6.2. Получение бутилбромида

Реактивы: н-бутиловый спирт, бромистый калий, серная кислота конц., бисульфит натрия, бикарбонат натрия, хлористый кальций (гранулиров., безв.).

Оборудование: колба круглодонная, коническая колба с притертой крышкой, холодильник, термометр, делительная воронка, мерный цилиндр, стеклянные стаканы на 50 мл, плитка.

Ход работы:

В круглодонную колбу прилейте 23 мл дистиллированной воды и прибавьте 25 г тонко растертого бромистого калия и 15 мл бутилового спирта. Присоедините обратный холодильник, вставьте в его внутреннюю трубку воронку и через нее небольшими порциями прилете 17 мл концентрированной серной кислоты, каждый раз хорошо перемешивая смесь покачиванием колбы (зажим, удерживающий холодильник, должен быть зажат неплотно).

В колбу бросьте несколько фарфоровых осколков и нагрейте до кипения на плитке, не допуская прикосновения колбы к ее нагревающей поверхности. После 2 часового кипения реакционной смеси замените обратный холодильник на нисходящий и, усилив нагревание, быстро отгоните бутилбромид. Сырой продукт содержит примеси воды, бутилового спирта, дибутилового эфира, немного бутилена и следы брома.

Продукт промойте в делительной воронке водой, содержащей немного бисульфита; отделив водный слой, перелейте бутилбромид в сухую делительную воронку и для удаления эфира промойте равным объемом холодной концентрированной серной кислоты. Кислоту отделите, промойте снова бутилбромид последовательно дистиллированной водой, разбавленным раствором бикарбоната натрия и снова водой и высушите хлористым кальцием. Полученный продукт перегоните, собирая фракцию, кипящую в пределах 98-103°С. Температура кипения чистого вещества 101,6°С.

Контрольные вопросы:

1). Приведите механизмы реакций S_N1 и S_N2. К какому из механизмов можно отнести ваш синтез?

2). Какие растворители благоприятствуют реакциям S_N1, а какие S_N2?

3). Какую именную качественную реакцию проводят для обнаружения в пробе галогеналкана? Приведите реакцию.

4). Почему продукт окрашен в желтоватый цвет?

5). Области применения галогеналканов.

7. Реакции гидролиза и эферификации

7.1. Получение н-бутилацетата (изоамилацетата) с азеотропной отгонкой воды

Реактивы: н-бутиловый спирт (изоамиловый спирт), ледяная уксусная кислота, катионит (КУ-2).

Оборудование: колба со шлифом на 100 мл, переходник, аллонж, холодильник, насадка Дина-Старка, термометр, мерные цилиндры, колба Бунзена, фильтр Шотта, плитка, рефрактометр.

Меры предосторожности: не допускать слишком бурного кипения реакционной смеси. Вовремя прекращать перегонку. Не допускать перегонки «досуха».

Ход работы:

В коническую колбу на 100 мл прилейте 23 мл бутилового или соответственно 27 мл изоамилового спирта, а также 14 мл ледяной уксусной кислоты и 10 г катионита. Присоедините насадку Дина-Старка и обратный холодильник.

Нагрейте колбу до кипения на электрической плитке, не допуская прикосновения колбы к нагревающей поверхности. Кипячение реакционной смеси ведите до тех пор, пока объем накопившейся воды в насадке не перестанет увеличиваться.

После прекращения увеличения объема воды нагревание прекратите и оставьте охладиться до комнатной температуры. Полученный продукт отфильтруйте в холодную сухую колбу Бунзена через фильтр Шотта. Зерна катионита высушите для использования при повторном синтезе. Затем полученный бутилацетат перегоните, собирая фракцию, кипящую в интервале 126-127°С.

Изоамилацетат очищают от примесей вакуумной перегонкой, собирая отдельно в приемную колбу несколько мл более легкокипящей фракции эфира.

Определите объем полученного эфира, измерьте его показатель преломления и сравните со справочными данными.

Контрольные вопросы:

1). Какой объем воды теоретически должен быть отогнан из реакционной смеси?

2). Что из себя представляет катионит и для чего он использовался в данной работе?

3). Что такое азеотропная смесь? Какими способами можно ее разделить?

4). Зачем в ходе работы нужно было отгонять воду с помощью насадки Дина-Старка?

5). Где находит применение полученный вами эфир?