怎么干燥醋酸
醋酐快速提纯法:通常加5%的乙酸酐(例如你要干燥100g就加5g乙酸酐),2%的三氧化铬,回流2小时,常压蒸馏即可。
单纯除水的话加5%的乙酸酐,回流1h,常压蒸馏即可。
我也刚做这个实验,我认为主要是氯化铝水解,从而影响催化剂质量。
六、操作要点
1. 仪器必须充分干燥,否则影响反应顺利进行(100mL三口瓶、球形冷凝管、滴液漏斗、磨口干燥管、25mL量筒预先烘干。)。
2. 安装装置时,注意干燥管在加氯化钙干燥剂前,先在干燥管球体下支管口塞上脱脂棉(以防干燥剂落入冷凝管),再加入粒状的氯化钙颗粒(若是粉末易使整个装置呈密闭状态,产生危险)。再在干燥管处用自制的带橡皮塞的导气管将气体吸收装置与回流装置相连。
3. 无水AlCl3的质量是实验成败的关键之一,称量、研细、投料都要迅速,避免长时间暴露在空气中,防止它因吸水而水解。
4. 甲苯应用金属钠处理干燥,乙酸酐要新蒸,以保实验成功。
5. 在滴入甲苯乙酸酐混合溶液时需要边滴边摇,并需控制滴加速度。
6. 整个反应需要小火加热控制温度在100-105°C。
7. 反应液冷却后倒入盐酸溶液应使铝盐溶解完全,若不溶解可再添加稀盐酸。
8. 由于最终产物不多、沸点较高,宜选用较小蒸馏瓶(小于50mL)。最后可在铁丝网上加热收集产品。
以丙酮或乙酸为原料,首先热分解生成中间体乙烯酮,然后将含乙烯酮气体在两个串联的填充塔中用乙酸和乙酐的混合物(循环液)淬冷同时进行化学吸收,生成乙酐: H2C=C=O+CH3COOH—(CH3CO)2O
工艺过程如下:将乙酸在蒸发器内气化,于20kPa,负压下与磷酸催化剂混合并通过预热分解器预热至600℃,进行分解管,在700-720℃下热分解成含水和乙酸的乙烯酮。为避免生成沸点与乙酐相近的双乙烯酮(沸点127.4℃),在预热分解管出口处通入氨,经冷却器急冷至0℃左右,分离出水和末反应的乙酸,而后将除去乙酸的反应气体送入吸收塔,与乙酸反应生成乙酐。第一吸收塔控制温度30-40℃,乙酐浓度为85%,第二吸收塔控制温度20℃,乙酐浓度为10-20%,为保持吸收塔的乙酸浓度,在第二吸收塔中定期加入冰醋酸,并将第二吸收塔的乙酸循环至第一吸收塔作吸吸夜用。自第一吸收塔循环液中抽取的粗乙酐去精留馏塔精馏,可得浓度95%以上的乙酐。此法产生步骤多,能耗大,乙酐总收率仅约70%,是较陈旧的方法。用丙酮热解时,裂解温度650-800℃,停留时间0.25-0.75s,加入少量二硫化碳以抑制碳生成,产物用乙酸淬冷。生成的乙烯酮再以乙酸吸收即成乙酐。 其反应如下:2CH3CHO+O2——(CH3CO)2+H2O
以乙醛为原料,以乙酸钴-乙酸铜为催化剂,在45-55℃,0.29-0.39MPa用空气或氧进行液相催化氧化,产物中乙酐占40%,如加入乙酸乙酯作稀释剂,则成品乙酐可提高50%,粗品经精制分离而得。
工艺过程如下:原料乙醛加入稀释剂乙酸乙酯和催化剂乙酸钴,碳酸铜,再加入乙酸和回汽水,配成氧化料,将氧化料连续加入氧化塔底部,自塔身各节通入氧气,反应温度控制在40-60℃之间压力维持100-300kPa,连续出料,出料的料液中含醛量应不超过2%,尾气通入吸收塔用水吸收。料液在去酯工序将反应产生的水分迅速随着乙酯馏出,防止生成的乙酐水解成乙酸。再在去催化剂塔馏出酐酸混合液,催化剂留在塔釜内,贮积较浓后蒸去塔内残存酐酸,放出催化剂处理回用。酐酸混合液在酐酸分离塔将乙酐和乙酸分开。分离塔为不锈钢真料塔,操作时间真空度53.3-80kPa,塔顶出料为乙酸,塔底出料为粗乙酐。粗乙酸在不锈钢精制制塔内减压蒸去低沸物后,收集成品乙酐。此法操作简单,同时得到副产品乙酸,是乙酐的
主要生产方法。乙醛氧化法的消耗定额:乙醛1681kg/t,乙酸乙酯70kg/t,氧气571kg/t。 乙酰氯与乙酸钠反应制得。
理化常数
国标编号: 81602
CAS号: 108-24-7
中文名称 :乙酸酐
英文名称: Acetic anhydride
别名: 醋酸酐;醋酐;乙酐
分子式: C4H6O3;(CH3CO)20 外观与性状 无色透明液体,有刺激气味,其蒸气为催泪毒气
分子量: 102.09 蒸汽压 1.33kPa/36℃ 闪点:49℃
熔点 :-73.1℃
沸点:138.6℃
溶解性 :溶于苯、乙醇、乙醚、丙酮
密度 :相对密度(水=1)1.08;相对密度(空气=1)3.52
稳定性 :稳定
危险标记: 20(酸性腐蚀品)
主要用途: 用作乙酰化剂,以及用于药物、染料、醋酸纤维制造
性质 :稍溶于水,易溶于乙酸、乙醚和丙酮等有机溶剂中。乙酸酐在水中发生水解生成乙酸,在热水中立即反应。乙酸酐可以和醇发生醇解反应生成酯和酸,例如乙酸酐溶于乙醇生成乙酸乙酯和乙酸。乙酸酐可以与氨作用生成乙酰胺,在氢化铝锂作用下,乙酸酐可以还原生成伯醇;乙酸酐与过氧化钠或过氧化氢作用生成过氧化二乙酰;在乙醇钠做催化剂时,乙酸酐可以与苯甲醛发生缩合反应生成肉桂醛。
