叔丁基氯

1. 叔丁基氯 山西大学化学化工学院综合实验实验中心

2. 实验目的 • 1.学习并掌握由醇制备卤代烷的原理，加深对亲核取代反应的理解。 • 2.掌握合成叔丁基氯的操作方法，进一步熟悉分液、蒸馏等操作。

3. 实验原理 • 卤代烃是一类重要的有机合成中间体。通过卤代烃的亲核取代反应，能制备多种有用的化合物，如腈，胺，醚等。在无水乙醚中，卤代烃与金属镁作用 制备的Grignard 试剂，可以和醛，酮，酯等羰基化合物及二氧化碳反应，来制备不同结构的醇和羧酸。多卤代物是实验室常用的有机试剂。 • 根据与卤素相连的烃基的结构，卤代烃可分为卤代烷、卤代烯和芳香族卤代物。卤代烷可以通过多种方法和试剂进行制备。

4. 实验原理 • 烷烃的自由基卤化和(烯烃与氢卤素的亲电加成反应)，因产生异构体的混合物而难以分离。实验室制备卤代烷最常用的方法是将结构对应的醇通过亲核取代反应转变成卤代物，常用的试剂有氢卤酸、三卤化磷和氯化亚砜。醇与氢卤酸反应的难易随所用的醇的结构与氢卤酸不同而有所不同。反应的活性依次为：叔醇>仲醇>伯醇，HI>HBr>HCl. • 叔醇在无催化剂存在下，室温即可与氢卤酸反应；仲醇需温热及酸催化以加速反应；伯醇则需要更剧烈的反应及更强的催化剂。

5. 实验原理 • 反应按SN1机理进行，如下式： • 酸的主要作用是促使醇首先质子化，将较难离去的基团OH转变成较易离去的基团H2O，加快反应速度。

6. 试剂 • 7.4g（9.5ml，0.1mol） 叔丁醇，25ml浓盐酸，5%碳酸氢钠溶液，无水氯化钙

7. 实验步骤 • （一）具体操作方法 在125ml 分液漏斗中，放置9.5ml叔丁醇和25ml浓盐酸。先勿塞住漏斗，轻轻旋摇1min，然后将漏斗塞紧，翻转后摇振2-3min，注意及时打开活塞放气，以免漏斗内压力过大，使反应物喷出。静置分层后分出有机相，依次用等体积的水、5%碳酸氢纳溶液、水洗涤。用碳酸氢纳溶液洗涤时，要小心操作，注意及时放气。产物经无水氯化钙干燥后，滤入蒸馏瓶中，在水浴上蒸馏。接受瓶用冰水浴冷却。收集48-52℃馏分，产量约7g。 纯粹叔丁基氯的沸点为52℃，折光率为n20d1.3877。

8. 实验步骤 • （二）注意事项 • 1.如需替换，可用8.8g叔戊醇代替叔丁醇，收集79-84℃馏分，其余步骤相同。 • 2.叔丁醇的熔点为25℃，如果呈固体，需在温水中温热融化后取用。 • 3.注意分液漏斗的正确使用方法（振摇方式，放气方式，分液方式）。 • 4.干燥剂的正确使用 • 5.接受瓶用冰水浴冷却，防止产品挥发。

9. 实验步骤 • （三）提问 用分液漏斗洗涤产物时，无法判断水层和有机层时，可用什么简单方法判别？

10. 总结 • （一）数据处理 1. 计算产率 2. 收集馏分温度范围

11. 总结 • （二）讨论 1. 洗涤粗产物时，如果碳酸氢纳溶液浓度过高、洗涤时间过长有什么不好？ 2. 洗涤粗产物时，各步分别除去什么杂质？

12. 实验延伸 • 参考文献 • 1.樊能廷（的）《有机合成事典》 • 2.韩广甸 (的)《有机制备化学手册》 • 3.[美]D.L.帕维亚等著， 丁新腾译《现代有机化学实验技术导论》

13. 思考题 • 本实验中如用其它干燥剂，如无水硫酸钠代替无水氯化钙可以不可以？为什么？