呋喃甲醇和呋喃甲酸的制备.docx

呋喃甲醇和呋喃甲酸制备【实验目的】1. 学习由吠喃甲醛制备吠喃甲醇和吠喃甲酸的原理和方法，从而加 深对Cannizzaro反应的认识2. 学习吠喃甲醇和吠喃甲酸的分离方法实验原理】吠喃甲醛（又称糠醛）和浓氢氧化钠的作用，发生Cannizzaro反应，从而制备吠喃甲醇和吠喃甲酸反应式如下：OCHO + NaOH —► CH2OH +COONaOCOONa + HClCOONa + NaClO【仪器和药品】仪器：烧杯（100 mL）、分液漏斗、锥形瓶、圆底烧瓶（25 mL）、直型冷凝 管、接引管、三角烧瓶药品：吠喃甲醛、氢氧化钠（43%）、聚乙二醇、乙醚、盐酸（25%）、无水 碳酸钠或无水硫酸镁【实验装置图】【实验步骤】方法1准备量取5 mL 43%氢氧化钠（或氢氧化钾）溶液和1g聚乙二醇［m2］（相对 分子质量为400）置于小烧杯中，充分搅匀，将烧杯置于冰水浴中冷却内容物至 约5°C左右在不断搅拌⑶下从滴液漏斗慢慢滴入5 mL （5.8 g,约0.06 mol）新 蒸镏过的呋喃甲醛囹，把反应温度保持在8〜12C［5］加完后（约15 min）于室温 继续搅拌约25 min,反应即可完成，得淡黄色浆状物。

在搅拌下加入适量（约15 mL）的水，至沉淀恰好完全溶解6］，此时溶液呈暗 红色将溶液转入分液漏斗中，每次用8 mL乙醚萃取溶液，合并乙醚萃取液， 加约1g无水碳酸钠或1g无水硫酸镁干燥，将塞子塞紧，静置水浴蒸馏出去 乙醚，然后蒸馏呋喃甲醇，收集169~172 C的馏分，产量约2〜2.5 g （产率为68% 〜84%）纯呋喃甲醇为无色透明液体，bp为171 C，d20 1.1296，n* 1.4868.经乙醚萃取后的水溶液内主要含呋哺甲酸钠，在搅拌下加约9 mL的约25% 盐酸酸化，至pH为2〜3［7］，充分冷却后，滤集析出的呋喃甲酸并用用少量水洗 1~2次粗产品用约12 mL水重结晶，得到白色针状结晶的呋喃甲酸㈤，产量约 2.3 （产率约68%）纯呋喃甲酸的mp为133~134 C方法2将6mL 43%氢氧化钠溶液置于烧杯中，将小烧杯置于冰水浴中冷却至5 C 左右，不断搅拌下滴加6.6mL新蒸馏的呋喃甲醛（约用10 min），把反应温度保 持在8~12 C滴加毕，继续于冰水浴中搅拌约20 min，反应即可完全，得奶黄 色浆状物在搅拌下加入约10mL水至固体全溶，将溶液转移入分液漏斗中用乙醚分三 次（15mL，10mL，5mL ）萃取，合并萃取液，加2g无水硫酸镁干燥后，水浴 蒸馏出去乙醚，然后蒸馏呋喃甲醇收集169~172 C的馏分，产量约2.4 g （产率 61%）。

经乙醚萃取后的水溶液（主要含呋哺甲酸钠）用约14mL 1:1盐酸酸化至pH 为2〜3,则析出结晶充分冷却后，抽滤，收集晶体，并用少量水洗1~2次粗 产品用约20 mL水重结晶，抽滤，干燥（＜85°C）,产量约3 g （产率约56%【注释】[1] 由反应机理可知，歧化反应速率是由产生氢负离子这一步决定，适当提 高碱的浓度可以加速歧化反应，而碱的浓度升高则粘稠性增大，搅拌困难，采用 反加法，即将呋喃甲醛滴加到氢氧化钠溶液中，反应较易难控制，产率则与顺加 法相同[2] 聚乙二醇（相对分子质量为400），作为相转移催化剂[3] 反应在两相间进行，必须充分搅拌[4] 呋喃甲醛存放过久变成棕褐色甚至黑色，同时往往含有水分因此使用 前需蒸馏提纯，收集155〜162 C的馏分如用减压蒸馏收集54〜55 C/1 333 Pa 馏分新蒸馏的呋喃甲醛为无色或淡黄色的液体[5] 反应开始后很剧烈，同时放出大量的热，溶液颜色变暗若反应温度高 于12 C时，则反应温度极易升高，难以控制.致使反应物呈深红色若低于8 C， 则反应速度过慢，可能部分呋喃甲醛积累，一旦发生反应，反应就会过于猛然而 使温度升高，最终也使反应物变成深红色。

[6] 在反应过程中会有许多呋喃甲酸钠析出，加水溶解，可使奶油黄色的浆 状物转为酒红色透明状的溶液但若加水过多会导致损失一部分产品[7] 酸量要加足，保证pH=3，使呋喃甲酸充分游离出来这是影响呋喃甲 酸收率的关键[8] 从水中得到的呋喃甲酸呈针状固体，100 C时有部分升华，故呋喃甲酸 应置于80〜85 C的烘箱内慢慢烘干或自然晾干为易思考题】1. 为什么要使用新鲜的呋喃甲醛？长期放置的呋喃甲醛含有什么杂质？若 不先除去，对本实验有何影响？2. 呋喃甲酸钠的酸化这一步为什么是影响产物收率的关键呢？应如何保证 酸化完全？3. 试设计以苯甲醛为原料，用Cannizzaro反应制备苯甲醇和苯甲酸的实验方案？。