乙酸酐是重要的乙酰化试剂,主要用于制造乙酸纤维素、药物、染料、原料等。也可用于制引发剂和漂白剂等。
环境影响
一、健康危害
侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
健康危害:吸入后对有刺激作用,引起咳嗽、胸痛、呼吸困难。眼直接接触可致灼伤;蒸气对眼有刺激性。皮肤接触可引起灼伤。口服灼伤口腔和消化道,出现腹痛、恶心、呕吐和休克等。
慢性影响:受本品蒸气慢性作用的工人,可风结膜炎、畏光、上呼吸道刺激等。
二、毒理学资料及环境行为
毒性:属低毒类。
急性毒性:LD50 1780mg/kg(大鼠经口);4000mg/kg(兔经皮);LC501000ppm,4小时(大鼠吸入)
刺激性:50ug,重度刺激。家兔经皮开放性试验:525mg,重度刺激。
危险特性:其蒸气与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与强氧化剂可发生反应。
燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。
环境标准
车间卫生标准 20mg/m3
居民区大气中有害物最大允许浓度 0.1mg/m3(最大值)0.003mg/m3(昼夜均值)
空气中嗅觉阈浓度 0.36ppm
应急方法
一、泄漏应急处理
疏散泄漏污染区人员至安全区,禁止无关人员进入污染区,切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿化学防护服。合理通风,不要直接接触泄漏物,在确保安全情况下堵漏。喷水雾能减慢挥发(或扩散),但不要对泄漏物或泄漏点直接喷水。用活性炭或其它惰性材料吸收,然后收集运至废物处理场所处置。如大量泄漏,利用围堤收容,最好不用水处理,然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。
废弃物处置方法:建议用焚烧法处置。
二、防护措施
呼吸系统防护:空气中浓度超标时,应该佩带防毒面具。紧急事态抢救或逃生时,佩带自给式呼吸器。
眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。
防护服:穿工作服(防腐材料制作)。
手防护:戴橡皮手套。
其它:工作后,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。
三、急救措施
皮肤接触:脱去污染的衣着,立即用水冲洗至少15分钟。若有灼伤,就医治疗。
眼睛接触:立即提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟。就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。必要时进行人工呼吸。就医。
食入:误服者立即漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。
灭火方法:雾状水、抗溶性泡沫、二氧化碳、砂土。
实验步骤:
(一)酰化反应:1、称取2.0g(约0.014mol)固体水杨酸,放入125ml锥形瓶中,加入5.4g(5ml,0.05mol)乙酐,用滴管加入5滴浓H2SO4,摇匀。
2、待水杨酸溶解后将锥形瓶放在85-90℃水浴中5-10分钟,常常摇动锥形瓶,使乙酰化反应尽可能完全。
3、冷至室温,即有乙酰水杨酸结晶析出。如不结晶,可用玻棒摩擦甁壁并将反应物置于冰水中冷却使结晶产生。
4、加入50mL水,将混合物继续在冰水中冷却使结晶完全。
5、减压抽滤,用滤液反复淋洗锥形瓶,直至所有结晶被收集到布氏漏斗
6、每次用少量冷水洗涤结晶几次,继续抽吸将溶剂尽量抽干。
7、粗产物转移至蒸发皿,在风中吹干,称重。
(二)、重结晶
1、将粗产物转移至150mL的烧杯中,在搅拌下加入25mL饱和碳酸氢钠溶液,加完后继续加热搅拌几分钟,直至无二氧化碳气泡产生。
2、抽气过滤,副产物聚合物应被滤出,用5-10mL水冲洗漏斗,合并滤液。倒入预先盛有4-5mL浓HCl和10mL水配成溶液的烧杯中,搅拌均匀,即有乙酰水杨酸沉淀析出。
3、将烧杯置于冰浴中冷却,使结晶完全。
4、减压抽滤,用洁净的玻塞挤压滤饼,尽量抽去滤液,再用冷水洗涤2-3次,抽干水分。
5、将结晶移至表面皿上,干燥后称量。
(三)、产品纯度检验:取几粒结晶加入盛有5mL水的试管中,加入1-2滴1%三氯化铁溶液,观察有无颜色变化。
问题与讨论
1) 水杨酸与乙酸酐的反应过程中浓硫酸起什么作用?
