1、正溴丁烷 的制备 思考题四、正溴丁烷1、 本实验中硫酸的作用是什么？硫酸的用量和浓度过大或过小有什么不好？答：作用是：反应物、催化剂。过大时，反应生成大量的 HBr 跑出，且易将溴离子氧化为溴单质；过小时，反应不完全。2、反应后的产物中可能含有哪些杂质？各步洗涤目的何在？用浓硫酸洗涤时为何需用干燥的分液漏斗？答：可能含有杂质为：nC4H9OH ， (nC2H5)2O，HBr，n-C4H9Br ，H2O各步洗涤目的：水洗除 HBr、大部分 nC4H9OH 浓硫酸洗去(nC4H9)2O，余下的 nC4H9OH再用水洗除大部分 H2SO4用 NaHCO3 洗除余下的H2SO4最后用水洗除 NaHSO
2、4 与过量的 NaHCO3 等残留物。用浓硫酸洗时要用干燥分液漏斗的目的是防止降低硫酸的浓度，影响洗涤效果。如果 1-溴丁烷中含有正丁醇，蒸馏时会形成前馏分(1-溴丁烷-正丁醇的恒沸点98.6,含正丁醇 13%）, 而导致精制产率降低。3、用分液漏斗洗涤产物时，产物时而在上层，时而在下层，你用什么简便方法加以判断？答：从分液漏斗中倒出一点上层液或放出一点下层液于一盛水试管中，看是否有油珠出现来判断。4、 为什么用饱和的碳酸氢钠溶液洗涤前先要用水洗一次？答：先用水洗，可以除去一部分硫酸，防止用碳酸氢钠洗时，碳酸氢钠与硫酸反应生成大量二氧化碳气体，使分液漏斗中压力过大，导致活塞蹦出，再用饱和碳酸氢
3、钠溶液洗可进一步除去硫酸。洗涤振摇过程要注意放气！5、 用分液漏斗洗涤产物时，为什么摇动后要及时放气？应如何操作？答：在此过程中，摇动后会产生气体，使得漏斗内的压力大大超过外界大气压。如果不经常放气，塞子就可能被顶开而出现漏液。操作如下:将漏斗倾斜向上，朝向无人处，无明火处，打开活塞，及时放气。补充：1加料时，如不按实验操作中的加料顺序，先使溴化钠与浓硫酸混合，然 后再加正丁醇和水，将会出现何现象?答：会有 Br2 产生 2从反应混合物中分离出粗产品 1-溴丁烷时，为何用蒸馏分离，而不直接 用分液漏斗分离? 答：反应完毕，除得到主产物 1-溴丁烷外，还可能含有未反应的正丁醇和副反应 物正丁醚。
4、另外还有无机产物硫酸氢钠，用通常的分液方法不易除去，故在反应 完毕再进行粗蒸馏，一方面使生成的 1-溴丁烷分离出来，另一方面粗蒸馏过程可 进一步使醇与氢溴酸的反应趋于完全。 3本实验有哪些副反应发生？采取什么措施加以抑制？ 副反应： H2SO4 (浓)+CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH=CH2+H2O H2SO4 浓)+2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH+ H2O 控制反应温度不要过高 4、后处理时，各步洗涤的目的何在?为什么要用浓硫酸洗一次?为什么在用 饱和碳酸氢钠水溶液洗涤前，首先要用水洗一次?答：用等体积的浓硫酸洗涤除去粗产物中未反
5、应的原料丁醇或溶解的副产物 烯等。有机相依次用等体积的水 （除硫酸） 、饱和碳酸氢钠溶液 （中和未除尽的 硫酸）和水 （除残留的碱） 5回流在有机制备中有何优点? 为什么在回流装置中要用球形冷凝管?答：有机反应很多情况下是在溶剂、原料的沸腾温度或较高温度下进行的，为了防止溶剂、原料或产物逸出反应体系引起损失、带来污染及不安全因素，常需要 采用回流装置。 因为球型冷凝管冷凝面积大，各处截面积不同，冷凝物易回流下来。6、在正溴丁烷制备实验中，硫酸浓度太高或太低会带来什么结果？答：硫酸浓度太高：(1)会使 NaBr 氧化成 Br2，而 Br2 不是亲核试剂。2 NaBr+3 H2SO4(浓) Br2
6、+SO2+2H2O+2NaHSO4(2)加热回流时可能有大量 HBr 气体从冷凝管顶端逸出形成酸雾。硫酸浓度太低：生成的 HBr 量不足，使反应难以进行。 7、在正溴丁烷的制备实验中，各步洗涤的目的是什么？答：用硫酸洗涤：除去未反应的正丁醇及副产物 1丁烯和正丁醚。第一次水洗：除去部分硫酸及水溶性杂质。碱洗(Na2CO3)：中和残余的硫酸。第二次水洗：除去残留的碱、硫酸盐及水溶性杂质。8、 在 1-溴丁烷的合成实验中，蒸馏出的馏出液中 1-溴丁烷通常应在下层，但有时可能出现在上层，为什么？若遇此现象如何处理？答：若未反应的正丁醇较多，或因蒸镏过久而蒸出一些氢溴酸恒沸液，则液层的相对密度发生变化
