Физические свойства. Бромистый бутил – CH3–CH2–CH2–CH2Br бесцветная жидкость; хорошо растворима в спирте, эфире

CH

Бромистый бутил – CH₃–CH₂–CH₂–CH₂Br бесцветная жидкость; хорошо растворима в спирте, эфире. Молярная масса 137,03; Т_пл =
= –112,4°С; Т_кип = 101,6°С; = 1,2829; = 1,4398.

Применяется как алкилирующее средство и при синтезе нитрилов.

Отличительная реакция галогенпроизводных

Бромистый бутил дает реакцию Бейльштейна на галогены (см. стр. 14).

Контрольные вопросы

1. Написать уравнения реакций: а) между бромидом калия и серной кислотой, б) полученного продукта с бутиловым спиртом (механизм реакции), в) суммарное уравнение реакций, г) спирта с серной кислотой,
д) бромистого водорода с серной кислотой, е) внутри- и межмолекулярной дегидратации бутилового спирта [1–11, 37].

2. Объяснить роль серной кислоты при проведении синтеза и при счистке бромистого бутила.

3. Написать реакции, протекающие при очистке сырого бромистого бутила: а) бисульфитом натрия; б) серной кислотой; в) щелочью.

4.3. a -Бромнафталин

Количества химических реактивов для синтеза a -бромнафталина и вспомогательных материалов указаны в табл. 5.

Таблица 5. Вещества, принимающие участие в реакции синтеза
a -бромнафталина, и вспомогательные материалы

Примечание. Перед началом синтеза уточнить концентрации имеющихся
в лаборатории реактивов.

Посуда и приборы

Для синтеза a-бромнафталина, шт.:

Прибор для синтеза a -бромнафталина показан на рис. 8. В нижней части штатива закрепляют кольцо, помещают на него электрическую плитку и водяную баню. Трехгорлую колбу соединяют с обратным холодильником с пропущенной внутри него стеклянной мешалкой. Осторожно, чтобы не пробить дно реакционной колбы стеклянной мешалкой!

Рис. 8. Прибор для синтеза a -бромнафталина:

1 – колба трехгорлая; 2 – капельная воронка; 3 – механическая мешалка;
4 – холодильник обратный; 5 – термометр; 6 – баня водяная; 7 – плитка электрическая; 8 – штатив

Установку снабжают термометрами (для контроля температуры в реакционной колбе и бане) и капельной воронкой, трубка которой должна доходить почти до дна колбы (удлинить трубку можно, нарастив ее кусочком силиконового шланга). Стеклянную мешалку соединяют с приводом механической мешалки и центрируют ее положение относительно холодильника. Во избежание слома верхней части холодильника при работающей механической мешалке необходимо вставить кусочек резиновой трубки между стеклянной мешалкой и верхним конусом холодильника.

Для разделения слоев в процессе синтеза a-бромнафталина, шт.:

Прибор для разделения водного слоя после проведения синтеза
(рис. 9) состоит из делительной воронки, закрепленной на штативе, и расположенной под ней конической колбы. Во избежание потери продукта во время разделения необходимо, чтобы под делительной воронкой
находилась колба в случае, если воронка «капает» (плохо притерт кран делительной воронки); забыли закрыть кран делительной воронки.

Рис. 9. Прибор для разделения слоев при синтезе a -бромнафталина:

а – для отделения масляного слоя после синтеза; б – для разделения слоев после отгонки непрореагировавшего нафталина (перегонки с перегретым паром);
1 – штатив; 2 – делительная воронка; 3 – коническая колба

Для отгонки непрореагировавшего нафталина, шт.:

Прибор для перегонки с перегретым водяным паром показан на
рис. 10.

На штативе закрепляют кольцо на расстоянии 8–10 см от верхнего края газовой горелки. На кольцо помещают парообразователь и закрепляют у горлышка. Заполняют его водопроводной водой до половины (контролируют по уровнемеру) и снабжают предохранительной трубкой.

Для получения перегретого пара между парообразователем и перегонной колбой устанавливают пароперегреватель (змеевик), нагрев которого осуществляется электрической плиткой. Для уменьшения потерь тепла в окружающую среду его накрывают асбестовой тканью.

Для контроля температуры перегретого пара между змеевиком и перегонной колбой устанавливают термометр, защищенный гильзой.