乙酰水杨酸是由水杨酸(邻羟基苯甲酸)与醋酸酐进行酯化反应而得的,此反应是酯化反应也是一个可逆反应,浓硫酸起到了催化剂的作用,同时浓硫酸能够吸水,而在该酯化反应中水是产物,能使反应向正反应方向移动。所以浓硫酸可以起到两个作用:1催化剂,2吸水干燥使反应正向移动,提高产率。
2)本实验中所用的仪器为什么必需干燥?
实验室制法中用到乙酸酐,乙酸酐遇水水解,水解以后的产物是乙酸,乙酸的乙酰化能力比乙酸酐弱很多,反应不能进行
实验注意事项:
1、仪器要全部干燥,药品也要实现经干燥处理,醋酐要使用新蒸馏的,收集139-140℃的馏分。
2、反应过程温度须控制在70℃左右,温度过高会加快副产物的生成。
3、抽滤后洗涤用水要少。
4、乙酰水杨酸受热后易发生分解,分解温度为126~135℃,因此重结晶时不宜长时间加热,控制水温,产品采取自然晾干。
5、测熔点时先使温度达到120℃后再放样品,否则样品在升温过程中易分解。
| (1)干燥管吸收HCl气体 (2)防止三氯化铝与乙酸酐水解(只答三氯化铝水解或乙酸酐水解也可) (3)AD (4)把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失否乙醇与水混溶 (5)检漏放气打开上口玻璃塞(或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔) (6)CAB |
| (1)仪器a的名称:干燥管;装置b的作用:吸收HCl气体;答案:干燥管吸收HCl气体。(2)合成过程中要求无水操作,AlCl 3 +3H 2 O=Al(OH) 3 +3HCl,CH 3 COOCOCH 2 CH 3 +H 2 O→2CH 3 COOH,答案:防止三氯化铝水解和乙酸酐水解;⑶A、反应物浓度大,反应速率快,导致反应太剧烈,A有可能;C不可能;B、最终将全部加入,不可能因为液体太多搅不动,B不可能;D、产生的CH 3 COOH浓度大,副产品增多,D有可能;选AD;⑷水层用苯萃取,分液,把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失,不能把苯换成乙醇,乙醇与水互溶,不分层;答案:把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失否乙醇与水混溶;⑸分液漏斗使用前须查漏并洗净备用。萃取时,先后加入待萃取液和萃取剂,经振摇并放气后,将分液漏斗置于铁架台的铁圈上静置片刻,分层。分离上下层液体时,应先打开上口的塞子(或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔),然后打开活塞放出下层液体,上层液体从上口倒出。答案:检漏放气打开上口玻璃塞(或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔);⑹蒸馏时测蒸汽的温度,C正确,可能会导致收集到的产品中混有低沸点杂质的装置是AB,D可能收集到沸点更高的馏分。答案:CAB。 |
CH3COCH3+CH3COOH--->CH2=C=O,丙酮加热到700~800°,乙酸在AlPO4存在下加热到700~740度
CH2=C=O+CH3COOH=CH3COOCOCH3
乙酐是重要的乙酰化试剂,乙酐用于制造纤维素乙酸酯;乙酸塑料;不燃性电影胶片;在医药工业中用于制造合霉素;痢特灵;地巴唑;咖啡因和阿司匹林;磺胺药物等;在染料工业中主要用于生产分散深蓝HCL;分散大红S-SWEL;分散黄棕S-2REL等;在香料工业中用于生产香豆素;乙酸龙脑酯;葵子麝香;乙酸柏木酯;乙酸松香酯;乙酸苯乙酯;乙酸香叶酯等;由乙酐制造的过氧化乙酰,是聚合反应的引发剂和漂白剂。
非法用途:制造海洛因、1-苯基-2-丙酮及N-乙酰邻氨基苯酸过程中用作乙酰化试剂,也是生产安眠酮、新安眠酮、甲基苯丙胺的配剂。
用作溶剂和脱水剂,也是重要的乙酰化试剂和聚合物引发剂。应用最终产物是醋酸纤维素和醋酸纤维塑料,这种纤维大部分用于制造香烟的过滤嘴、船舶工业的织物和日用织物,还可制造旋风炸药三次甲基三硝基胺。