一、 实验目的
1.了解格氏试剂的制备、应用和格氏反应的条件。 2.掌握制备三苯甲醇的原理和方法。 3.掌握搅拌、回流、萃取、蒸馏等基本操作。
二、 实验原理
1. 格氏试剂的制备
Br+ MgI2无水乙醚MgBr
OO
2. 格氏试剂反应合成三苯甲醇
+2CMgBr无水乙醚COMgBrNH4Cl / H2OOH
无水乙醚3. 副反应
Br+MgBr
三、 试剂
0.75g(0.032mol)镁屑,5g(3.5ml,0.032mol)溴苯(新蒸),2g(1.9ml,
0.013mol)苯甲酸乙酯,无水乙醚,4g氯化铵,乙醇。
四、物理参数
1、三苯甲醇:
英文名称:Triphenylmethanol, Triphenylcarbinol, Trityl alcohol Cas号:【76-84-6】 MDL号:--MFCD00004445
Beilstein 号:1460837 EINECS: --200-988-5
分子式:C19H16O;(C6H5)3COH 结构式:
分子量:260.33 性质:片状晶体。 熔点1.2℃; 沸点380℃。
相对密度1.199。 折光率:1.1994
溶解性:不溶于水和石油醚,溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯,溶于浓硫酸显黄色。
化学性质:羟基很活泼,与干燥氯化氢在乙醚中生成三苯氯甲烷。与一级醇作用成醚。用锌和乙酸还原得三苯甲烷。由三苯氯甲烷水解,或溴化苯基镁(格利雅试剂)与二苯甲酮(或苯甲酸乙酯)制备。
用途:有机合成中间体。
市场价:65000元/吨 顺强生物科技有限公司 阿里巴巴-化工 2012/3/14。
2、溴苯:
中文名: 溴苯
外文名: bromobenzene 别名: 一溴代苯
分子式: C6H5Br 结构式: 相对分子质量: 157.02 熔点(℃): —30.7 沸点(℃):156.2
相对蒸气密度(空气=1):5.41
外观与性状: 无色油状液体,具有苯的气味。
溶解性:不溶于水,溶于甲醇、乙醚、丙酮、苯、四氯化碳等多数有机溶剂。
用途:用作压敏和热敏染料的原料;二苯醚系列香料的原料;农药原料,生产杀虫剂溴螨酯;医药原料,生产镇痛解热药和止咳药。
市场价:27000/吨 盐城市云峰化工有限公司 阿里巴巴-化工 2012/3/14 。
3、苯甲酸乙酯:
中文名: 苯甲酸乙酯
外文名: ethyl benzoate
分子式: C9H10O2 结构式:
相对分子质量: 150.17 熔点(℃):—34.6 沸点(℃):212.6
相对密度(水=1):1.05
外观与性状:无色澄清液体,有芳香气味。低毒,半数致死量(大鼠,经口)2100mG/kG。
化学性质:遇明火、高热可燃。
溶解性:微溶于热水,与乙醇、乙醚、石油醚等混溶。
用途:常用于较重花香型中,尤其是在依兰型中,其他如香石竹、晚香玉等香型香精。亦适用于配制新刈草、香薇等非花香精中。可与岩蔷薇制品共用于革香型香精。也用做食用香料,在鲜果、浆果、坚果香精中均可适用,如香蕉、樱桃、梅子、葡萄等香精以及烟用和酒用香精中。
市场价:13800元/吨 上海昊天化工有限公司 阿里巴巴-化工 2012/3/14 。
4、无水乙醚:
中文名称:无水乙醚
英文别名:Diethyletheranhydrous,Diethyletherabsolute,Etheranhydrous
分子式: C4H10O 结构式:
相对分子质量:74.12
性状:同乙醚,但水分含量较少。剧烈振摇时可能产生静电而起火 沸点:34.5℃
凝固点:-116.3℃
溶解性:溶于乙醇、苯、氯仿及石油,微溶于水。 用途:主要用作溶剂、麻醉剂和化学试剂
3.6—6.5%的乙醚就可导致人的昏迷,起麻醉作用 7~10%的乙醚可导致人的呼吸停止 10%以上的乙醚会导致人的死亡 分式C4H10O,结构简式CH3CH2—O—CH2CH3是无色易挥发有特殊气味的液
体,使用时应避开火源,注意安全。
乙醚微溶于水,能溶解多种有机物是良好的有机溶剂。纯净的乙醚在
医疗上用做手术时的全身麻醉剂。工业上乙醚可由乙醇分子间脱水制得:
随着石油工业发展,乙醚亦可由石油化工产物乙烯制取,其方法是用
