实验七 1- 溴丁烷的制备

1 、掌握 1- 溴丁烷的合成原理 ; 1- 溴丁烷的合 成装置 ; 1- 溴丁烷的洗涤和纯化方法。

一、实验目的

2 、熟悉气体吸收装置和回流反应装置。

3 、巩固分馏分离产物操作。

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1 、重点：蒸馏与分馏的基本原理、装置和 操作。

2 、难点：绘制工作曲线以确定各馏分的组 成的方法 。

二、实验重点、难点

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三、实验学时

4 学时

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四、实验原理 制备卤代烃的方法有多种，但实验室制备饱和

一元卤代烃最常用的方法为醇与氢卤酸的反应：

n-C4H9OH + HBr n-C4H9Br + H2O

ROH + HX RX + H2O

例如以此法制备 1- 溴丁烷，醇用正丁醇，氢卤酸可用市售浓度为 7.5% 的浓氢溴酸，也可用NaBr 与 H2SO4 的反应来完成：

或：

n-C4H9OH + HBr n-C4H9Br + H2O

NaBr + H2SO4 HBr + NaHSO4

醇与氢溴酸的反应是一个可逆反应。为了促使平衡向右移动（即生成 1- 溴丁烷的方向移动），可采取：① 增加其中一种反应物浓度的方法；② 设法使反应产物离开反应体系的方法；③ 增收加反应的浓度和减少产物的两种方法并用。 在本实验中，我们采取溴化钠与硫酸过量的方 法来促使平衡向生成 1- 溴丁烷的方向移动。

因反应中用到浓硫酸，故可能的副反应有：

CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH=CH2 + H2OŨH2SO4

2CH3CH2CH2CH2OHŨH2SO4 (CH3CH2CH2CH2)2O + H2O

2HBr + H2SO4 Br2 + SO2 + 2H2O

H2SO3H2O

仪器 : 蒸馏装置玻璃磨口仪器、球形冷凝管、圆底烧 瓶 50ml 、温度计 150℃ 、锥形瓶 50ml 、烧杯 400ml 、电热套、分液漏斗、 10ml 、 100ml 量筒、 电热套、铁架台、铁夹及十字头、铁圈、橡胶 水管、天平

五、仪器、试剂与装置

试剂 : 正丁醇 6.2mL (5g, 0.068mol) 、溴化钠 （ 无 水 ） 8.3g(0.08mol) 、 浓 硫 酸（ d=1.84 ） 10mL(0.18mol) 、 10% 碳酸钠溶液、无水氯化 钙、 10% 碳酸钠溶液（ 500ml ）、无水氯化钙、 沸石、甘油

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装置 :

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六、实验步骤1 、 无 水 溴 化 钠 研 钵 研 细 后 ， 称 取 8.3g 于50mL 圆底烧瓶中，然后加 6.2mL 正丁醇和 2 粒沸石。2 、稀释浓硫酸：取 10mL 水于 100mL 三角瓶中，冷 水浴冷却，一边摇荡，一边沿瓶壁缓慢加入 10mL 浓硫酸，将浓硫酸稀释。3 、将稀释后的硫酸分批从冷凝管上端加入盛放有 NaBr 、正丁醇的烧瓶中。加硫酸时，应充分振 荡烧瓶，使反应物混合均匀。4 、按照图 2 连接好气体吸收装置，用酒精灯、石 棉网小火加热到沸腾，回流 30 分钟。

5 、将上述反应体系冷却 5 分钟，御下回流冷凝 管，重新补加 12 粒沸石，用 75弯管连接冷凝 管（见图 3 ）进行蒸馏，直到无油滴蒸出为止。6 、分离、洗涤： ⑴ 将含有水的粗 1- 溴丁烷移入分液漏斗中，加 入 15mL 水洗涤，静置分层（上层水相， 下层油相 1- 溴丁烷）。打开活塞，将下层 1- 溴丁烷放入一干燥的三角瓶内，进行下步 操作。

⑵ 浓硫酸洗： 分去水后的粗 1- 溴丁烷，振荡下分 23 批缓慢加入总量为 3mL 的浓硫酸进行洗涤。因此过程体系入热，故可置于冷水浴中进行。 将冷却后的 1- 溴丁烷、硫酸混合物再小心地移入分液漏斗中，待静置分层后（ 1 溴丁烷 d20

