笔者按:本实验与上次展示的实验《磷酸催化下乙酸乙酯的少量—半微量合成》相似,但本实验只需要使用高中化学实验的仪器,无需使用大学有机合成标准磨口玻璃仪器,还可以用酒精灯明火加热,对有机合成初学者更为合适。
乙酸乙酯的半微量合成
本实验是对高中化学实验《乙酸乙酯的制取》的改进,仍然使用高中化学实验仪器,但可以获得较多(半微量级)产物,产物不再是“浮在饱和碳酸钠溶液上的一层油状物”,适合高中生初学有机合成。
取一支直径25mm,长200mm的大具支试管,注入8ml无水乙酸(冰醋酸),12ml 95%乙醇,摇振试管混合均匀后,缓缓注入3ml 85%磷酸(也可用1ml—2ml 98%硫酸代替),小心摇振试管使之完全混合均匀,然后投入2—3粒沸石(碎瓷片)。注意:注入液体以及摇振试管时,不要让液体从具支试管的支管处流出。
根据酒精灯火焰高度确定铁架台铁圈高度,固定好铁架台铁圈,在铁圈上放上石棉网,然后将具支试管用铁夹垂直固定在铁架台上,具支试管底部放在石棉网上。用插有0℃—150℃温度计(或者0℃—200℃温度计)的单孔塞塞紧试管口,温度计感温泡插入反应物中,但不要接触试管底。
取一支小试管,浸在盛有冷水(最好是冰水,特别是天气较热时更应该使用冰水)的250ml或者500ml烧杯中,注意不要让冷水流入试管内部,然后取一根长300mm左右的玻璃管,一端用硅胶管连接在具支试管支管上,另一端插入浸在冷水中小试管的试管口,注意不要插入太深,以制备过程中玻璃管不浸入冷凝液为准。
特别注意:连接具支试管支管和长玻璃管之间的接头必须使用硅胶管,如果使用氟硅胶管或者聚四氟乙烯软管更好,不得使用普通乳胶管!因为热的乙酸乙酯蒸气对乳胶管的侵蚀性很强,很容易导致乳胶管破裂,一旦乳胶管破裂,乙酸乙酯蒸气冲出遇到加热明火可能会造成事故!
检查装置的气密性后,点燃酒精灯,用小火隔着石棉网加热具支试管底部,垫石棉网加热可以起到缓慢均匀加热,防止反应物局部过热的作用,因此最好不要省去石棉网直接加热。
数分钟后反应物开始沸腾,温度逐渐上升到80℃以上(可达85℃—86℃),乙酸乙酯蒸气以及一部分乙醇和水的蒸气(可能还有微量乙酸蒸气等)经具支试管支管进入长玻璃管,蒸气部分冷凝,冷凝液体和未冷凝的蒸气一起进入浸在冷水中的小试管,未冷凝的蒸气进一步冷凝,一起收集在小试管中。
保持反应物微沸10min—20min,待小试管中收集到10ml以上液体,反应物温度也上升到87℃—88℃时,停止加热。
冷却后,将小试管中的液体转入50ml锥形瓶,用饱和碳酸钠溶液洗涤两次,每次用约10ml饱和碳酸钠溶液,除去残留乙酸,以及一部分乙醇和水,即得粗乙酸乙酯,可得约10ml。
最后可将粗乙酸乙酯按照常规方法精制。
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