乙酸乙酯的制备工艺和要求课件.ppt

1、乙酸乙酯的制备乙酸乙酯的制备Synthesis of Ethyl Acetate 乙酸乙酯的制备乙酸乙酯的制备 目的与要求：目的与要求：掌握实验室制备羧酸酯的方法，加深对酯化掌握实验室制备羧酸酯的方法，加深对酯化 反应机理的理解。反应机理的理解。掌握蒸馏、萃取操作，学会使用分液漏斗。掌握蒸馏、萃取操作，学会使用分液漏斗。培养严谨求实的科学态度。培养严谨求实的科学态度。提高观察能力、主动思考能力。提高观察能力、主动思考能力。CH3COOHC2H5OH浓硫酸 CH3COOC2H5H2O+乙酸乙酯的制备乙酸乙酯的制备 CH3CH2OH浓 H2SO4150 140CH3CH2OCH2CH3 H2O+2

2、C2H5OC2H5C2H5OH+H2OC2H5OH+CH2=CH2H2SO4H2SO4 反应机理反应机理COOHCH3.H+COHCH3OH+HOC2H5.CH3COHOHH5C2O.+_ H质 子 转 移 CH3COHH5C2OOH2.+_ H2OCOC2H5CH3OH+_ H+COOC2H5CH3.怎样才能将怎样才能将 尽可能多的反应底物尽可能多的反应底物 转化成产物呢？转化成产物呢？方法：方法：使反应向生成产物的一方移动使反应向生成产物的一方移动 （即向右移动）（即向右移动）怎样使反应向生成产物的一方移动呢？怎样使反应向生成产物的一方移动呢？方法一：方法一：用恒沸法或加合适的去水剂用恒沸

3、法或加合适的去水剂把反应中所生成的水去掉把反应中所生成的水去掉；方法二：方法二：是在反应时加入过量的醇或是在反应时加入过量的醇或酸，以改变反应达到平衡时反应物和产酸，以改变反应达到平衡时反应物和产物的组成。物的组成。提高产率的方法提高产率的方法:采用反应物乙醇过量，不断蒸出乙酸乙酯和采用反应物乙醇过量，不断蒸出乙酸乙酯和水的方法。水的方法。除杂质：除杂质：得到的粗品中含有乙醇、乙酸、乙醚、水等得到的粗品中含有乙醇、乙酸、乙醚、水等杂质，须采用洗涤、干燥、蒸馏进行精制除去。杂质，须采用洗涤、干燥、蒸馏进行精制除去。恒恒 沸沸 “恒沸恒沸”是指两种或两种以上的物质按是指两种或两种以上的物质按一定的

4、组成比形成的混合物在一定温度下沸一定的组成比形成的混合物在一定温度下沸腾。这样的混合物我们称之为腾。这样的混合物我们称之为“恒沸物恒沸物”。“恒沸物恒沸物”虽然有固定的沸点，但不虽然有固定的沸点，但不是纯的物质。是纯的物质。表表1 1 乙酸与乙醇不同浓度时酯的产率乙酸与乙醇不同浓度时酯的产率 乙酸乙酸mol 乙醇乙醇mol 产物酯产物酯mol 1 0.1 0.05 1 0.5 0.41 1 1 0.66 1 2 0.86 1 8 0.97我们的实验中采用了哪些方法？我们的实验中采用了哪些方法？将原料之一的乙醇将原料之一的乙醇 过量过量；利用乙酸乙酯与水可以形成利用乙酸乙酯与水可以形成 恒沸物恒

