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搅拌下[8],分四批加入研细的12g(0.051mol)高锰酸钾,约需2.5h。
加入时,控制反应温度始终大于30℃[9]。
加完后继续搅拌,直至反应温度不再上升为止,然后在50℃水浴中加热并不断搅拌(30min)[10]。
反应过程中有大量的二氧化锰沉淀产生。
将反应混合物抽滤,用10mL 10%的碳酸钠溶液洗涤滤渣[11],合并滤液和洗涤液,在搅拌下,慢慢滴加浓硫酸,直至使溶液呈强酸性(pH为1~2),己二酸沉淀析出,冷却,抽滤,晾干,产量约2.2g。
纯己二酸为白色棱状晶体,熔点153℃,其红外图谱见附录7(图21)。
本方法约需4h。
2. 己二酸二乙酯的合成
在50mL圆底烧瓶中加入己二酸1.8g (12mmol),乙醇5mL,甲苯5mL和1滴浓硫酸[12]。
按实验装置图1~9装上油水分离器[13],冷凝管口连接一内装无水氯化钙的干燥管,用小火加热回流40min[14]。
冷却,改回流装置为蒸馏装置,小火常压蒸馏,除尽甲苯,乙醇和水的恒沸物(77~78℃),待无馏分馏出或者温度计示数下降为止[15]。
将上述蒸馏残液倒入克氏烧瓶进行减压蒸馏[15],收集沸点为138℃2.68kPa(20mmHg)或者98℃0.66kPa(5mmHg)的馏分。
称重,产量约2.2~2.4g,产率89%~95%。
纯己二酸二乙酯为无色透明油状**,bp 245℃,mp-19.8℃,折射率n20D1.4272,其红外图谱见附录7(图22)。
本实验约需4h。
【注释】
[1] 浓硝酸和环己醇切不可用同一个量筒取用,以防两者相遇剧烈反应发生爆炸。
[2] 钒酸铵不可多加,否则产品发黄。
不加钒酸铵也可以反应。
[3] 实验中要同时监测水浴温度和反应液的温度,严格控制温度。
[4] 为防止反应过快,环己醇要慢加,并注意控温,防止太多有毒的二氧化氮气体产生,来不及被碱液吸收而外逸到空气中。
[5] 此反应为强放热反应,切不可大量加入,以免反应过于剧烈,引起爆炸。
另外,环己醇的熔点为25.15℃,通常为黏稠的**。
为了减少转移损失,可用少量水冲洗量筒,并入到滴液漏斗中,这样既降低了环己醇的凝固点,也可避免漏斗堵塞。
[6] 反应结束后,装置中还有残留的二氧化氮气体,拆卸装置请至通风橱内。
[7] 水太少影响搅拌效果,使高锰酸钾不能充分反应。
[8] 可以手摇或者机械搅拌。
[9] 加入高锰酸钾后反应可能不立即开始,可用水浴温热。
当温度升到30℃时,必须立即撤开温水浴,该放热反应自动进行。
[10] 反应是否结束的检验方法:取一滴反应混合物于滤纸上检验是否还有高锰酸钾存在。
若有,则会在棕色的二氧化锰固体周围出现紫红色环。
[11] 在二氧化锰残渣中易夹杂己二酸钾盐,故须用碳酸钠溶液把它洗下来。
[12] 加料时,最后不要忘加浓硫酸,没有催化剂反应很难进行。
加好以后要摇匀,防止局部炭化。
[13] 分水器使用前建议用甲苯验漏,要确保不漏,否则使用中装置下方有明火,会有危险。
开始反应前油水分离器中要装入约(V-1)mL的甲苯。
[14] 反应开始时升温应快些,待己二酸全部溶解后,应控制好加热速度,保持回流。
[15] 减压蒸馏前,应确保低沸点的馏分已全部蒸除,否则减压蒸馏时易暴沸。
[16] 减压蒸馏必需严格遵守操作规范,佩戴护目镜。
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