甲基己醇的制备及表征

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1、生命与环境科学学院化学实验中心实验实验33 33 醇的合成醇的合成2-2-甲基甲基-2-2-己醇的制备及表征己醇的制备及表征1 1 实验目的实验目的（1 1）了解）了解GrignardGrignard试剂制备方法及其在有机合成中的试剂制备方法及其在有机合成中的 应用；应用；（2 2）掌握制备格氏试剂的基本操作；）掌握制备格氏试剂的基本操作；（3 3）巩巩固固回回流流反反应应、萃萃取取提提纯纯、蒸蒸馏馏提提纯纯等等操操作作技技能能，和恒压滴液漏斗的使用。和恒压滴液漏斗的使用。反应式： 本实验包括回流、蒸馏、机械或磁力搅拌、恒本实验包括回流、蒸馏、机械或磁力搅拌、恒压滴液漏斗的使用等基本操作。压滴

2、液漏斗的使用等基本操作。2 2 实验原理实验原理 卤代烷烃与金属镁在卤代烷烃与金属镁在无水乙醚无水乙醚中反应生成烃基中反应生成烃基卤化卤化镁镁RMgXRMgX，称为，称为GrignardGrignard试剂。试剂。 G G试剂能与羰基化合物等发生试剂能与羰基化合物等发生亲核加成反应亲核加成反应，产物经，产物经水解后可得到醇类化合物。水解后可得到醇类化合物。 本实验以本实验以1-1-溴丁烷为原料、乙醚为溶剂制备溴丁烷为原料、乙醚为溶剂制备GrignardGrignard试剂，而后再与丙酮发生加成、水解反应，制试剂，而后再与丙酮发生加成、水解反应，制备备2-2-甲基甲基-2-2-己醇。反应必须在己

3、醇。反应必须在无水、无氧、无活泼氢条无水、无氧、无活泼氢条件下进行，因为水、氧或其它活泼氢的存在都会破坏件下进行，因为水、氧或其它活泼氢的存在都会破坏GrignardGrignard试剂。试剂。 醇是有机合成中应用极广的一类化合物，它来源方便，不但用作溶剂，而且易转变成卤代烷、烯、醚、醛、酮、羧酸和羧酸酯等多种化合物，是一类重要的化工原料。 醇的制法很多，简单和常用的醇在工业上利用水煤气合成、淀粉发酵、烯烃水合及易得的卤代烃的水解等反应来制备。实验室醇的制备，除了羰基还原（醛、酮、羧酸和羧酸酯）和烯烃的硼氢化-氧化等方法外，利用Grignard反应是合成各种结构复杂的醇的主要方法。 卤代烷和溴

4、代芳烃与金属镁在无水乙醚中反应生成烃基卤化镁，又称Grignard试剂。芳香和乙烯型氯化物，则需用四氢呋喃（沸点66）为溶剂，才能发生反应。 Grignard试剂为烃基卤化镁与二烃基镁和卤化镁的平衡混合物： 卤代烷生成Grignard试剂的活性次序为：RIRBrRCl。实验室通常使用活性局中的溴化物，氯化物反应较难开始，碘化物价格较贵，且容易在金属表面发生偶合，产生副产物烃（R-R）。 Grignard试剂的制备必须在无水条件下进行，所用仪器和试剂均需干燥，因为微量水分的存在抑制反应的引发，而且会分解形成的Grignard试剂而影响产率: 此外，Grignard试剂尚能与氧、二氧化碳作用及发生

5、偶合反应： 故Grignard试剂不宜较长时间保存。用活泼的卤代烃和碘化物制备Grignard试剂时，偶和反应是主要的副反应，可以采取搅拌、控制卤代烃的滴加速度和降低溶液浓度等措施减少副反应的发生。 Grignard反应是一个放热反应，所以卤代烃的滴加速度不宜过快，必要时可用冷水冷却。当反应开始后，应调节滴加速度，使反应物保持微沸为宜。对活性较差的卤化物或反应不易发生时，可采用加入少许碘粒的1，2-二溴乙烷或事先已制好的Grignard试剂引发反应发生。正丁基溴化镁的合成装置：正丁基溴化镁的合成装置：滴加滴加回流回流机械搅拌机械搅拌吸水吸水3 3 操作流程操作流程3.1 3.1 正丁基溴化镁合

6、成正丁基溴化镁合成250mL250mL三三口烧瓶口烧瓶 恒压滴液漏斗恒压滴液漏斗热水浴上回流热水浴上回流20min20min，使镁，使镁条作用完全条作用完全保证反应平稳保证反应平稳 13.5mL13.5mL正溴丁烷正溴丁烷 15mL15mL无水乙醚无水乙醚3.1gMg3.1gMg条条15mL15mL无水乙醚无水乙醚一小粒碘片一小粒碘片搅拌、回流搅拌、回流 正丁基溴化镁粗产品正丁基溴化镁粗产品（GrignardGrignard试剂）试剂） 由冷凝管上由冷凝管上端加入端加入25mL25mL无水乙醚无水乙醚滴加滴加5mL5mL混合液混合液滴正溴丁烷滴正溴丁烷无水乙醚无水乙醚混合余液混合余液3 3.