5、沸物，通过通过蒸馏蒸馏，将反应产物将反应产物（乙酸乙酯和水）（乙酸乙酯和水）不断地移出反应体系。不断地移出反应体系。结果：结果：反应向右移动，产率提高。反应向右移动，产率提高。主要试剂主要试剂 冰醋酸冰醋酸 99%6mL 0.10mol CP 乙乙 醇醇 95%10mL 0.20mol CP 碳酸钠溶液碳酸钠溶液 饱和饱和 CP氯化钠溶液氯化钠溶液 饱和饱和 5mL CP 氯化钙溶液氯化钙溶液 饱和饱和 5mL CP硫硫 酸酸 98%3mL CP硫酸镁硫酸镁 无水无水 CP试验仪器试验仪器 圆底烧瓶（圆底烧瓶（50 mL）或三口烧瓶（）或三口烧瓶（250 mL）蒸馏烧瓶（蒸馏烧瓶（50 mL）

6、烧）烧 杯杯 分液漏斗分液漏斗 直形冷凝管直形冷凝管 接液管接液管 蒸馏头蒸馏头 温度计温度计 （100，150）锥形瓶锥形瓶 （50 mL，100 mL）恒压滴液漏斗恒压滴液漏斗 折光仪折光仪 电热套电热套 电子天平电子天平 电热恒温烘箱电热恒温烘箱三口烧瓶圆底烧瓶蒸馏头真空尾接管主要玻璃仪器主要玻璃仪器 主要玻璃仪器主要玻璃仪器滴液漏斗直形冷凝管温度计 分液漏斗主要设备主要设备1112345678911023456789110加热器 阿贝折光仪的外观阿贝折光仪的外观阿贝折光仪的外观阿贝折光仪的外观 阿贝折光仪的结构阿贝折光仪的结构试验装置图试验装置图 蒸蒸 馏馏 定义：定义：将液体加热至沸

7、使其变成蒸气，将液体加热至沸使其变成蒸气，再使蒸气通过冷却装置冷凝并将冷凝液收再使蒸气通过冷却装置冷凝并将冷凝液收集在另一容器中的过程。集在另一容器中的过程。应用：应用：液体物质最重要的分离和纯化方法。液体物质最重要的分离和纯化方法。原理：原理：纯液体在一定的压力下有固定的纯液体在一定的压力下有固定的沸点，通过蒸馏，我们可以把沸点相差较沸点，通过蒸馏，我们可以把沸点相差较大的两种或两种以上的液体混合物逐一分大的两种或两种以上的液体混合物逐一分开，达到分离和纯化的目的。开，达到分离和纯化的目的。1112345678911023456789110 蒸馏装置蒸馏装置 由下而上，从头到尾由下而上，从头

8、到尾蒸馏操作蒸馏操作 用漏斗将要蒸馏的液体转移到三口烧瓶里用漏斗将要蒸馏的液体转移到三口烧瓶里；向三口烧瓶中投入向三口烧瓶中投入 2-3 粒沸石，起沸腾中心作用粒沸石，起沸腾中心作用 开始通冷凝水；开始通冷凝水；（下端进水，上端出水）（下端进水，上端出水）开始加热开始加热；收集馏分，并记录温度；收集馏分，并记录温度；蒸馏操作蒸馏操作 停止加热停止加热,冷却至室温冷却至室温；停止通冷凝水；停止通冷凝水；按照与组装仪器时相反的顺序拆卸仪器。按照与组装仪器时相反的顺序拆卸仪器。1112345678911023456789110拆卸仪器拆卸仪器从尾到头，由上而下从尾到头，由上而下粗乙酸乙酯（含乙酸、乙

9、醇、乙醚、水）饱和Na2CO3洗 水层 有机层 乙酸、乙醇、Na2CO3 乙酸乙酯、乙醇、乙醚、水、Na2CO3（微量）饱和NaCl 洗 水层 有机层 Na2CO3 乙酸乙酯、乙醇、乙醚 饱和CaCl2洗 水层 有机层 乙醇、CaCl2 乙酸乙酯、水（微量）、乙醚 无水Na2SO4 干燥除水 蒸馏 除乙醚 纯乙酸乙酯 分离提纯分离提纯实验步骤实验步骤 在在100 mL的圆底烧瓶中加入的圆底烧瓶中加入19 mL 的无水乙醇的无水乙醇和和12 mL 的醋酸，再小心加入的醋酸，再小心加入5 mL的浓硫酸，的浓硫酸，回流回流0.5 h，改称蒸馏装置，加热蒸出乙酸乙酯，改称蒸馏装置，加热蒸出乙酸乙酯，直

