有機化學實驗乙醚的微型化制備研究

徐 寧 牧區(qū)樂 李久明 段莉梅 白鎖柱 海 平

（內(nèi)蒙古民大學國家級化學實驗教學示范中心，內(nèi)蒙古 通遼028000）

微型化學實驗是20 世紀80 年代興起的一種化學實驗的新技術，廣泛以用于基礎化學實驗、醫(yī)藥化驗、生產(chǎn)控制分析等多個領域。目前，微型有機化學實驗是高等學校有機化學實驗教學改革的重要方向之一，它具有反應試劑用量小、反應時間短、較快速提高操作技能等優(yōu)點[1-3]。醚類化合物的制備實驗是有機化學實驗教學中必備的實驗內(nèi)容之一，學生在常規(guī)實驗中會使用大量的硫酸，并在高溫條件下長時間反應，同時硫酸的強氧化性會導致大量碳化物的生成，因此廢棄物的處理將會產(chǎn)生較高的費用。為了在實驗教學中滲透綠色化學的理念，本文參照相關文獻中乙醚的實驗方法[4，5]，結合微型有機化學實驗裝置的特點進行實驗的微型化，達到減少試劑的用量和反應時間，為醚類化合物微型化制備的可行性提供數(shù)據(jù)。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

WYA-2WAJ 型阿貝折射儀（湖北格萊莫檢測設備有限公司）；HMD-250 型磁力攪拌可調(diào)電熱套（新寶儀器有限公司）；微型玻璃儀器（南京金正教學儀器有限公司）。正丁醇、硫酸、氯化鈉、無水氯化鈣等試劑均為分析純，天津大茂化學試劑公司。

1.2 實驗步驟

將4.0mL 乙醇和4.0mL 濃硫酸分別倒入25mL 三頸圓底燒瓶，其中一口徑用微型蒸餾頭組裝微型蒸餾裝置，其余口徑安裝溫度計和滴液漏斗[5]?？焖偌訜岜３?35℃，開始滴加4.0mL乙醇，當?shù)渭油戤吅蠓磻獪囟戎饾u升高至160℃，停止反應。將餾出液倒入分液漏斗中，依次用水、10%氫氧化鈉溶液、飽和氯化鈉溶液和飽和氯化鈣溶液各洗滌2 次，再用無水氯化鈣干燥，過濾，濾液進行蒸餾，收集32-36℃餾分，得到無水透明液體，稱量，計算產(chǎn)率。反應原理如下：

圖1 反應裝置及儀器圖

2 結果與分析

2.1 硫酸的用量對反應產(chǎn)率的影響

在乙醇用量不變的條件下，考察硫酸的用量對反應產(chǎn)率的影響，見表1。從表1 中可以看出，隨著硫酸的用量增加，產(chǎn)率增大，但硫酸用量0.4mL 以后，增加幅度較小。在綠色環(huán)保和微型實驗順利進行的前提下，選取0.4mL 硫酸作為催化劑參與反應。

表1 硫酸與反應產(chǎn)率

2.2 反應溫度對反應產(chǎn)率的影響

在試劑用量不變的條件下，考察開始反應溫度對反應產(chǎn)率的影響，見表2。從表2 可以看出，起始反應溫度是生產(chǎn)硫酸單乙酯的重要因素，溫度低于135 ℃時其產(chǎn)率較小，不利于后續(xù)乙醚的生成。同時，反應溫度過高，乙醇蒸發(fā)速度較快，影響乙醚的最終反應產(chǎn)率。

表2 反應溫度與反應產(chǎn)率

2.3 微型實驗與常規(guī)實驗的比較

將微型實驗中試劑用量放大4 倍，并采用分水器的常規(guī)實驗進行制備乙醚，見表3。在反應過程中，與常規(guī)實驗相比，微型實驗的反應物用量減少，節(jié)約了實驗成本，且降低了實驗污染物的排放。同時由表3 可見，反應時間縮短了近65%，且產(chǎn)率近似，證明醚類化合物的制備微型化的可行性。

表3 微型實驗與常規(guī)實驗的反應產(chǎn)率對比