乙酸正丁酯的制备
1 实验目的
(1)掌握有机酸酯合成的原理和基本方法
(2)掌握液体的洗涤、蒸馏等基本操作。
2 试验仪器、工具及试样
(1)试剂和试样:
正丁醇(FW=74) (9.3 g , 0.125 mol ) b.p . 117.2℃ d =0.809820/4g/ml
冰醋酸(FW=60) (7.5 g, 0.125 mol) b.p. 118℃ d=1.04920/4g/mL
浓硫酸 d=1.84120/4g/ml
10%碳酸钠溶液、无水硫酸镁、沸石、去离子水
(2)试验仪器和工具:
100mL圆底烧瓶、回流冷凝管、石棉网、电炉、分液漏斗、锥型瓶、50mL蒸馏烧瓶、温度计、pH试纸
实验装置:带分水器的回流装置
3 基本知识
由冰醋酸与正丁醇在浓硫酸存在下经酯化反应制得乙酸正丁酯:
4 实验方法与操作步骤
(1)在干燥的100mL圆底烧瓶中加入11.5mL正丁醇、7.2mL冰醋酸和3~4滴浓硫酸[1]。充分振摇,混合均匀[2]。加入几粒沸石。
(2)安装分水器及回流冷凝管,在分水器放水口一侧预先加水至略低于支管口,并做好记号。
(3)在石棉网上加热,于80℃左右加热15min,然后再升高温度,回流约25min。与此同时,要不断地从分水器放水口处放出反应生成的水[3],保持分水器中水层液面在原来的高度。
(4)不再有水生成时,表示反应完毕[4]。停止加热,记录分出的水量。
(5)冷却后拆卸回流冷凝管,将分水器中的液体和圆底烧瓶中的反应液合并后一起倒入分液漏斗,分出水层。
(6)用10mL10%碳酸钠水溶液洗涤有机层,使有机层pH等于7。分去水层。
(7)再用10mL水洗涤一次,分去水层。
(8)将有机层倒入一个干燥的小锥型瓶中,用适量无水碳酸镁干燥。摇动,至有机层透明。
(9)将干燥后的乙酸正丁酯倒入干燥的50mL蒸馏烧瓶中,常压蒸馏,收集124~126℃的馏分。产率约68%~75%。
(10)乙酸正丁酯是无色透明液体。b.p. 126.3℃,d420 0.8825, 1.3947。
5 注意事项
(1)浓硫酸在反应中作催化剂,只需少量,不宜过多。
(2)滴加浓硫酸时,应边加边摇,必要时可用冷水冷却,以免局部炭化。
(3)本实验利用共沸混合物除去酯化反应中生成的水。共沸物的沸点为:乙酸正丁酯—水 90.7℃,正丁醇—水 93℃,乙酸正丁酯—正丁醇 117.6℃,乙酸正丁酯—正丁醇—水 90.7℃。
(4)反应终点的判断可观察以下两种现象:1、分水器中不再有水珠下沉;2、分水器中分出的水量与理论分水量进行比较,判断反应完成的程度。
