 七、实验内容 在250ml圆底烧瓶内，放入60m

2、l冰水，一边摇动烧瓶，一边慢慢地加入10ml浓硫酸（需要注意分批边加边摇动，以防有机物碳化变黑），再小心加入10.4ml（0.1mol）环己醇。将溶液冷却至15℃。 在100ml烧杯内，将10.4g（0.035mol）重铬酸钠水合物溶于10ml水中，将此溶液冷却到15℃。在搅拌下，分几批加到环已醇的硫酸溶液中，使反应物充分混合。第一批重铬酸钠溶液加入后，不久反应物温度自行上升；反应物由橙红色变成墨绿色[1]。待反应物的橙红色完全消失后，方可加下一批。如果反应液温度升到55℃时，可用冷水浴适当冷却控制反应温度不超过55℃。待重铬酸钠溶液全部加完后，继续搅拌直至反应温度出现下降趋势。再继续搅拌5

3、-10min。然后加入1-2ml甲醇以还原过量的氧化剂[2]。 在反应物内加入50ml水及沸石（沸石有什么作用？），改装成蒸馏装置（直接用75°弯管连接冷凝管），在电热套上加热蒸馏，把环己酮和水一起蒸出来[3]，直到馏出液不再浑浊后再多蒸出10-15ml，（约共收集约馏出液40-50ml）[4]。馏出液加入约8g精盐，搅拌促使其溶解[5]。将此液移入分液漏斗中，静置。分离出有机层（怎样确定哪一层为有机层？），并用无水硫酸镁干燥（如何确定无水硫酸镁的用量？）。蒸馏，收集151—156℃的馏分。产率62-67%。 注意事项 [1]反应物不宜过于冷却，以免积累起未反应的铬酸。当铬酸达到一定浓度

4、时，氧化反应会进行得非常剧烈，有失控的危险。     [2]也可以加入0.5—1g草酸。     [3]这步蒸馏操作，实质上是一步简化了的水蒸气蒸馏。环己酮和水形成恒沸混合物，沸点95℃，含环己酮38.4%。     [4]水的馏出量不宜过多，否则盐析后，仍不免有少量的环己酮因溶于水而损失掉，环己酮在水中的溶解度在31℃时为2.4g。     [5]环己酮在水中的溶解度31℃时2.4g/100g水。馏出液中加入精盐是为了降低环己酮的溶解度，有利于环己酮的分层。 八、思考题  1、在加重铬酸钠溶液过程中，为什么要待反应物的橙红色消失后，方能加下一批重铬酸钠？在整个氧化反应过程中，为什

5、么要控制温度在一定的范围？ 答：因为重铬酸钠/硫酸作为氧化剂氧化环己醇的氧化反应是放热反应，产生的热量使反应温度升高，从而加剧氧化反应的进行，更加激烈，故在进行氧化反应时，为避免氧化剂的蓄积与剧烈反应，应待反应物的橙红色消失后亦即氧化剂反应消耗完，再加下一批重铬酸钠，始终严格控制好加入氧化剂的速度，勿使氧化反应进行得过于猛烈，否则产物环己酮将进一步遭受氧化而发生碳链断裂。 在整个氧化反应过程中，应该控制反应温度在一定的范围，因为反应温度过低，则氧化反应速度慢，反应时间太长；而且可能积累更多的未反应的铬酸，当铬酸达到一定浓度时，氧化反应会进行得非常剧烈，有失控的危险。反应温度过高，则氧化反应

6、速度过快，反应激烈，可能产生生成物环己酮的断裂，而生成己二酸。 2、氧化反应结束后，为什么要往反应物中加入甲醇或草酸？ 答：氧化反应结束后，往反应物中加入甲醇或草酸是为了除去过量的氧化剂。若不除去氧化剂，由于在后面蒸馏操作时的温度会更高，发生氧化反应造成产品的碳链断裂而损失。   3、如果从反应混合液中蒸馏出过多的馏出液，会有什么结果？如何弥补？ 答：蒸馏出过多的馏出液，容易造成蒸干，使残留的固体物质喷射、砰蹦，甚至可能产生烧瓶炸裂。再者，由于馏出液体积过大，后处理操作（如萃取）麻烦，且需要加入较多的精盐才能达到使溶液过饱和。祢补的方法是可将收集的馏出液重新进行蒸馏一次。 4、从反应

7、混合物中分离出环已酮，除了现在采用的水蒸气蒸馏法外，还可采用何种方法？ 答：加入一定量的水，使无机盐全部溶于水后，用有机溶剂（CHCl3等）萃取，然后水洗、干燥、蒸馏即可。   5、在蒸馏环已酮，收集151-156℃的馏分时，应选用直形冷凝管还是空气冷凝管？ 答：应选用空气冷凝管。但在实际做蒸馏环己酮粗品时可能没有空气冷凝管，可以还是用直形冷凝管，此时不通水即可。 6、如何确定氧化反应的终点？ 答：待重铬酸钠溶液全部加完后，继续摇动烧瓶，直至反应温度出现下降趋势，再间歇摇动5-10min。 7、在馏出液加入约8g精盐有什么作用？在馏出液中加入精盐，应该到什么程度最好？如何确定精盐的

8、用量？ 答：（1）在馏出液加入精盐降低环己酮在水中的溶解度，减少环己酮的损失，且有利于环己酮有机层与水层之间的更好地分层； （2）在馏出液中加入精盐，应该加到使溶液恰好处于饱和状态最好； （3）确定精盐的用量的方法是根据精盐在室温时的溶解度计算，并略多一些。如：10℃时溶解度为35.8g；20℃时溶解度为36.0g；20℃时溶解度为36.3g。 8、配制食盐水溶液时，在水中加入一定量的食盐搅拌后，食盐没有全溶，请问能否说此时的溶液就是食盐的饱和水溶液？ 答：若极短时间里食盐没有全溶，则不能说明此时的溶液就是食盐的饱和水溶液，因为食盐的溶解过程需要一定的时间。 9、无水硫酸镁干燥剂使用的范围？ 答：无水硫酸镁的使用范围为：广泛，可代替无水CaCl2，并可用于无水CaCl2不能适用的化合物。干燥强度：“弱”；中性干燥剂。