实验十三 苯甲酸和苯甲醇的制备（课件）- 《有机化学实验》同步教学（华中科技大学版）

实验十二 苯甲酸和苯甲醇的制备 1 （一）实验目的 苯甲酸和苯甲醇的制备 1．学习苯甲醛通过Cannizzaro歧化反应制备苯甲醇和苯甲酸的原理。 2．学会液体和固体有机物的纯化方法，熟练洗涤、蒸馏及重结晶等纯化操作。 3．了解回收乙醚应采用的装置及注意事项。 （二）实验原理 苯甲酸和苯甲醇的制备 康尼查罗（cannizzaro）反应：无α-H的醛类和浓的强碱溶液作用时，发生分子间的自身氧化还原反应，一分子醛被还原成醇，另一分子醛被氧化成酸，此反应称为cannizzaro反应。 （二）实验原理 苯甲酸和苯甲醇的制备 反应后产物的分离纯化可利用两种产物在水和乙醚中溶解度的不同进行，即苯甲醇易溶于乙醚溶液，而苯甲酸钠盐易溶于水，用乙醚液可将苯甲醇从水溶液中萃取出。苯甲酸的精制利用的是苯甲酸在热水中溶解，在冷水中不溶的性质。 （三）实验仪器、试剂规格及物理常数表 苯甲酸和苯甲醇的制备 1. 实验仪器 三颈烧瓶、圆底烧瓶、搅拌器、球形冷凝管、蒸馏头、直形冷凝管、尾接管、锥形瓶、空气冷凝管、小漏斗、温度计、温度计套、烧杯、布氏漏斗、抽滤瓶、抽滤垫、电热套 2. 试剂规格 氢氧化钠、苯甲醛、乙醚、饱和亚硫酸氢钠溶液、10%碳酸氢钠溶液、无水硫酸镁、浓盐酸、刚果红试纸、活性炭 （三）实验仪器、试剂规格及物理常数表 苯甲酸和苯甲醇的制备 3. 物理常数表 药品名称 分子量 (mol wt) 性状 熔点 (℃) 沸点 (℃) 比重 (d420) 溶解度 易溶 水(g/100ml) 苯甲醛 106.12 无色液体 ‒26 179.5 1.044 乙醇、乙醚等有机溶剂 微溶 苯甲醇 108.13 无色液体 ‒15.3 205.7 1.042 乙醇、乙醚等有机溶剂 微溶 苯甲酸 122.12 白色结晶 122.1  249  1.266 乙醇、乙醚等有机溶剂 0.35（25℃) 2.2（75℃） 5.9（100℃） （四）实验步骤及装置图 苯甲酸和苯甲醇的制备 1. 苯甲酸和苯甲醇的制备 方法一：在150 mL锥形瓶中，将6.5 g氢氧化钠溶于9 mL水中，冷却至室温后，在振摇下，分3次加入10 ml 苯甲醛，用橡皮塞塞好瓶口，用力振荡，直到生成白色乳状液为止。塞紧瓶口，静置24小时。在反应混合物中加入20 mL蒸馏水，振摇使固体完全溶解。 （四）实验步骤及装置图 苯甲酸和苯甲醇的制备 1. 苯甲酸和苯甲醇的制备 方法二：在250ml三颈烧瓶中加入8g氢氧化钠和30mL水，搅拌溶解。冷却后加入10mL的苯甲醛，安装机械搅拌和回流装置，另一口塞住。开启搅拌器，调节转速，使搅拌平稳匀速。加热回流40分钟，停止加热，从球形冷凝管管口缓慢加入20mL蒸馏水，混合均匀后冷却至室温。 （四）实验步骤及装置图 苯甲酸和苯甲醇的制备 2. 苯甲酸和苯甲醇的纯化 苯甲醇：将乙醚液倒入分液漏斗中，依次用5 ml饱和亚硫酸氢钠溶液、10mL10％碳酸钠溶液、10mL水进行洗涤。将乙醚溶液放入一干燥小锥形瓶中，用1~2g/10ml无水硫酸镁干燥。 将反应混合液倒入分液漏斗中，用30ml乙醚分3次萃取，合并乙醚液。将所得的水液和醚液分别进行处理。 （四）实验步骤及装置图 苯甲酸和苯甲醇的制备 2. 苯甲酸和苯甲醇的纯化 将反应混合液倒入分液漏斗中，用30ml乙醚分3次萃取，合并乙醚液。将所得的水液和醚液分别进行处理。 苯甲酸：将水层盛于烧杯内用浓盐酸酸化，酸化至刚果红试纸变蓝并有大量白色苯甲酸晶体析出。充分冷却，抽滤，用滤液将晶体完全转移至布氏漏斗中，再用少量蒸馏水洗涤2~3次，抽干，晾干，称重。 （四）实验步骤及装置图 苯甲酸和苯甲醇的制备 3. 苯甲酸和苯甲醇的精制 苯甲醇：将干燥的乙醚溶液过滤至50 ml圆底烧瓶中，加热先蒸出乙醚。然后改用空气冷凝管，继续加热，收集198～204℃的馏分即得苯甲醇，称重，计算产率。 （四）实验步骤及装置图 苯甲酸和苯甲醇的制备 3. 苯甲酸和苯甲醇的精制 苯甲酸：取2g苯甲酸粗品加入110ml水溶液中，加热至完全溶解后，稍冷，加入0.1g活性炭，加热煮沸5~10分钟。趁热抽滤，滤液自然冷却结晶，抽滤，先用滤液将晶体完全转移至布氏漏斗中，再用水洗涤晶体2~3次，抽干，干燥，称重，计算产率。 注：趁热抽滤前，整套抽滤装置用热水预热！ （五）粗产物纯化原理 苯甲酸和苯甲醇的制备 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 苯