硫酸吸收乙烯,形成硫酸乙酯,再水解得到乙醇和乙醚。通过改变温度和试剂浓度,可控制生成醇和醚的比例。
市场价:12.4元/500ml 南京化学试剂有限公司 阿里巴巴-化工 2012/3/14 5镁屑 市场价:17800元/吨 北京元创镁业有限公司 阿里巴巴-化工 2012/3/14 6氯化铵
市场价:1300元/吨 武汉市楚江化工有限公司 阿里巴巴-化工 2012/3/14
五、实验步骤
1、苯基溴化镁的制备
在100ml的三颈烧瓶加入0.75g镁屑,一小粒碘和搅拌磁子,烧瓶上安装冷凝
管和滴液漏斗,在冷凝管及滴液漏斗的上口装置氯化钙干燥器,在滴液漏斗中混合5g溴苯及16ml乙醚。,将其1/3由恒压滴液漏斗滴加到反应瓶中,用手温热反应瓶,使反应尽快发生。若反应仍不能发生,加一粒碘诱发反应。当反应较为平稳后,将剩余的溶液慢慢滴入反应瓶(保持微沸)。滴加完毕后,继续将反应瓶置于40ºC水浴上保持微沸回流使镁几乎完全溶解。(约1 h) 2、三苯甲醇的制备
用冷水冷却反应瓶,搅拌下将1.9 ml苯甲酸乙酯与7 ml无水乙醚混合液逐滴加入其中。滴加完毕后,将反应混合物在水浴回流约1 h,使反应完全。将反应物改为冰水浴冷却。反应物冷却后向其中慢慢滴加由4 g氯化铵配成饱和水溶液(约15 ml),然后改为水蒸气蒸馏装置,水浴蒸出乙醚。瓶中剩余物冷却后凝为固体,抽滤,烘干,称重。
粗产物用80% 的乙醇进行重结晶,干燥称量后的产物约2—2.5g。熔点在161—162℃ 纯三苯甲醇的熔点为162.5ºC。 3、实验装置
六、实验数据记录
实验时间: 2012/3/22
14:30实验开始及投料。
14:32有气泡产生并溶液成暗红色。 14:34暗红色开始消失。
15:30苯基溴化镁制备完成且在1h内温度始终保持在35~40℃。
15:40 搅拌下由滴液漏斗滴加1.9 ml苯甲酸乙酯和7 ml无水乙醚混合液,水浴回流1h,反应物溶液颜色由灰绿变为紫红色。 16:40 冰水浴冷却后在搅拌下由滴液漏斗滴加由4g氯化铵配成的约15ml饱和水溶液,反应物变成浅绿色。
16:55 开始蒸馏,5 min后开始有溜出液; 20 min后抽滤,干燥后粗产品为1.18g。
2012/3/23 13:30用80%乙醇重结晶,抽滤、烘干,得精产品1.02g.
七、实验数据处理
2
BrCOH
157.02*2 260.34
5g M理论
所以M理论 = 4.15g
实际产品=1.02g
产率(W%)=实际产品÷理论产品×100%=1.02÷4.15×100%=24.8%
成本=(0.75*17800+5*27000+2*13800+4*1300) ÷2*106+(16+7)*12.4 ÷500=0.75元
产值=1.02*65000 ÷2*106=0.063
亏本=产值-成本=0.063-0.75=-0.69元
八、注意事项
[1] 反应所用溶剂是乙醚,易燃、易爆、易挥发,所以整个实验过程严禁使用明火。 [2] 反应过程中,乙醚会挥发较多,需要补充一定的乙醚。
[3] 二苯甲酮和苯基溴化镁反应时,反应液会出现淡红色,并且有可能整个反应液固化,这都是正常现象。
九、讨论
本实验的关键步骤是制备Grigand试剂,所以制备Grigand试剂时滴加速度不能太快,
否则反应过于剧烈不易控制,增加副产物的生成。所制备的Grigand试剂是呈混浊有色溶液,若为澄清可能瓶中进水没制好格式试剂。
[思考] P.103 第1,2题
[1] 本实验的成败关键何在?为什么?为此采取什么措施?
答:本实验的成败关键是,整个反应体系和所使用试剂都要求无水。如果在反应过程中有
水引入,Grignard试剂将难于制得,或者所制得的Grignard试剂质量较差,会直接导致产物产率低。为使反应能顺利进行,所使用的仪器都必须彻底烘干,反应体系要装上干燥管; 所使用的药品均要进行无水处理。 [2] 本实验中溴苯滴加太快或者一次加入,有何影响?
答:本实验中溴苯滴加太快或者一次加入,会导致反应剧烈不易控制,可能会使反应液冲
出,导致反应失败;同时会有大量副产物生成,使产物产率低,产物难于提纯。
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