乙酸异戊酯的制备

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,乙酸异戊酯的制备,1,一目的要求,熟悉酯化反应原理，掌握乙酸异戊酯的制备方法；,掌握带分水器的回流装置的安装与操作；,熟悉液体有机物的干燥，掌握分液漏斗的使用方法；,学会利用萃取洗涤和蒸馏的方法纯化液体有机物的操作技术。,2,二信息收集（1）,乙酸异戊酯的简介,中文名：,乙酸异戊酯，醋酸异戊酯，香蕉油，香蕉水。,英文名称：,isopentyl acetate, isoamyl acetate；banana oil 。,分子式：,C7H14O2；CH3COO(CH2)2CH(CH3)2,。,分子量：,130.19 。,外观：,无色透明液体,香气：,较强的新鲜果香，稍甜，有类似熟香蕉、生梨和苹果样的气味,蒸汽压：,0.7kPa/25,密度：,相对密度(水=1)0.68-0.878；相对密度(空气=1)4.5,熔沸点 ：,熔点：-78 ；沸点：143 。,溶解性：,不溶于水和甘油，可混溶于乙醇、乙醚、苯、,乙酸乙酯,、二硫 化碳等多数有机溶剂,稳定性：,在弱酸性介质中尚稳定，在碱性介质中不稳定，不易变色,国标编号： 33596 。 CAS： 123-92-2 。 FEMA：2055 。,乙酸异戊酯的分子结构,3,信息收集（2）,分液漏斗的使用方法,液液萃取,选择：容积较溶液体积大1 2倍的分液漏斗。,检查：玻璃塞与活塞是否严密,装液：将分液漏斗放在固定的铁环中，关好活塞。,活塞，装入待萃取物和溶剂,振荡 ：不要过分剧烈放气：出口向上，并应及时,分液：旋开顶端玻璃塞，再慢慢旋开下端活塞，将下层液体自活塞放出。当液面的界线接近活塞时，关闭活塞，静置片刻或轻轻振摇，这时下层液体往往增多，再把下层液体仔细地放出。,4,信息收集（3）,鉴定产品纯度的方法,纯度试验,（1）相对密度 本品的相对密度应是0.8720.878。,（2）折射率 本品的折射率 应是1.3971.402。,（3）溶解性 将本品2mL溶解于70,V/V,%乙醇4mL时，溶液应透明。,（4）酸值 本品根据香精试验法中的酸值测定法进行试验时，其值应在1以下。,（5）重金属 本品1g中，加稀醋酸2mL和乙醇定容至50mL，当滴加硫化钠试液2滴时，其液色不应比在在2mL稀醋酸和1mL铅标准溶液中加乙醇定容至50mL，加硫化钠试液2滴的溶液色深。,（6）蒸馏试验 本品根据沸点和馏分的常规测定法（第2法）测定时，应是在130143馏出95,V/V,%以上。,5,三实验原理（1）,乙酸异戊酯为无色透明液体，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。它是一种香精，因具有香蕉气味，又称为香蕉油。实验室通常采用冰醋酸和异戊醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应来制取。反应式如下：,6,实验原理（2）,酯化反应是可逆的，本实验采取加入过量冰醋酸，并除去反应中生成的水，使反应不断向右进行，,提高酯的产率。,生成的乙酸异戊酯混有过量的冰醋酸、未完全转化的异戊醇、起催化作用的硫酸及副产物醚类，经过洗涤、干燥和蒸馏予以除去。,7,实验原理（3）,操作流程图,8,四仪器与药品,仪器： 圆底烧瓶(100mL) 、球形冷凝管 、 分水器 、 蒸馏烧瓶(50mL)、 直形冷凝管 、尾接管 、分液漏斗(100mL) 、 量筒（25mL） 、温度计（200）、 锥形瓶(50mL) 、电热套。,药品：异戊醇 、冰醋酸 、 硫酸（98） 、 碳酸钠溶液（10）、 食盐水（饱和）、 硫酸镁（无水）。,9,五实验步骤（1）, 酯化,在干燥的圆底烧瓶1中加入18mL异戊醇和15mL冰醋酸，在振摇与冷却下（分批）加入1.5mL浓硫酸，混匀后放入12粒沸石。安装带分水器的回流装置，分水器中事先充水，然后放出水。