Реакционную колбу располагают наклонно, снабжая пароподводной и пароотводной трубками. Для предотвращения увеличения объема в реакционной колбе во время синтеза (за счет конденсации поступающего перегретого пара) и уменьшения теплопотерь ее дополнительно подогревают на электрической плитке с установленной на ней воздушной баней. Для контроля температуры в бане устанавливают термометр.

Соединяют пароотводную трубку с длинным водяным нисходящим холодильником Либиха и аллонжем. Воду в холодильник подают противотоком. В качестве приемника используют колбу Эрленмейера.

Рис. 10. Прибор для перегонки с перегретым водяным паром:

1 – парообразователь; 2 – трубка предохранительная; 3 – тройник; 4 – зажим винтовой; 5 – трубка пароподводная; 6 – колба перегонная (круглодонная длинногорлая); 7 – перегоняемое вещество; 8 – баня воздушная;
9 – каплеуловитель; 10 – холодильник; 11 – аллонж; 12 – приемник;
13 – штативы; 14 – горелка; 15 – пароперегреватель (змеевик); 16 – плитка электрическая; 17 – термометры; 18 – гильза для термометра

Для вакуумной перегонки, шт.:

Сборка прибора для вакуумной перегонки

Прибор для вакуумной перегонки показан на рис. 11. На штативе закрепляют кольцо и устанавливают электрическую плитку, на которой расположена воздушная баня. Температуру в бане измеряют термометром. Закрепляют колбу Кляйзена (или круглодонную с насадкой Кляйзена), снабжая капилляром и термометром. Капилляр необходим для выравнивания давления в системе и перемешивания перегоняемой жидкости. Термометром контролируют температуру отгоняемых паров перегоняемого вещества.

Рис. 11. Прибор для перегонки в вакууме:

1 – колба Кляйзена; 2 – термометры; 3 – капилляр; 4 – баня воздушная;
5 – холодильник; 6 – аллонж АП «паук»; 7 – приемники; 8 – манометр ДВ;
9 – тройник; 10 – предохранительная склянка; 11 – штативы; 12 – плитка электрическая

Соединяют отводную трубку колбы Кляйзена с длинным водяным нисходящим холодильником Либиха, воду в который подают противотоком. К холодильнику присоединяют аллонж типа «паук», отводная трубка которого соединена вакуумными шлангами с вакуум-насосом. Контроль давления осуществляем манометром. На три конуса «паука» надевают приемники – круглодонные или конические колбы для сбора разных фракций отгона.

Сборку прибора желательно производить из посуды, имеющей притертые отшлифованные конусы, используя вакуумную смазку. Сборка приборов при помощи резиновых пробок нежелательна, так как в процессе перегонки происходит «засасывание» пробок внутрь прибора.

Методика синтеза

В реакционную колбу (см. рис. 8) помещают 25,6 г тонко растертого нафталина и 40 мл дистиллированной воды.

Полученную смесь нагревают до 40–50°С при энергичном перемешивании и добавляют по каплям 10 мл брома, поддерживая температуру на этом же уровне. После добавления всего брома перемешивание реакционной смеси продолжают до исчезновения окраски брома. Выделившееся тяжелое масло отделяют при помощи делительной воронки (см. рис. 9а).

Тяжелое масло перегоняют с перегретым до 130°С паром (см. рис. 10). Отгонку ведут до тех пор, пока не отгонится весь непрореагировавший нафталин. Процесс перегонки с перегретым паром проводят на воздушной бане при температуре 145–150°С. Периодически перекрывая подачу воды в холодильник, парами сгоняют осевший на внутренней трубке холодильника нафталин в приемник. Затем подачу воды возобновляют. Перегонку прекращают, когда прекратится отгонка нафталина. Или контроль за окончанием перегонки осуществляют визуально, отмечая при отборе дистиллята на часовом стекле жирные пятна при упаривании дистиллята.

Остаток из перегонной колбы переносят в делительную воронку, отделяя нижний слой a -бромнафталина (см. рис. 9б), последний сушат над прокаленным хлористым кальцием и перегоняют в вакууме (см. рис. 11) при температурах 132–135°С и остаточном давлении 12 мм рт. ст. или
145–148°С и остаточном давлении 20 мм рт. ст.

Выход a -бромнафталина – 20–21 г.

Поиск по сайту: