尼龙66前提物的合成

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1、尼龙6, 6前体的合成实验目的:1、 掌握由环己醇氧化制备环己酮和由环己酮氧化制备己二酸的基本原理和方法；2、 进一步了解盐析效应在分离有机化合物中的应用；3、 掌握水蒸气蒸储的条件和操作方法。4、 综合训练并掌握控温、抽滤、蒸储、萃取、结晶等操作方法。实验原理:一级醇及二级醇的羟基所连接的碳原子上有氢， 可以被氧化成醛、酮或竣酸。 三级醇由于醇羟基相连的碳原子上没有氢， 不易被氧化，如在剧烈的条件下，碳 碳键氧化断裂，形成含碳较少的产物。用高钮酸钾作氧化剂，在冷、稀、中性的高钮酸钾水溶液中，一级醇、二级 醇不被氧化，如在比较强烈的条件下(如加热)可被氧化，一级醇生成竣酸钾盐， 溶于水，并有二

2、氧化钮沉淀析出。二级醇氧化为酮，但易进一步氧化，使碳碳键 断裂，故很少用于合成酮。由二级醇制备酮，最常用的氧化剂为重铭酸钠与浓硫 酸的混合液，或三氧化铭的冰醋酸溶液等，酮在此条件下比较 稳定，产率也较高，因此是比较有用的方法。仲醇用铭酸氧化制备酮，酮对氧化 剂比较稳定，不易进一步氧化。本实验中，在硫酸条件下重铭酸钠产生重铭酸酊再和醇发生氧化反应，铭酸氧化醇是一个放热反应，必须严格控制反应温度以免反应过于剧烈。-CHFI3 Q + 南%。7 +4 f 30 + Cq(SO4)3 + Na2s。4 + 7 比。竣酸常用烯姓、醇、醛、酮等经硝酸、重铭酸钾的硫酸溶液或高钮酸钾等氧 化来制备。本实验以环

3、己酮为原料，在酸性条件下以高钮酸钾为氧化剂来制备己 二酸：O三、实验试剂和仪器装置:1、仪器：圆底烧瓶(250ml、100ml),烧杯(250ml、100ml),直型冷凝管，尾接管，蒸储头, 量筒，温度计，电热炉，抽滤瓶，布氏漏斗，蒸发皿，表面皿，分液漏斗，玻璃棒，石棉网，铁架台，水泵。2、试剂：浓硫酸、环己醇、重铭酸钠(NaCrzO 2HO)、草酸、食盐、无水硫酸镁、高锐酸钾，10%C氧化钠，亚硫酸钠四、实验步骤：(一)环己酮的制备：1、在250 ml圆底烧瓶中加入56 ml H2O,慢慢加入9.3 ml浓H2SO4。充分混合 后，搅拌下慢慢加入9.8 ml环己醇。在混合液中放一支温度计，并

4、将烧瓶放在水 中冷却至30c以下；2、将11.5g N攵Cr2O7溶于盛有6 ml H2O的100 ml烧杯中，搅拌使之充分溶解；3、分四批将重铭酸钠加入圆底烧瓶中，并不断振摇使之充分混合。氧化反应开 始后，混合液迅速变热，溶液由橙红色变为墨绿色后，再加下一批。全程控温在60-65范围内。加完后离浴，继续振摇至温度有自动下降的趋势开始计时，10mins后加约1g草酸，充分振摇使之溶解；现象：第一批重铭酸钠溶液加入烧瓶时，溶液为橙红色，随反应进行，溶液逐渐变绿， 最终变为墨绿色。 反应放热及水浴加热使温度升高； 第二批重铬酸钠溶液加入烧瓶时溶液带有橙红色， 随反应进行， 橙红色渐弱， 溶液最终变

5、为墨绿色。 未加第二批时温度为 60摄氏度， 反应后温度迅速上升至70摄氏度， 于冷水中冷却至60摄氏度。第三、四批加入时现象与第二批相似；加入草酸前，溶液带有橙红色，加入后，溶液变为墨绿色。4、然后往烧瓶中加入60 ml H2O,改为蒸储装置。将环己酮和水一起蒸储出来，直到馏出液澄清后再多蒸10 ml ；现象：温度计显示温度为25 摄氏度的时候，溶液微沸；之后温度快速上升至95摄氏度并保持稳定，水银球上出现稳定液珠，有混浊馏分流出。5、在馏分中加入10g 食盐，充分搅拌，将液体倾至分液漏斗，分离出有机层；现象：静置后分液漏斗中出现上下两层，上层浊液为有机层，下层清液为水。6、在分离出的有机层

6、中加入适量无水MgSO4,静置使硫酸镁沉淀。现象：刚加入的硫酸镁聚集粘在壁上，后加入的不再粘连，说明水分已除尽。7、将上层清液倒入100烧瓶中，蒸储。蒸储时选择空气冷凝，蒸储收集154156的馏分，去掉前两滴馏分和馏尾。现象：第一滴馏分出现时是155 摄氏度；蒸馏后得无色油状液体。8、称重知制得环己酮4.25g（二）己二酸的制备：投料比：环己酮： KMmO 4:10%NaOH: 浓 H2SO4=1g:3g:0.25mL:2.5mL1、在250 ml烧杯中加入4.25g制得的环己酮，将12.75g KMnO4溶于约102 ml水中，然后将此溶液水浴升温至30；现象：将 KMnO 4 溶液加入到环