41.275, H2SO4d2041.84,所以

1- 溴丁烷处于上层，浓硫酸为下层），分出下层的废酸，倒入指定的废液回收瓶中，交实验室统一处理。⑶水洗与 Na2CO3 溶液洗： 分去硫酸后的粗 1- 溴丁烷层，依次分别用 10mLH2O 、 5mL10%Na2CO3 、 10mL 水进行洗涤。注意：每次洗涤后，应先将该步骤中的废液分去后，才能进 行下步洗涤。

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7 、干燥：粗 1- 溴丁烷放入干燥的三角瓶中，加入 12g 块状无 水 氯 化 钙 ， 加盖瓶塞后 放 置2030min, 放置过程中可间歇振荡三角瓶。（若一次实验课 不能完成此实验，可在此处停下来。）8 、常压蒸馏： 干燥后的 1- 溴丁烷，通过长颈漏斗（可在漏斗口 处放少许脱脂棉）倒入 50mL 圆底烧瓶中，再加 12 粒沸石，按常压蒸馏装置装好仪器，在石棉 网上用小火加热蒸馏，待馏分温度恒定后，开始 收集主馏分，得无色透明液体。馏分纯净情况下 沸点范围为 99102 。

七、基本操作

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1 、由于本实验中有少量 HBr 从冷凝管上口逸出，故需要对HBr 加以吸收。 HBr 气体，可溶于水，且呈酸性，因而可用水或稀碱液作吸收液（本实验用水）。注意图 2 中的玻璃漏斗应略微倾斜使漏口一半在水中，一半在水面上，这样，既能防止气体逸出，亦可防止水被倒吸至反应瓶中。

2 、本实验关键是加热时要控制火焰温度，使反应瓶中的液体保持微沸。否则，火焰过大，会使较多的 HBr 气体从冷凝管上口逸出，也会促使浓硫酸将 HBr氧化成游离溴，从而降低产率；而火焰过小，则不能给体系提供足够的活化能以保证反应顺利完成。

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3 、洗涤操作时，正溴丁烷有时在上层，有时在下层。根据相对密度数据判断产物在上层还是在下层。

4 、蒸馏，第二次所用的仪器是干燥的，使粗 1- 溴丁烷充分干燥，从而提高产品质量。

1 、将浓硫酸缓慢加入水中，不能将水加入浓硫酸中，否则将会使硫酸溅出，造成人身伤害。稀释硫酸的过程为放热过程，因而稀释后应继续冷却硫酸至室温，然后才能进行下步反应。2 、稀硫酸冷至室温后加入 NaBr 、正丁醇体系中，需摇匀，正常现象为：上部为无色透明清液，下部为白色粉末。因反应，体系中有少许气泡产生。若加入的硫酸较热，且加入后未摇匀，则放置几分钟后，体系中不断有气泡产生，上部清液由无色透明变为浅棕红色。其原因为：

八、注意事项

HBr + H2SO4 Br2 + SO2 + H2Oºì ×ØÉ«

3 、回流时要用小火，保持液体微沸。否则易使 Br-

被氧化为 Br2 ，还易使 HBr 气体逸出反应体系。4 、回流装置拆除后，一定要先补加沸石后再进行常压蒸馏，否则蒸馏过程会发生暴沸。5 、正溴丁烷是否蒸完，可从以下几个方面判断：① 蒸出液是否由浑浊变为澄清；② 反应瓶上层油层是否消失；③ 取一试管收集几滴馏出液，加水摇动。观察有无油珠出现。如无，表示馏出液中已无有机物，蒸馏已完成。蒸馏不溶于水的有机物时，常可用此方法检验。

6 、馏出液分为两层，通常下层为粗 1- 溴丁烷（油层），上层为水。若因未反应的正丁醇较多，或因蒸馏过久而蒸出一些氢溴酸恒沸液，则液层的相对密度会发生变化，油层可能悬浮或变为上层。如遇此现象，可加清水稀释使油层下沉。 如水洗后产物尚呈红色，是由于浓硫酸的氧化作用生成游离溴之故，可加入几毫升饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤除去：

7 、粗 1- 溴丁烷中所含的少量未反应的正丁醇也可以用 3mL浓盐酸来洗去。使用浓盐酸时， 1- 溴丁烷在下层。

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Br2 + NaHSO3 + H2O 2HBr + NaHSO4

九、实验报告书写要求实验报告1 、实验题目2 、实验原理3 、实验仪器与试剂4 、实验内容（操作步骤）5 、实验结果产量： g

6 、思考题

实际产量

理论产量 产率（ % ） = × 100%

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1 、本实验有哪些副反应？2 、反应时硫酸的浓度太高或太低会有什么结果？3 、试说明各步洗涤的作用。

十、思考题

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