7、.2 2 反应得到反应得到2-2-甲基甲基-2-2-己醇的水溶液己醇的水溶液 GrignardGrignard试剂试剂冰水浴中冷冰水浴中冷却、搅拌却、搅拌冷却冷却控速，继续搅控速，继续搅拌拌15min(r.t)15min(r.t)滴加滴加10mL10mL丙酮和丙酮和15mL15mL无无水乙醚的混合液水乙醚的混合液白色粘稠状白色粘稠状固体生成固体生成分批滴加分批滴加100mL100mL10%10%硫酸溶液硫酸溶液得到：得到：2-2-甲基甲基-2-2-己己醇的水溶醇的水溶液液3 3.3 .3 得得2-2-甲基甲基-2-2-己醇的乙醚溶液（萃取）己醇的乙醚溶液（萃取） 合并醚层合并醚层 除去除去水层

8、水层萃取两次萃取两次25mL25mL乙醚乙醚/ /次次上步上步2-2-甲甲基基-2-2-己醇己醇的水溶液的水溶液乙醚萃取乙醚萃取 得到：得到：2-2-甲基甲基-2-2-己己醇的乙醚醇的乙醚溶液（含溶液（含杂质）杂质）锥形瓶锥形瓶 乙醚层乙醚层干燥干燥 3.4 3.4 萃取洗涤的纯化萃取洗涤的纯化1 12g2g无水碳酸钾无水碳酸钾振摇静振摇静置分层置分层30mL5%30mL5%碳酸钠碳酸钠溶液洗涤一次溶液洗涤一次2-2-甲基甲基-2-2-己醇己醇的乙醚溶液（含杂的乙醚溶液（含杂质质）2-甲基甲基-2-己醇己醇的乙醚溶液的乙醚溶液2-甲甲基基-2-己醇己醇的乙的乙醚溶醚溶液液3.5 3.5 蒸馏提

9、纯处理蒸馏提纯处理蒸馏，收集蒸馏，收集140140144144馏分馏分 采用低沸点易燃物采用低沸点易燃物的蒸馏装置，在的蒸馏装置，在温温水浴水浴上蒸去乙醚上蒸去乙醚产物产物(1(14 40 014144 4馏份馏份) )蒸馏蒸馏萃取、洗涤萃取、洗涤结果：纯的2-甲基-2-己醇沸点为143。2-甲基-2-己醇（2-Methyl-2-hexanol）产品检测产品检测 无色液体，相对分子质量116 ，分子式C7H16O ，沸点为141-142，折光率nD折射率1.4170 ，相对密度0.812。 微溶于水容易溶解在 醚、 酮的溶液中。与水能形成共沸物（沸点87.4C，含水27.5） 4 4 注意事项

10、注意事项 （1 1）镁镁屑屑不不宜宜长长期期放放存存。长长期期放放存存的的镁镁屑屑，需需用用5%5%的的盐盐酸酸溶溶液液浸浸泡泡数数分分钟钟，抽抽滤滤后后，依依次次用用水水、乙乙醇醇、乙乙醚醚洗洗涤涤，干干燥。或者用砂纸擦去氧化层。燥。或者用砂纸擦去氧化层。 （2 2）本本实实验验采采用用简简易易密密封封。也也可可用用磁磁力力搅搅拌拌替替代代电电动动搅搅拌。拌。 （3 3）本本实实验验所所用用仪仪器器、药药品品必必须须充充分分干干燥燥。1-1-溴溴丁丁烷烷用用无无水水CaClCaCl2 2干干燥燥并并蒸蒸馏馏纯纯化化，丙丙酮酮用用无无水水K K2 2COCO3 3干干燥燥并并蒸蒸馏馏纯纯化化。

11、仪器与空气连接处必须装仪器与空气连接处必须装CaClCaCl2 2干燥管。干燥管。 （4 4）注意控制加料速度和反应温度。）注意控制加料速度和反应温度。 （5 5）乙乙醚醚易易燃燃。使使用用和和蒸蒸馏馏低低沸沸点点物物质质乙乙醚醚时时，要要远远离离明火，防止外泄，注意安全。明火，防止外泄，注意安全。5 5 问题讨论问题讨论 （1 1）本本实实验验中中水水解解前前各各步步中中为为什什么么使使用用的的药药品品、仪仪器均需绝对干燥？为此你采取了哪些措施？器均需绝对干燥？为此你采取了哪些措施？ （2 2）反应若不能立即开始，应采取什么措施？）反应若不能立即开始，应采取什么措施？ （3 3）如何保持无氧

