呋喃甲醇和呋喃甲酸的制备.doc

1、【实验目的实验目的】 学习呋喃甲醛在浓碱条件下进行 Cannizzaro(坎尼扎罗)反应制备呋喃甲醇 （furfuryl alcohol）和呋喃甲酸(furoic acid)的原理和方法，从而加深对 Cannizzaro 反应的认识。 【实验原理实验原理】 在浓的强碱作用下，不含-活泼氢的醛类可以发生分子间自身氧化还原反 应，一分子醛被氧化成酸，而另一分子醛被还原为醇，此反应称为 Cannizzaro 反应。 反应实质是羰基的亲核加成。反应涉及了羟基负离子对一分子不含H 的 醛的亲核加成，加成物的负氢向另一分子醛的转移和酸碱交换反应，其反应机理 表示如下： H H CO + OH CO OH

2、O O H O H CH + CH 负氢转移 C + CH OH ，H 2O C + CH OH O OH O O OH 在 Cannizzaro 反应中，通常使用 50的浓碱，其中碱的物质的量比醛的物 质的量多一倍以上，否则反应不完全，未反应的醛与生成的醇混在一起，通过一 般蒸馏很难分离。 本实验是以呋喃甲醛和氢氧化钠的作用，从而制备呋喃甲醇和呋喃甲酸。反 应式如下： 浓 NaOH CHO CH2OH + COONa COONa H+ COOH 【仪器与试剂仪器与试剂】 1、仪器：50mL 烧杯、滴管、温度计、玻璃棒、分液漏斗、圆底烧瓶、蒸馏头、 冷凝管、接液管、抽虑瓶、布什漏斗、三角烧瓶、

3、铁圈、电热套、铁架台。 2、药品：3.28mL (3.8g，0.04mol)呋喃甲醛、1.6g（0.04mol）氢氧化钠、乙醚、 小磁子、冰、浓盐酸、无水硫酸镁、刚果红试纸。 【实验内容及步骤】【实验内容及步骤】 在 50mL 烧杯中放置 6mL 的 43%氢氧化钠溶液，将烧杯置于冰水浴中冷却 内容物至约 5，不断搅拌下滴加 6.6mL(76g，0.08mol)呋喃甲醛（约 10min） ， 反应混合物温度保持在 812之间，滴加完后，保持此温度继续搅拌 30min， 反应即可完全，得一奶黄色浆状物。 在搅拌下向反应混合物加入适量水（约 10mL）使其恰好完全溶解得暗红色 亲核加成 溶液，将溶

4、液转入分液漏斗中，用乙醚萃取 3 次（15mL、10mL、5mL、 ） ，合并 乙醚萃取液，用 2g 无水硫酸镁干燥后，先在水浴中蒸去乙醚，然后加热蒸馏， 收集 169172馏分，产量约 2.4g(产率约 61%)。纯呋喃甲醇为无色透明液体， 沸点 171，折光率nD201.4868。 在乙醚提取后的水溶液中慢慢加入约 14mL1:1 盐酸，搅拌，滴至刚果红试纸 变蓝（PH 为 23） ，冷却，结晶，抽滤，产物用少量冷水洗涤，抽干后，收集粗 产物，然后用水重结晶，得白色针状呋喃甲酸，产量约 3g，熔点 130132。 纯呋喃甲酸熔点为 133134。 本实验约需 8h。 【注意事项】【注意事项

5、】 1、实验前应将呋喃甲醛蒸馏提纯。 2、实验过程中应进行充分的搅拌。 3、在反应混合物中加水时不可过量，过多的水会造成呋喃甲酸的损失。 4、加浓盐酸时要足量，以保证 PH23，使呋喃甲酸充分游离出来。 5、呋喃甲酸重结晶时，不要长时间加热回流，否则部分呋喃甲酸被分解出现焦 油状物。 【实验习题】【实验习题】P84 （1、2、3） 1、试比较 Cannizzaro 反应与羟醛缩合反应在醛的结构上有何不同？ 2、本实验根据什么原理来分离呋喃甲醇和呋喃甲酸? 3、乙醚萃取后的水溶液，用浓盐酸酸化到中性是否最适当？为什么?不用试纸或 试剂检验，怎样知道酸化已经恰当？ 【主要试剂物理常数】【主要试剂物理常数】 名称 Mr 性状 /g cm -3 m.p./ b.p./ nD 20 呋喃甲醛 （糠醛） 96.09 无色或琥珀色透明油状液 体，具有类似杏仁的特殊 香味。微溶于水，易溶于 乙醇、乙醚、苯、丙酮和 四氯化碳，易与蒸气一同 挥发，易燃。 1.1596 36.5 161.7 1.5261 呋喃甲醇 （糠醇） 98.10 无色或淡黄色透明油状液 体，溶于水、乙醇和乙醚， 暴露于日光和空气中变成 棕色或深红色。 1.1296 31 171 1.4865 呋喃甲酸 （糠酸） 112.0 8 无色结晶，升华后呈针状 结晶。不溶于冷水，溶于 热水、乙醇和乙醚。 133 230 232