10、到馏出液的体积为反应物的总体积的直到馏出液的体积为反应物的总体积的1/2为止。为止。小心加入饱和的碳酸钠溶液中和馏出液，直到不小心加入饱和的碳酸钠溶液中和馏出液，直到不再二氧化碳气体产生，然后将混合的液体转入分再二氧化碳气体产生，然后将混合的液体转入分液漏斗，分去下层的水层，酯层用液漏斗，分去下层的水层，酯层用10 mL的饱和的饱和氯化钠水溶液洗涤，再用氯化钠水溶液洗涤，再用10 mL饱和氯化钙洗涤，饱和氯化钙洗涤，最后用蒸馏水洗涤一次，分出有机层，无水硫酸最后用蒸馏水洗涤一次，分出有机层，无水硫酸镁干燥。蒸馏收集镁干燥。蒸馏收集7378馏分，计算产率。馏分，计算产率。实验步骤实验步骤 在在

11、50 mL的圆底烧瓶中加入的圆底烧瓶中加入 10 mL 的的 95%乙醇和乙醇和 6 mL的醋酸，再小心加入的醋酸，再小心加入3mL 浓硫酸浓硫酸 回流回流 40min 改称蒸馏装置，加热蒸出乙酸改称蒸馏装置，加热蒸出乙酸乙酯，直到馏出液体积为反应物总体积乙酯，直到馏出液体积为反应物总体积 1/2为止为止 小心加入饱和的碳酸钠溶液中和馏出液，直小心加入饱和的碳酸钠溶液中和馏出液，直到不再二氧化碳气体产生，然后将混合的液体转到不再二氧化碳气体产生，然后将混合的液体转入分液漏斗，分去下层的水层；入分液漏斗，分去下层的水层；酯层用酯层用5 mL饱和氯化钠水溶液洗涤，再用饱和氯化钠水溶液洗涤，再用 5

12、 mL饱和氯化钙洗涤，最后用蒸馏水洗涤一次；饱和氯化钙洗涤，最后用蒸馏水洗涤一次；分出有机层，无水硫酸镁干燥；分出有机层，无水硫酸镁干燥；蒸馏收集蒸馏收集7378馏分，计算产率。馏分，计算产率。分批加入 3mL 浓硫酸不断摇动烧瓶加23粒沸石滴液漏斗加10mL 95%乙醇 6mL 冰醋酸10mL 95%乙醇操作步骤操作步骤 1 合成混匀，插入三口烧瓶中 (漏斗下颈口距瓶底0.51cm)(2)三口烧瓶将烧瓶置于冷水浴中由滴液漏斗加入34 mL混合液插入温度计（水银球距瓶底0.51cm)加热至110125(3)蒸馏头管口有液体蒸出 慢慢滴入其余混合液控制蒸出速度与滴加速度相同1滴/s 并控温110

13、125(4)滴加完毕，继续加热130,不再有馏出液为止 (3)称量，计算产率称量，计算产率 (4)测定折光率测定折光率注：注：1.为提高产率，常采用乙醇过量的方法，因乙醇为提高产率，常采用乙醇过量的方法，因乙醇价格便宜。价格便宜。2.反应温度不得超过反应温度不得超过125，否则增加副产物乙，否则增加副产物乙醚的量。醚的量。3.滴加速度不宜太快，否则反应温度迅速下降，滴加速度不宜太快，否则反应温度迅速下降，同时乙醇和醋酸来不及反应而被蒸出，影响收率。同时乙醇和醋酸来不及反应而被蒸出，影响收率。4.乙酸乙酯与水或乙醇分别形成二元或三元共沸乙酸乙酯与水或乙醇分别形成二元或三元共沸物，因此酯物，因此酯