12、条件？）如何保持无氧条件？ （4 4）实验中有哪些可能的副反应？应如何避免？）实验中有哪些可能的副反应？应如何避免？ （5 5）请请自自己己设设计计出出由由GrignardGrignard试试剂剂与与羰羰基基化化合合物物反反应制备应制备2-2-甲基甲基-2-2-己醇的制备方案？写出反应式。己醇的制备方案？写出反应式。参考答案参考答案（1 1）本本实实验验中中水水解解前前各各步步中中为为什什么么使使用用的的药药品品、仪仪器器均均需需绝绝对对干干燥燥？为为此你采取了哪些措施？此你采取了哪些措施？ 答答：由由于于格格氏氏试试剂剂化化学学性性质质活活泼泼，反反应应体体系系应应避避免免有有水水、氧氧气气

13、和和二二氧氧化化碳碳的的存存在在，因因此此实实验验前前所所用用的的仪仪器器应应全全部部干干燥燥，试剂要经过严格无水处理。试剂要经过严格无水处理。 进进行行实实验验时时，装装置置的的安安装装及及试试剂剂的的量量取取动动作作都都应应快快捷捷，迅迅速速，并并注注意意防防湿湿气气侵侵入入！乙乙醚醚必必须须事事先先经经无无水水处处理理；正正溴溴丁丁烷烷事事先先用用无无水水氯氯化化钙钙干干燥燥并并蒸蒸馏馏纯纯化化；丙丙酮酮用用无无水水碳碳酸酸钾钾干干燥燥，亦亦经经蒸蒸馏馏纯纯化化。反反应应过过程程中中冷冷凝凝管管上上必必须须装装带带有有氯氯化化钙的干燥管。钙的干燥管。（2 2）反应若不能立即开始，应采取什

14、么措施？反应若不能立即开始，应采取什么措施？ 答：反应是否引发可从以下现象判断：答：反应是否引发可从以下现象判断： 反应液是否由澄清变混浊，是否有白色沉淀物产生。反应液是否由澄清变混浊，是否有白色沉淀物产生。 引发的措施有：引发的措施有： 1 1. .加热，但温度不能太高，保持有微小气泡缓慢产生即可。加热，但温度不能太高，保持有微小气泡缓慢产生即可。 2 2. .加碘，芝麻粒大小即可。加碘，芝麻粒大小即可。 3 3. .加入少许格氏试剂。加入少许格氏试剂。 若若5 5分分钟钟反反应应仍仍不不开开始始，可可用用温温水水浴浴，或或在在加加热热前前加加入入一一小小粒粒碘引发。碘引发。 若若开开始始时

15、时正正溴溴丁丁烷烷局局部部浓浓度度较较大大，易易于于发发生生反反应应，故故搅搅拌拌应应在在反反应应开开始始后后进进行行，必必须须等等反反应应引引发发后后才才能能搅搅拌拌和和滴滴加加混混合合液液！反反应应结结束束时时，可可能能有有镁镁条条未未反反应应完完全全，但但对对后后续续实实验验操操作作没没有有影影响。响。（3 3）如何保持无氧条件？）如何保持无氧条件？ 答答：一一般般反反应应之之前前需需要要通通入入氮氮气气，赶赶走走反反应应装装置置内内的的空空气气，以以保保持持反反应应过过程程中中的的无无氧氧状状态态。然然而而，在在实实验验室室中中，一一般般采采用用乙乙醚醚作作为为反反应应过过程程中中的的

16、溶溶剂剂，而而乙乙醚醚的的挥挥发发性性大大，沸沸点点低低，借借乙乙醚醚蒸蒸气气赶赶走走反反应应装装置置内内的的空空气气，达到无氧条件。达到无氧条件。（4 4）实验中有哪些可能的副反应？应如何避免？实验中有哪些可能的副反应？应如何避免？ 答：答：RMgX + HRMgX + H2 2O O RH + Mg(OH)X RH + Mg(OH)X2 RMgX + O2 RMgX + O2 2 2ROMgX 2ROMgXRMgX + RRMgX + ROH OH RH + R RH + ROMgXOMgXRMgX + RX RMgX + RX R R- -R + MgXR + MgX2 2 ( (偶联反应）偶联反应）RMgX + CORMgX + CO2 2 RCO RCO2 2MgXMgX 由由于于格格氏氏试试剂剂化化学学性性质质活活泼泼，反反应应体体系系应应避避免免有有水水、氧氧气气和和二二氧氧化化碳碳的的存存在在，因因此此实实验验前前所所用用的的仪仪器器应应全全部部干燥，试剂要经过严格无水处理。干燥，试剂要经过严格无水处理。 （5 5）请自己设计出由请自己设计出由Grignard试剂与羰基化合物反应制备试剂与羰基化合物反应制备2-甲基甲基-2-己己醇的制备方案？写出反应式。醇的制备方案？写出反应式。 答：答：谢谢！谢谢！