环己酮的制备 - 基础化学实验中心.doc

实验编号实 验 指 导 书实验项目：环己酮的制备 所属课程: 有机化学实验 课程代码: 面向专业: 化学化工、生命、药学、农学、医学、环境、中医药 学院(系): 化学化工学院 实 验 室: 基础化学实验中心代号: 11101 2006年 7 月 19日一、 实验目的1．学习氧化法制备环已酮的原理与方法2．掌握简易水蒸汽蒸馏3．掌握萃取、干燥等基本操作二、 实验内容1．将环己醇氧化成环己酮，了解氧化反应的原理，操作技术2．利用水蒸汽蒸馏，蒸出环己酮3．利用萃取分离出环己酮，蒸馏收集馏分三、 实验示意图1．水蒸汽发生器（短颈圆底烧瓶；金属制）短颈圆底烧瓶水蒸汽发生器 金属制水蒸汽发生器（G为T形三通管）2．蒸馏装置（单颈、二颈、三颈圆底烧瓶）D:蒸馏瓶，E:水蒸汽导入管，F:水蒸汽导出管,H:接受瓶注：蒸馏瓶也可采用三颈瓶四、 实验用主要仪器设备、消耗品仪器设备名称规格消耗品名称规格烧杯400ml环己醇CP三口烧瓶250ml重铬酸钾CP分液漏斗250ml浓硫酸CP水蒸汽发生器　圆底蒸馏烧瓶100ml温度计0-300℃直形冷凝管14#*2空气冷凝管14#*2蒸馏头14#*3尾接管14#接收瓶14#台秤（加砝码）阿贝折光仪五、 实验原理及原始计算数据、所应用的公式1．氧化反应：环己醇氧化：仲醇的氧化和脱氢是制备脂肪酮的主要方法。

酸性重铬酸钠（钾）是实验室中常用的氧化剂之一酮的稳定性较醛好，不易进一步氧化，因此一般可得到满意的结果但仍需小心地控制条件，以免氧化过于激烈而造成分子断链2．水蒸气蒸馏水蒸汽蒸馏是用来分离和提纯液态有机物的重要方法之一它常用在与水不相溶的，具有一定挥发性的有机物的分离和提纯上操作时是将水蒸汽通入不溶或难溶于水但有一定挥发性的有机物（约100℃时其蒸汽压至少1333Pa）中，使该物质在低于100℃的温度下，随水蒸汽一起蒸馏出来此法特别适用于分离那些在其沸点附近易分解的物质；也适用于从不挥发物质或不需要的树脂状物质中分离出所需的组分根据道尔顿气体分压定律，在一定温度时，两种（A和B）互不相溶的液体混合物的总蒸汽压（P）等于各组分单独在该温度下的分压（PA和PB）之和，对于其中任意一物质：如A物质，则：P＝P水＋PA而其中mA、mB为各物质在一定容积中蒸气的质量MA、MB为物质A和B的相对分子质量因此：即两种物质在馏液中的相对质量（就是它们在蒸气中的相对质量）与它们的蒸气压和相对分子质量成正比3．原始数据：原料用量：10g(10.5ml 0.1mol)环己醇,10.5g(0.035mol)重铬酸钠纯粹环己酮沸点：155.7℃ 折光率n=1.4507六、 实验数据记录环己醇 bp 161℃纯粹环己酮 bp 155.7℃ 折光率n=1.4507实验步骤：1．在1000ml烧杯中，溶解10.5g中铬酸钠于600ml水中，然后在搅拌下加入9ml浓硫酸，得到一橙红溶液，冷却倒30℃以下备用。

2．在250ml圆底烧瓶中加入10.5ml环己醇，然后一次加入上述制备好的铬酸溶液，振摇使之充分混合放入一温度计，测量初始反应温度，并观察温度变化情况当温度上升至55℃时，立即用水浴冷却，保持反应温度在55℃－60℃之间约0.5h以后，温度开始出现下降趋势，移去水浴再放置0.5h以上3．在反应瓶加入60ml水和几粒沸石，改成水蒸汽蒸馏装置将环己酮和水一起蒸出来，直至蒸馏液不再混浊后再多蒸15－20ml，约收集50ml蒸出液馏出液用精盐饱和（约需12g）后，转入分液漏斗，静置后分出有机层水层用15ml乙醚提取一次4．合并有机层和萃取液，用无水碳酸钾干燥，在水浴上蒸出乙醚后，蒸馏收集151－155℃馏分，产量6－7g. 馏液：bp 151－155℃在环己醇制备环己酮的过程中不能用KMnO4/H2SO4，否则得到己二酸，酸性高锰酸钾氧化性太强在反应中可适当加入精盐而降低环己酮在水中的溶解度本实验的主要基本操作：1．溶液配制2．氧化反应3．水蒸汽蒸馏4．萃取5．干燥，称量由于简易水蒸汽蒸馏第一次接触，因而要加强学生此方面的训练七、 实验结果计算及曲线1．环己醇的基准物 0.101ml理论产量应为 9.8g收率在55－70％之间2．乙醚纯度实验用淀粉碘化钾试纸检验试纸不呈蓝色，说明无过氧化物存在，乙醚可安全使用KI＋淀粉＋过氧化物－>I2 －淀粉（蓝色）产物纯化分离图：说明：1．该反应温度不能超过60℃，因为在硫酸的溶液中，温度超过60℃可能引起脱水成烯或开环反应。

2．在实验中加入精盐的目的在于减少环己酮的溶解度，有利于环己酮分离3.水的馏出量不宜过多，否则即使使用盐析，仍不可避免有少量环己酮溶于水中而损失八、 对实验结果和实验中某些现象的分析讨论1．本实验影响收率的重要因素是水的馏出量不宜过多，否则即使使用精盐，仍会增加环己酮在水中的溶解度而影响收率2．分离萃取必须严格按要求进行，否则在此几步中会损失产物影响产率3．温度必须控制在55－60℃，过低不易反应，过高产射产生副反应4．本实验为确定产物是否为环己酮，可分别作环己醇和环己酮的红外光谱，以确定产物为环己酮5．可通过折光率的测定来确定产物纯度环己醇的红外光谱图环己醇的核磁共振谱图环己酮的红外光谱图环己醇的核磁共振谱图实验精确度%九、 实验方法指示及注意事项1．分离时不要剧烈振摇，并必须静置分层完全后进行分离2．精盐的加入量不是越多越好，一般加入12g，如果加入过多，精盐析出过多会给分离带来困难3．用无水碳酸钾干燥15分钟左右，用塞子塞住瓶口十、 尚待解决的问题1．重铬酸钾现为国家控制药品，不易购买而且价格偏高，可以考虑用其他氧化剂替代，如：次氯酸钠和此氯酸钙2．产物的红外光谱测试不稳定，有时样品不够干燥会有水峰影响观察。

十一、 对学生的要求1．掌握环己醇氧化成环己酮的实验方法2．掌握水蒸气蒸馏的基本原理和操作方法2．了解红外、核磁共振谱的基本操作与原理十二、 参考文献谷珉珉、贾韵仪、姚子鹏编著 《有机化学实验》 复旦大学出版社， 1991年周科衍、吕俊民主编 《有机化学实验》 第二版 高等教育出版社 ，1984年L．F．费歇尔、L.威廉森著 《有机化学实验》 左育民等译 高等教育出版社备注实验设计者： 赵成学、孟庆华、章烨首开实验时间：1998年编写人：章烨编写时间：2006年7月- 14 -。