环己烯的制备..docxVIP

环己烯的制备作者：xxx学号:xxx摘要：以环己醇为原料，浓磷酸为催化剂，发生消去反应制备环己烯。在该反应过程中，要求掌握分馏的基本操作和原理，了解烯烃化合物的一般制备和分离提纯，掌握蒸馏、萃取、洗涤、液体干燥等基本操作。关键词：环己烯、分馏、消去反应、折射率 环己烯是一种非常重要的有机化工原料之一，环己烯最重要的特点就是它具有非常活泼的双键。在有机化工生产方面用途很广泛，比如应用于医药、食品、农用化学品、饲料、聚酯材料及其他精细化工产品的生产，特别是环己烯可直接被氧化来制造环己酮和己二酸，缩短了己内酰胺和己二酸的生产路线，具有很高的经济效益。正因为环己烯具有这些特性，进一步开发利用的价值很高，，寻找更加经济，更加适用于工用的环己烯的制备方法被广为关注。实验室制备环己烯一般有两种方法，其基本原理都是消去反应，方法一是以卤代烃为原料，即环己烷的一氯取代物为原料，浓磷酸或者浓硫酸为催化剂消去制备环己烯；方法二是以环己醇为原料，同样以浓磷酸或者浓硫酸为催化剂消去制备环己烯。一般实验室中选择用方法二制备环己烯，因为原料环己醇的价格较环己烷的一氯取代物的价格低，且环己醇制备环己烯的过程中，副产物为水，对环境没有影响，而卤代烃作为原料制备环己烷的过程中产生卤化氢副产物，会对环境产生一定的污染。近来，由苯出发，选择加氢制备环己烯以其安全经济，更是得到广泛的关注。但是，由于苯比较稳定，而且环己烷的热力学稳定性比环己烯要高得多，所以苯加氢反应很难控制在环己烯的阶段，而是生成稳定性更高的环己烷，故该反应目前因其产率太低而待突破。结果与讨论：实验装置的选取该反应为1-1消去反应，环己醇分子内脱水生成环己烯，通常情况下，温度较高分子内脱水，温度较低分子间脱水，故该反应的反应温度要求较高。同时，在反应过程中，蒸馏烧瓶中会形成多种共沸溶液，主要为环己醇和水的共沸体系，环己烯和水的共沸体系。为了增大该反应的反应限度，提高环己烯的产率，我们可以尝试从体系中分离出一部分产物，从而使反应向正反应的方向进行。环己烯和水形成共沸溶液的沸点为70.8度，环己醇和环己烯形成的共沸溶液的沸点为64.9度，环己醇和水形成的共沸溶液为97.8度，若是使用蒸馏装置，则环己烯、水和环己醇、水两种共沸体因沸点差值小于30度而无法分离，故可以采用多次蒸馏，即分馏的装置，将两种共沸液分开，从体系中分离出环己烯，从而使反应向正反应的方向进行，增大环己烯的产率。分馏装置中，当混合蒸气沿分馏柱上升时，由于柱外空气的冷却作用，混合蒸气中易被冷凝的高沸点成分将冷凝成液体流下，而低沸点成分除少量被冷凝外，大部分继续气化上升，当上升的蒸气与下降的冷凝液相接触时，上升蒸气部分的冷凝所释放的能量使下降冷凝液部分气化，两者之间发生了热交换。其结果是上升的蒸气中低沸点组分增加，而下降的冷凝液中高沸点组分增加，这样就相当于进行了多次的气液平衡，达到了多次蒸馏的效果。这样靠近分馏柱顶部，低沸点组分的含量高，而在瓶中，高沸点的组分含量高，所以分馏能更有效的分离沸点相近的液态混合物。 实验现象的分析反应的原料为环己醇和浓磷酸，其都为粘稠状的无色透明液体，反应完成时，最后留在蒸馏烧瓶中的残余液为黄色，其原因可能是在反应过程中，反应温度过高，致使浓磷酸发生分解，生成了单质磷。由于收集的液体温度是在80到90度之间，则理论上锥形瓶中收集的物质为环己烯和水，在实际操作过程中，低于80摄氏度的馏分也收集到了，因为环己烯和环己醇的共沸物沸点为64.9度，因此在得到的粗产物中还会混有少量的环己醇。在蒸出液中加入少量的氯化钠，氯化钠与体系中的水混合形成氯化钠饱和溶液，与环己烯和环己醇的混合溶液不互溶，发生分层现象，由于环己烯和环己醇的密度相对水而言都比较小，所以在分液过程中，氯化钠的饱和溶液层在下，粗产物层在上。而后分出上层产物，向其中加入2小块无水氯化钙，除去粗产物中少量的环己醇。由于环己烯的沸点为83度，因此当温度计显示的温度在83度附近时便有产物环己烯蒸出。产物产率分析与波谱分析该反应环己烯的理论产量为0.05×82.14=4.1g，实际产量为1.92g。其产率为1.92/4.1×100%=46.8%。该反应产率低最主要的一个原因是，有机化学反应多为可逆的，反应本身不能进行完全，因此理论产率也不可能达到百分之百。其次，在实验进行的过程中，由于实验台靠近通风处（窗户），加热过程中，温度上升缓慢且散热较快，在实验进行时，增加了反应进行的温度，这可能导致体系中温度偏高，浓磷酸受热分解，催化剂的量减少，致使反应速率降低，从而增加反应时间，中间有可能因温度一直保持较高的水平，而使环己醇发生碳化，减少了反应原料，产物环己烯的量从而减少。在搭建反应装置的过程中，收集馏分所用的锥形瓶不宜垫太高，不利于馏分液化后流下，可能导致很大一部分粗产物