7、己酮中，溶液颜色变为紫红色；2、加入10%的NaOH 1ml,搅匀，水浴控制温度在 45c下反应1h；现象：加入 NaOH 后温度升高，溶液颜色变为紫黑色；3、将烧杯从水浴中取出，擦干烧杯外的水，直接放在电热套中加热，使之沸腾5mins；4、用玻璃棒沾1滴反应液于滤纸上，观察滤纸上棕黑色的斑周围有无紫红色的 圆环，若有，则往溶液中加少量的亚硫酸钠搅拌；现象：滤纸上棕黑色斑周围无紫红色圆环5、重复4步骤至无紫红色环现象为止；6、然后进行减压抽滤，用温水洗涤沉淀；7、将母液倾入蒸发皿中，使之浓缩至环己酮积的 7-8倍，然后趁热在不断搅拌 下分次缓慢加入10.6ml的浓H2SO4；现象：加入浓H2S

8、O4时溶液大量放热，蒸发皿上方有白雾。8、将反应液冷却至室温，然后再进行减压抽滤，用水四次冲洗所得固体，然后将所得产品从布氏漏斗中转移至表面皿中； 最后放在垫有石棉网的电热套上干燥 至恒重。五、数据记录与处理:（一）环己酮的制备中:试剂用量规格药品 名称环己醇浓硫酸重铭酸 钠（NaC2。- 2HO）W食盐无水硫酸镁药品 用量9.80ml9.3ml11.5g10g产率计算p3H03 Q + 峋上。7 + 4 H2SO43 Q + Cr3（SO4）3 + Na2SO4 +1 比 0100.1698.149.80ml*0.9624g/mlm 理（环己酮）环己酮的实际产量m实（环己酮）=4.25g环己

9、酮的理论产量m理（环己酮）=9.24g所以环己醇氧化制备环己酮的产率 R1=m实、/ m理M00% =46.00%（二）己二酸的制备中:试剂用量规格MnO4 -HOOCCOOH药品 名称环己酮浓硫酸氢氧化钠10%亚硫 酸钠高钮 酸钾药品 用量4.25g10.6ml1.0ml12.75 g98.14146.144.25m理（己二酸）己二酸的实际产量 m实（己二酸）=2.20g己二酸的理论产量 m理（己二酸）=6.33g所以环己酮氧化制备己二酸的产率 R2= m实/m理M00% =34.76%由上述两步的计算可得总产率 R= Ri XR2=15.99%由此可得每生产一吨己二酸需消耗反应物的量:V（

10、环已醇）m(Na2Cr2O7)m(KMnO4)V(10%NaOH)V（浓硫酸）实验所用 量9.8ml11.5g12.75g1.0ml19.9ml生产一吨 的量4454L5227Kg5795Kg455L9045L六、结果讨论与误差分析：1、实验注意事项：无水硫酸镁与水的结合为可逆反应，因此在蒸储前应除掉硫酸镁。蒸储环己酮粗产品时，水的储出量不宜过多，否则即使使用盐析，人不可避免 有少量环己酮溶于水而损失。环己酮的制备中，铭酸氧化环己醇是一个放热反应，必须严格控制反应温度以 免反应过于剧烈。在电热套上干燥己二酸产品时，温度要从低到高依次增加，防止局部过热。蒸储时的接收瓶不应用广口瓶，由于本次试验蒸

11、储后的物质后续还要用，因此 可用小烧杯接收。蒸储时不能蒸干，否则剩余的过氧化物受热易发生危险。抽滤时，布氏漏斗坡面应朝向连接胶管的孔，防止液体流出过慢时沿壁被吸到 孔里。抽滤时冲洗所得固体己二酸的时候， 应充分洗涤，否则应为在蒸发过程中也无 法出去而残留在产品中。2、影响产率的原因己二酸的制备中第一次抽滤时由于液体中还有未滤去的二氧化钮，又进行了一次抽滤，造成损失；己二酸的制备中，浓缩母液时剩余液体过多，水中溶解了过多产品，损失较多;抽滤、萃取、蒸储等操作会导致产品残留在仪器壁上或溶解于水中，加食盐进行盐析、用无水MgSO4干燥产品时会对产品产生吸附。七、思考题：环己酮的制备(1)水蒸汽蒸储对

12、分离的有机化合物有什么要求？答：不溶或难溶于水；在沸腾下与水不起化学反应；在100c左右,该化合物应具有一定的蒸气压(一般不小于 13.33KPa, 10mmHg(2)氧化反应结束后，为什么要加入草酸或甲醇，如果不加有什么不好？ 答：把剩余的重铭酸钠还原掉，否则重铭酸钠可能会继续氧化。(3)我们知道环己酮的沸点为155.65 C。在收集最终产品时，应选用水冷却型 冷凝管还是空气型？答：选空气型冷凝管。当蒸储物沸点超过 140度时，一般使用空气冷却， 以免用水冷却导致玻璃温差大而炸裂。己二酸的制备(1)试写出利用高钮酸钾氧化环己酮成己二酸的氧化还原配平式，并指出其中 的高钮酸钾与环己酮哪个试剂是

13、过量的？C6H10O+MnO 4-+2OH -HOOC (CH 2) 4COOH+MnO 2+H 2O高钮酸钾过量使氧化反应进行得更完全。(2)反应温度及氧化剂的用量对反应有什么影响？温度过高，氧化剂用量过多会导致副反应发生；温度过低氧化剂不足会导 致反应缓慢反应进行不完全。七、实验总结通过本次实验我们掌握了由环己醇氧化制备环己酮和由环己酮氧化制备己二酸的原理和操作方法；通过老师的讲解我们注意到了抽滤、 蒸储、萃取过程中 的细节问题，在实验中认真改正，实验技能得到训练提升；这次实验也加强了我 们的分工合作能力。在今后的学习实验中我们会更加努力。6， 6 前体 的合成指导老师：赵老师实验日期： 2013.04.18班级：应101-3组号：7 组组员：制作人：监审人：