7、，1-溴丁烷就可能悬浮或变为上层。遇此现象可加清水稀释，使油层(1- 溴丁烷)下沉。9、粗产品 1-溴丁烷经水洗后油层呈红棕色是什么原因？应如何处理？答：油层若呈红棕色，说明含有游离的溴。可用少量亚硫酸氢钠水溶液洗涤以除去游离溴。反应方程式为：Br2 + NaHSO3 + H2O 2HBr + NaHSO410、以溴化钠、浓硫酸和正丁烷制备正溴丁烷时，浓硫酸要用适量的水稀释目的是？答：（1）降低浓硫酸的氧化性，防止副反应的产生；（2）使生成的溴化氢气体充分溶解于水中，变成氢溴酸与正丁醇充分反应。11、写出正丁醇与氢溴酸反应制备 1-溴丁烷的反应机理。并说明实验中采用了哪些措施使可逆反应的平衡向
8、生成 1-溴丁烷的方向移动？答：此反应主要是按 SN2 机理进行的。机理如下：实验中采取了下列措施促使可逆反应的平衡向生成 1-溴丁烷的方向移动。(1)加了过量的浓硫酸。浓硫酸在此反应中除与 NaBr 作用生成氢溴酸外，过量的浓硫酸作为吸水剂可移去副产物水；同时又作为氢离子的来源以增加质子化醇的浓度，使不易离去的羟基转变为良好的离去基团 H2O。(2)加入适当过量的 NaBr。过量的 NaBr 在过量的硫酸作用下就可以产生过量的氢溴酸。(3)在反应进行到适当的时候，边反应边蒸馏，移去产物 1-溴丁烷。12、在制备 1-溴丁烷时，反应瓶中为什么要加少量的水？水加多好不好？为什么？答：加少量水的作
9、用：(1)防止反应时产生大量的泡沫；(2)减少反应中 HBr 的挥发；(3)减少副产物醚、烯的生成；(4)减少 HBr 被浓硫酸氧化成 Br2。加水的量不宜过多。因为正丁醇与氢溴酸反应制 1-溴丁烷是可逆反应，副产物是水，增加水的量，不利于可逆反应的平衡向生成 1-溴丁烷的方向进行。13、加料时，为什么加了水和浓硫酸后应冷却至室温，再加正丁醇和溴化钠？能否先使溴化钠与浓硫酸混合，然后加正丁醇和水？为什么？答：因为浓硫酸加水稀释时会产生大量的热，若不经冷却就加正丁醇和溴化钠，则在加料时，正反应和逆反应就立即发生，不利于操作，甚至造成危险。若先使溴化钠与浓硫酸混合，则立即产生大量的溴化氢，同时有大
10、量泡沫产生而冲出来，不利于操作，也不利于反应。14、用正丁醇和氢溴酸制备 1-溴丁烷，可能发生哪些副反应？蒸馏出的粗产物中可能含有哪些杂质？答：可能发生的副反应有：粗产物中可能含有的杂质有：正丁醇、正丁醚、水和少量的 2-溴丁烷。?15、用浓硫酸洗涤产品是除去哪些杂质？除杂质的依据是什么？答：主要是除去正丁醇、正丁醚及水。因为醇、醚及水能与浓硫酸形成盐而溶在硫酸溶液中。另外浓硫酸有吸湿性。16、不用浓硫酸洗涤粗产物，对反应产品的质量有何影响？为什么？答：若不用浓硫酸洗涤粗产物，则在下一步蒸馏中，正丁醇与 1-溴丁烷由于可形成共沸物(b.p. 98.6 0C, 含正丁醇 13%)，难以除去，使产
11、品中仍然含有正丁醇杂质。17、蒸馏粗产物时，应如何判断溴丁烷是否蒸完？答：可以从下列几方面进行判断：(1)蒸出液是否由浑浊变为澄清；(2)反应瓶上层油层是否消失；(3)取一支试管收集几滴馏液，加小许水振动，观察有无油珠出现，若无则表明有机物已被蒸完。18、加热后，反应瓶中的内容物常常出现红棕色，这是什么缘故？蒸完粗产品后，残留物为什么要趁热倒出反应瓶？答：加热后，反应瓶中的内容物常常出现红棕色，这是由于反应过程中，溴化氢被浓硫酸氧化成溴溶在了内容物中的缘故。蒸馏粗产物后，残留物趁热倒出反应瓶，否则，反应瓶中的残留物亚硫酸氢钠冷却后结块，很难倒出来。19、粗产品用浓硫酸洗涤后，为什么不直接用饱和
12、碳酸氢钠洗涤而要用水洗，然后加饱和碳酸氢钠洗涤？答：这是因为刚用浓硫酸洗过的产品还含有不少浓硫酸(包括漏斗壁)，若直接用饱和碳酸氢钠中和，则由于酸的量太多，酸碱中和产生大量的热，同时有大量的二氧化碳产生，极易在洗涤时溅出甚至冲出液体，不易操作，也造成产品的损失。为了使该中和反应不致于这么剧烈，故在加饱和碳酸氢钠之前，用水洗涤产品及其漏斗壁上的大部分浓硫酸。20、在本实验操作中，如何减少副反应的发生？答：(1) 加料时，在水中加浓硫酸后待冷却至室温，再加正丁醇和溴化钠；(2) 溴化钠要研细，且应分批加。反应过程中经常振摇，防止溴化钠结块和使反应物充分接触；(3) 严格控制反应温度，保持反应液呈微沸状态；(4) 加料时加适量的水稀释浓硫酸。21、为什么在蒸馏前一定要滤除干燥剂 CaCl2？产品 1-溴丁烷的气相色谱分析表明有少量的 2-溴丁烷，它是如何生成的？答：用无水氯化钙干燥水分是可逆过程。若不滤掉，则蒸馏时，由于受热，CaCl26H2O 又会将水释放出来，这样就没有达到干燥的目的。2-溴丁烷很可能是副产物 2-丁烯与 HBr 作用而得。