（5ml不加水，10ml加一半水）,检查装置气密性后，用电热套（50v），（或甘油浴）缓缓加热至烧瓶中的液体沸腾，继续加热，控制回流速度，使蒸气浸润面不超过球形冷凝管下端的第一个球，当分水器中没有液体滴下，反应基本完成。,10,实验步骤（2）,洗涤,停止加热，稍冷后拆除回流装置。将烧瓶中的反应液倒入分液漏斗中，用15mL冷水淋洗烧瓶内壁，洗涤液并入分液漏斗。充分振摇，静置，待分界面清晰后，分去水层。再用15mL冷水重复操作一次。然后酯层用20mL10碳酸钠溶液分两次洗涤。最后再用15mL饱和食盐水洗涤一次。, 干燥,经过水洗、碱洗和食盐水洗涤后的酯层由分液漏斗上口倒入干燥的锥形瓶中，加入2g无水硫酸镁，配上塞子，充分振摇后，放置30min。, 蒸馏,安装一套普通蒸馏装置。将干燥好的粗酯小心滤入干燥的蒸馏烧瓶中，放入12粒沸石，加热蒸馏。用干燥的量筒收集138142馏分，量取体积并计算产率。,11,六产率计算,产品外观,实际产量,理论产量,产率,12,七思考题,制备乙酸异戊酯时，使用的哪些仪器必须是干燥的，为什么？, 分水器内为什么事先要充有一定量水？, 酯化反应制得的粗酯中含有哪些杂质？是如何除去的？洗涤时能否先碱洗再水洗？, 酯可用哪些干燥剂干燥？为什么不能使用无水氯化钙进行干燥？, 酯化反应时，实际出水量往往多于理论出水量，这是什么原因造成的？,13,八注意事项,加浓硫酸时，要分批加入，并在冷却下充分振摇，以防止异戊醇被氧化。, 回流酯化时，要缓慢均匀加热，以防止碳化并确保完全反应。, 分液漏斗使用前要涂凡士林试漏，防止洗涤时漏液，造成产品损失。, 碱洗时放出大量热并有二氧化碳产生，因此洗涤时要不断放气，防止分液漏斗内的液体冲出来。, 最后蒸馏时仪器要干燥，不得将干燥剂倒入蒸馏瓶内。, 冰醋酸具有强烈刺激性，要在通风橱内取用。,14,附录（1）,乙酸异戊酯的工业制备方法：,目前世界上工业乙酸乙酯主要制备方法有乙酸酯化法、乙醛缩合法、乙烯加成法和乙醇脱氢法等。传统的乙酸酯化法工艺在国外被逐步淘汰，而大规模生产装置主要是乙醛缩合法和乙醇脱氢法，在乙醛原料较丰富的地区万吨级以上的乙醛缩合法装置得到了广泛的应用。乙醇脱氢法是近年开发的新工艺，在乙醇丰富且低成本的地区得到了推广。最新的乙酸乙酯生产方法是乙烯加成法，1998年在印度尼西亚迈拉库地区采用日本昭和电工专利技术建成了50 kt/a生产装置。,15,附录（2）,乙酸异戊酯的工业制备方法：,（1）乙酸酯化法 乙酸酯化法是传统的乙酸乙酯生产方法，在催化剂存在下，由乙酸和乙醇发生酯化反应而得。 CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O 乙醇 乙酸 乙酸乙酯 水 反应除去生成水，可得到高收率。该法生产乙酸乙酯的主要缺点是成本高、设备腐蚀性强，在国际上是属于被淘汰的工艺路线。,16,附录（3）,乙酸异戊酯的工业制备方法：,（2） 乙醛缩合法 在催化剂乙醇铝的存在下，两个分子的乙醛自动氧化和缩合，重排形成一分子的乙酸乙酯。 2CH3CHOCH3COOCH2CH3 乙醛 乙酸乙酯 该方法20世纪70年代在欧美、日本等地已形成了大规模的生产装置，在生产成本和环境保护等方面都有着明显的优势。,17,附录（4）,乙酸异戊酯的工业制备方法:,（3）乙醇脱氢法 采用铜基催化剂使乙醇脱氢生成粗乙酸乙酯，经高低压蒸馏除去共沸物，得到纯度为99.8%以上乙酸乙酯。 2C2H5OHCH3COOCH2CH3+H2 乙醇 乙酸乙酯 氢,18,附录（5）,乙酸异戊酯的工业制备方法：,（4） 乙烯加成法 在以附载在二氧化硅等载体上的杂多酸金属盐或杂多酸为催化剂的存在下，乙烯气相水合后与气化乙酸直接酯化生成乙酸乙酯。 CH2CH2+CH3COOHCH3COOCH2CH3 乙烯 乙酸 乙酸乙酯 该反应乙酸的单程转化率为66%，以乙烯计乙酸乙酯的选择性为94%。Rhone-Poulenc 、昭和电工和BP等跨国公司都开发了该生产工艺。,19,