14、层中乙醇或水除不干净，会形成低沸层中乙醇或水除不干净，会形成低沸点共沸物，从而影响收率。点共沸物，从而影响收率。组成组成%沸点沸点/CH3COOC2H5 C2H5OH H2O 70.2 82.6 8.4 9.0 70.4 91.9 _ 8.1 71.8 69.0 31.0 _5.不能用不能用 NaOH 代替代替 Na2CO3 洗涤醋酸，否则洗涤醋酸，否则造成酯在强碱性条件下水解。造成酯在强碱性条件下水解。注意事项！注意事项！瓶底洁净，瓶底洁净，防漏电！防漏电！确认沸石、冷凝水，确认沸石、冷凝水，防暴沸、防暴沸、防玻璃仪器破裂！防玻璃仪器破裂！注意事项或关键环节注意事项或关键环节 1、接收乙酸乙

15、酯的部分，包括制备蒸馏接收部、接收乙酸乙酯的部分，包括制备蒸馏接收部分、分液接收部分、干燥和提纯蒸馏接收部分，分、分液接收部分、干燥和提纯蒸馏接收部分，外部一定要使用冰水冷却，防止乙酸乙酯挥发。外部一定要使用冰水冷却，防止乙酸乙酯挥发。2、产品精制的操作要迅速，防止乙酸乙酯挥发。、产品精制的操作要迅速，防止乙酸乙酯挥发。3、分液和洗涤要分清有机层和无机层，防止有、分液和洗涤要分清有机层和无机层，防止有机层丢失。机层丢失。课堂思考课堂思考 1、该反应的最大特点是什么？该反应的最大特点是什么？2、如提高乙酸的转化率，本实验采用哪两种如提高乙酸的转化率，本实验采用哪两种 主要措施？主要措施？3、实验

16、回流时应使用什么冷凝管？为什么？实验回流时应使用什么冷凝管？为什么？4、加入饱和加入饱和 Na2CO3 溶液洗涤目的是什么？溶液洗涤目的是什么？有机层在哪一层？有机层在哪一层？5、加入饱和加入饱和 NaCl溶液洗涤的目的是什么？溶液洗涤的目的是什么？有机层在哪一层？有机层在哪一层？6、加入饱和加入饱和 CaCl2溶液洗涤的目的是什么？溶液洗涤的目的是什么？有机层在哪一层？有机层在哪一层？7、可不可以不加入可不可以不加入 NaCl 溶液洗涤，溶液洗涤，直接采用直接采用 CaCl2溶液洗涤？为什么？溶液洗涤？为什么？蒸馏操作流程蒸馏操作流程 组装仪器组装仪器 转移待蒸馏液转移待蒸馏液 放置沸石放置沸石 通冷凝水通冷凝水 开始加热开始加热 收集馏分收集馏分;记录馏分温度记录馏分温度 停止加热停止加热 冷却冷却 停冷凝水停冷凝水 拆卸仪器拆卸仪器 仪器组装仪器组装（由下而上，从头到尾由下而上，从头到尾 ）加热器加热器 蒸馏用烧瓶蒸馏用烧瓶 蒸馏头蒸馏头 温度计温度计 冷凝管冷凝管 尾接管尾接管 接受器接受器 注意事项：注意事项：温度计水银球的上沿要与蒸馏头支管的下端齐平温度计水银球的上沿要与蒸馏头支管的下端齐平！仪器拆卸仪器拆卸（从尾到头，由上而下从尾到头，由上而下）接受器接受器 尾接管尾接管 冷凝管冷凝管 温度计温度计 蒸馏头蒸馏头 蒸馏用烧瓶蒸馏用烧瓶 加热器加热器