实验三：呋喃甲酸和呋喃甲醇的合成

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,*,实验三：呋喃甲酸和呋喃甲醇的合成,背景知识：呋喃甲醛、呋喃甲醇、,Cannizaro,反应,2呋喃甲醛，俗称糠醛，分子式,C5H4O2，,结构式,实 验 目 的,Cannizaro,歧化反应,熟练使用分液漏斗进行液液萃取和固体的析出以及过滤等操作,重结晶方法及操作,反应原理,芳香醛或者不含有,H,的醛在浓碱条件下能发生歧化反应，其中一分子氧化成酸，一分子被还原成醇。该反应称为,Cannizarro,反应。,呋喃甲醛的来源,呋喃甲醛又名糠醛，是一种非常常用的工业原料。由戊糖与稀酸作用经水解、脱水和蒸馏而得到。工业上由玉米杆和谷壳中提取，在光、热、空气和无机酸作用下，颜色变为黄色，发生树脂化。,注意事项:,NaOH,和呋喃甲醛不能用一个量筒量取，否则在量筒中就反应了。,烧杯中加入20,ml,冰水混合物，不要进水。,进行反应时，一定要等到,NaOH,溶液充分冷却到5,C,左右，再开始滴加呋喃甲醛。因反应是放热反应，温度升高容易发生树脂化。,反应在两相中进行。反应须充分搅拌才能顺利进行，但搅拌时不要用力过猛，以免打碎玻璃。,特别注意不能用温度计当搅拌棒,，反应时间要充分。,反应完全后用5,ml,水溶解产品，水量不要过大。同样，在水相酸化后过滤洗涤固体时用的水量也不要太多，否则会损失产品。,用浓硫酸酸化水层时检测,pH,到,3，否则会有产品损失。酸化后要充分结晶后再过滤（固体析出后再测,pH,值）,烘干产品时，红外灯距离与产品不要太近，以免呋喃甲酸升华或熔化（理论产量2.45,g)。,使用乙醚的注意事项：乙醚是一种极易挥发而燃烧的液体。使用时周围不能有明火。乙醚中含有一定量的过氧化物，在蒸馏时一定不能蒸干。,蒸馏时水浴加热，直接并应用冷水冷却,，尾气应用导管引入水槽。,滴加糠醛时，要控制反应温度812,C（,温度计插在反应液中）若温度低于8 ,C，,反应太慢，若温度高于12 ,C，,付反应太多。,所用玻璃仪器（共19件）,烧杯250,ml，100 ml,各一个,玻璃棒1支,150,C,温度计1支,表面皿1个,量筒10,ml1,个,分液漏斗1个,布氏漏斗1个,抽滤瓶1个,药匙1把,玻璃漏斗1个,19玻璃塞1个,滴管1支,圆底烧瓶1450,ml2,个,直冷1支,蒸馏头1个,接引管1个,温度计套管1个,实验过程,在,100,ml,烧杯中在冰水浴下预先冷却3,ml 43,的,NaOH,溶液，使,NaOH,溶液温度低于5,C。,用滴管边搅拌边滴加3.3,ml,呋喃甲醛，保证反应温度为812,C。,加完后继续搅拌反应20分钟，出现越来越粘稠的黄色固体（为醇和酸的钠盐）。,混合物的处理及分离：在搅拌下加入5,ml,左右的水，使固体全溶。转入分液漏斗中，用乙醚12,ml、7 ml、5ml,萃取3次，上层为乙醚层，水浴蒸馏乙醚。下层为水层含有酸的钠盐。,下层调,pH3，,加浓醋酸3,ml,左右，产生黄色沉淀。注意加酸不可太快。,pH,太低，酸生成有色杂质，,pH,太高，钠盐没有全部转化成酸。,过滤,红外灯烘干,称重，测熔点，重结晶（下次实验内容）,思考题,根据什么原理来分离提取呋喃甲醇和呋喃甲酸,根据分离萃取的原理，萃取剂为乙醚,在反应过程中析出的黄色浆状物是什么？,黄色浆状物为呋喃甲醇和呋喃甲酸钠的混合物。黄色固体为呋喃甲酸的钠盐,乙醚萃取过的水溶液，若用50的硫酸酸化是否合适？,不太合适，因为50%的硫酸有可能使产物氧化。硫酸具有强氧化性，很容易使呋喃环被破坏，生成1,4-二酮。同时硫酸使磺化试剂，可与呋喃环发生亲电取代反应。此外若用硫酸，和,NaOH,反应生成的,NaHSO4,在水中的溶解度随温度变化也比较大。在重结晶时也可能析出，而,NaCl,溶解度随温度变化很小，可全部留在母液中。附注：盐酸也是强酸，也可将呋喃环破坏。,需预习的基本操作,液液萃取分液漏斗的使用,固体的干燥,水浴蒸馏乙醚装置,固体有机化合物的干燥,主要是除去固体中的少量低沸点溶剂。有机固体有机化合物的挥发性较溶剂小，因此采取蒸发和吸附的方法来达到干燥的目的。常用干燥法如下：,烘干中有两种方法：,a,用恒温烘箱烘干或用恒温真空干燥箱烘干；,b,用红外灯烘干,冻干：即冷冻干燥。处理天然大分子，尤其是蛋白质、核酸，由于高温下容易变性，因此要用冷冻干燥。,干燥器干燥：,a,普通干燥器,；,b,真空干燥器；,c,真空恒温干燥器（干燥枪）。,水浴蒸馏乙醚操作,水浴接收,