己二酸二甲酯的制备(多步有机合成及尾气处理).doc

己二酸二甲酯的制备 ［实验目的］ 1．通过设计由环己醇经己二酸制备己二酸二甲酯的实验方案，训练学生综合实验的技能； 2．通过查阅资料，调研工业上、实验室中实现相关反应的具体方法； ［实验原理］ ［思考题］ 由己二酸制备己二酸二甲酯的实验中，甲醇的用量为什么大大过量？ （一） 己二酸的制备（也可参照有机化学实验课本P107的方法，就不需要使用偏钒酸铵了。） ［实验仪器］ 250mL三颈烧瓶，温度计（0~100℃），滴液漏斗，球形冷凝管，量筒（50mL,10mL），三角漏斗，抽滤瓶，布氏漏斗，酒精灯，小烧杯。 ［实验药品］ 12mL 50%HNO3，4mL环己醇，偏钒酸铵，稀NaOH溶液。 ［实验步骤］ 1．用50mL量筒量取12mL 50%HNO3加入到250mL三颈烧瓶中，再加入少许偏钒酸铵，1~2粒沸石，按图装好装置； 2．用10mL量筒量取4mL环己醇加入到滴液漏斗中，量过环己醇的量筒用少许水洗涤再倒入滴液漏斗中； 3．用酒精灯预热至50℃左右，然后移去酒精灯。先滴加5~6滴环己醇，同时摇动，然后慢慢滴加剩下的环己醇（m.p. 21~24℃）。加完后用1.5mL水洗涤量过环己醇的量筒再加入到滴液漏斗中，并保持温度在60~65℃之间，使反应液处于微沸状态。当温度过高时，用冷水冷却；过低时，用酒精灯加热； 4．加完后继续振摇，用酒精灯加热，使温度慢慢上升到80~90℃，约需10min，直至无红棕色气体（NO2）生成为止； 5．趁热将反应液倒入100mL烧杯中，冷却后抽滤，用15mL冰水洗涤，干燥后，称重，计算产率。 6. 纯己二酸为无色单斜晶体，熔点为153℃，应进行熔点测试以及红外光谱鉴定 有机化学实验课本P108有标准样的红外光谱图 。 ［注意事项］ 1．本装置严禁漏气，用碱液吸收尾气（NO2，NO），最好在通风橱中进行； 2．环己醇与浓HNO3切勿用同一量筒量取，因二者相遇发生剧烈反应，甚至发生意外； 3．环己醇熔点为24℃，熔融时为粘稠状液体，为了减少转移时的损失，可用少量水冲洗量筒，并入滴液漏斗中，同时还可降低其熔点，以免堵住漏斗。 图一、己二酸的制备装置（二）己二酸二甲酯的制备（磨口仪器） ［实验步骤］ 1．将己二酸6.12g加入到圆底烧瓶中，加入32mL甲醇（m甲醇：m己二酸＝20：1），浓H2SO4 4mL（浓H2SO4应缓缓加入，以避免发生意外），1～2粒沸石，装上回流装置，回流冷凝管上端装一干燥管，加热回流2h。 2．稍冷，蒸出大部分的甲醇（约20mL），加入20g碎冰，用乙醚20mL×3萃取。 3．将乙醚溶液合并，用20mL饱和Na2CO3溶液洗涤，10mL×4饱和NaCl溶液洗涤，无水MgSO4干燥0.5h。 4．过滤，蒸掉乙醚，再减压抽调溶剂和少量残留的甲醇，得一浅蓝色液体5.6g，粗产率＝77％。 ［注意事项］ 1．己二酸二甲酯的制备反应（酯化反应）是可逆的，所以甲醇的用量大大过量，否则己二酸没有充分反应，利用率低；再则副产物己二酸单甲酯的产量会大大增加。 2．己二酸二甲酯： m.p.＝10~11℃，b.p.＝115℃。