实验九 己二酸的制备（课件）- 《有机化学实验》同步教学（华中科技大学版）

实验九 己二酸的制备 1 （一）实验目的 己二酸的制备 1．学习环己醇氧化制备己二酸的原理和方法。 2．学习有毒气体生成物的处理方法。 （二）实验原理 己二酸的制备 己二酸是合成尼龙-66的主要原料之一，工业上制备己二酸的方法主要有：氰水解法、格氏试剂法和氧化法。 实验室制备己二酸可通过强氧化剂氧化环己醇制得，仲醇氧化得到酮，酮遇到强氧化剂（如高锰酸钾、硝酸等）时可继续被氧化，碳链断裂生成碳原子数更少的羧酸，而环己酮是环状结构，控制好反应温度，碳链氧化断裂后可得到单一产物己二酸。 （二）实验原理 己二酸的制备 本实验采用50%硝酸为氧化剂，氧化环己醇至环己酮，环己酮进一步被氧化后开环，最终制得己二酸。 反应过程中产生的一氧化氮气体极易被空气中的氧气氧化成二氧化氮，需用碱液吸收。 （三）实验仪器、试剂规格及物理常数表 己二酸的制备 1. 实验仪器 三颈烧瓶、滴液漏斗、球形冷凝管、小漏斗、烧杯、布氏漏斗、抽滤垫、抽滤瓶、温度计、温度计套、电热套 2. 试剂规格 环己醇、浓硝酸、稀氢氧化钠溶液、饱和氯化钠溶液、无水氯化钙 （三）实验仪器、试剂规格及物理常数表 己二酸的制备 3. 物理常数表 药品名称 分子量 (mol wt) 性状 沸点 (℃) 熔点 (℃) 比重 (d420) 溶解度 易溶 微溶 环己醇 100.16 无色液体 161.8 0.962 乙酸乙酯等极性小有机溶剂 水 己二酸 146.14 白色结晶    152 1.36 乙醚等极性小有机溶剂 水 （四）实验步骤及装置图 己二酸的制备 1. 己二酸的制备 在50mL三颈烧瓶中加入10 mL水，10 mL浓硝酸（0.16 mol）和一粒搅拌子，搅拌均匀后，在三颈烧瓶上安装回流冷凝管、温度计和滴液漏斗，并在回流冷凝管上接一气体吸收装置，用稀氢氧化钠溶液吸收反应过程中产生的二氧化氮气体。 （四）实验步骤及装置图 己二酸的制备 1. 己二酸的制备 将4.2 mL环己醇（4 g，0.04 mol）置于滴液漏斗中。搅拌下水浴加热至80 ℃，从滴液漏斗中滴加2滴环己醇，反应立即开始，温度计的温度随即上升至85～90℃，逐滴滴加剩余的环己醇，控制滴加速度，使反应液的温度始终控制在85～90℃，当环己醇全部加入，且反应液的温度降回80 ℃时，将反应液升温至85～90℃继续搅拌15min，使其充分反应。 （四）实验步骤及装置图 己二酸的制备 2. 己二酸的精制 将反应液趁热倒入烧杯中，放于冰水浴中充分冷却，有晶体析出，抽滤，用少量冰水洗涤滤饼，干燥后称重，计算产率。若要得到纯净产品，可在水中进行重结晶。 （五）粗产物纯化原理 己二酸的制备 1、重结晶的原理 其原理是利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同，或在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同而达到分离提纯的目的。 2、重结晶提纯法的过程： 选择溶剂→固体溶解→除去杂质→晶体析出→晶体的收集与洗涤→晶体干燥 （五）粗产物纯化原理 己二酸的制备 3、重结晶的注意事项 （1）溶剂的选择：价廉易得，毒性低，沸点低；相似相溶原则。 （2）固体物质的溶解：溶剂量多加20%，水做溶剂可用烧杯溶解；有机溶剂做溶剂，必须安装回流装置。 （3）杂质的除去：活性炭用量一般为粗产物1～5%。 （4）晶体的析出：滤液静置自然冷却析晶，最后用冰水冷却。 （5）晶体的收集和洗涤：洗涤时先抽干再均匀洒入适量溶剂， 轻轻搅动后再抽滤，重复操作两次。 （6）晶体的干燥：根据溶剂及晶体的性质选择而进行干燥。 （六）产率计算 己二酸的制备 产率= m实 m理 × 100% 产率计算： （1）计算出理论产量 （2）计算出产率 （七）讨论 苯甲酸的制备 （八）思考题 1．为什么要严格控制氧化反应的温度？ 2．如果烧瓶中的温度超过90 ℃，应如何处理？ 3．用氢氧化钠溶液吸收反应过程中产生的气体，原理是什么？ 谢谢观看 $$