北京石油化工學院綜合性有機化學實驗報告題目名稱：3-丁酮酸乙酯的制備學生姓名： XXX專業(yè)：化學工程與工藝學院： 化學工程學院年級：20XX級指導教師： XXX20XX年5月1日

3-丁酮酸乙酯的制備XXX（北京石油化工學院化學工程學院，北京 102600）摘要：3-丁酮酸乙酯（乙酰乙酸乙酯）在有機合成中的應用極廣， 可用于合成吡啶、吡咯、嘧啶、嘌吟和環(huán)內(nèi)酯等雜環(huán)化合物，也廣泛用于藥物合成。 3-丁酮酸乙酯具有芳香氣味，還用作食品著香劑。3-丁酮酸乙酯也作為溶劑使用，還是檢測鉈、氧化鈣、氫氧化鈣和銅的試劑。本實驗以酯及金屬鈉為原料，利用 Claisen酯縮合反應原理合成 3-丁酮酸乙酯[1]，最后用2,4-二硝基苯肼、FeCl3及數(shù)字阿貝折射儀檢驗產(chǎn)物。本實驗是微量實驗，實驗共使用0.4g（0.017mol）鈉、8mL（7.2g，0.08mol）乙酸乙酯（含少量無水乙醇），得到產(chǎn)品2.0g（4人合產(chǎn)量），產(chǎn)率23%，產(chǎn)率較低。產(chǎn)品折射率 1.3965，純度較高。關鍵詞：3-丁酮酸乙酯；制備；Claisen酯縮合反應1、乙、▲刖言3-丁酮酸乙酯，又稱乙酰乙酸乙酯，結(jié)構式如右圖。常溫下為無色液體，沸點181℃，相對密度d20為4上282,折射率n20為1.4194，具有愉快的水果香氣。D易溶于水，與乙醇、乙醚、苯等一般有機試劑混溶。一般的3-丁酮酸乙酯是酮式和烯醇式互變異構體的平衡混合物，酮式占 92.3%，烯醇式占7.7%。實驗室中常用Claisen酯縮合反應原理合成，工業(yè)上用二乙烯酮與乙醇作用制得。多用作有機合成原料，生產(chǎn)藥物、香料、雜環(huán)化合物等。2實驗部分[2]2.1實驗儀器及藥品儀器：電子天平PL601-S，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；XK-88微型加熱磁力攪拌器，揚州市公道玻璃儀器廠；SHZ-D循環(huán)水真空泵，河南鞏義市英峪豫華儀器廠；25mL單口圓底燒瓶，北京玻璃儀器廠；10mL錐形瓶，北京玻璃儀器廠；微型球形冷凝管，北京玻璃儀器廠；微型直形冷凝管，北京玻璃儀器廠；微型干燥管，北京玻璃儀器廠；微型蒸餾頭，北京玻璃儀器廠；微型克氏蒸餾頭，北京玻璃儀器廠；微型接受彎頭，北京玻璃儀器廠；分液漏斗，北京玻

璃儀器廠；溫度計（150℃）,北京玻璃儀器廠。藥品：金屬鈉，分析純，北京化工廠；乙酸乙酯，分析純，北京化工廠；無水乙醇，分析純，北京化工廠；冰醋酸，分析純，北京化工廠；氯化鈉，分析純，北京化工廠；碳酸鈉，分析純，北京化工廠；碳酸鉀，分析純，北京化工廠。1.283實驗裝置圖:干燥管球形泠凝管毛碓A接真空系統(tǒng)干燥管球形泠凝管毛碓A接真空系統(tǒng)反應裝置圖TH2coOC2H反應裝置圖TH2coOC2H5減壓蒸儲裝置圖1.284反應原理:闔COCHC02cHp實驗以乙酸乙酯及金屬鈉為原料，并以過量的酯做溶劑，利用酯中含有微量醇與金屬鈉反應生成醇鈉，隨反應的進行，醇不斷生成，反應便不斷進行下去，直至金屬鈉反應完全。反應是乙酸乙酯碳負離子對另一酯分子羰基的親核加成 -消除的結(jié)果。醇鈉遇水分解，金屬鈉與水反應發(fā)生燃燒爆炸，所以體系必須保持干燥。具體操作步驟如下：1、按裝置圖組裝儀器。2、向干燥的25mL單口燒瓶中加入8mL（7.2g，0.08mol）乙酸乙酯（含少量無水乙醇）、0.4g（0.017mol）切細的金屬鈉。裝好反應裝置，輕搖使其混合均勻，微熱回流，至金屬鈉徹底消失為止。反應開始片刻后反應液變黃，反應結(jié)束時反應液為橘紅色透明溶液， 含有黃白色沉淀。3、將燒瓶冷卻至室溫，自回流冷凝管上口慢慢加入 8mL30%醋酸水溶液，邊加邊搖動燒瓶，使固體徹底溶解。再加5mL飽和食鹽水，搖動均勻。反應液中黃白色固體消失，呈黃色透明狀，分層。4、用分液漏斗分出水相，有機相轉(zhuǎn)移至原反應燒瓶中，水相用5mL乙酸乙酯萃取一次，將萃取液與有機相合并。5、用5mL5%碳酸鈉水溶液中和有機相，不時搖動，使反應完全。可以觀察到液體中有小氣泡產(chǎn)生，靜置后分層。6、用分液漏斗分出水相，棄去。有機相用無水碳酸鉀干燥。此時得到的溶液呈微黃色透明狀。7、將反應液在常壓下蒸餾至100℃。然后改用減壓蒸餾。得到的產(chǎn)品呈無色透明狀，有香味，共2.0g（4人合產(chǎn)量）。8、將產(chǎn)品與2,4-二硝基苯肼反應，觀察到有黃色沉淀生成；與FeCI反應，3觀察到溶液呈紫色。用數(shù)字阿貝折射儀檢測到折射率為 1.3965。3實驗結(jié)果實驗共獲得產(chǎn)品2.0g（4人合產(chǎn)量），產(chǎn)品呈無色透明狀，有水果香味。理論產(chǎn)量：8.8g（4人合產(chǎn)量，每人取鈉量均按0.4g計算）。產(chǎn)品產(chǎn)率：2.0/8.8*100%=23%，折射率為1.3965。4實驗結(jié)果分析及討論實驗產(chǎn)率23%，產(chǎn)率較低。通過與2,4-二硝基苯肼、FeCl3反應驗證了3-丁酮酸乙酯的互變異構。測得產(chǎn)品的折射率為 1.3965,與文獻值1.4194較接近，產(chǎn)品純度較高。本實驗采用Claisen酯縮合反應原理，在反應中需要使用金屬鈉，要保證反應體系干燥，防止發(fā)生意外。反應過程中要控制好溫度，乙醇與乙酸乙酯都是低沸點物質(zhì)，過高的溫度可能導致反應物逸出體系。有機化學反應反應速率一般較慢，因此保證反應的時間格外重要，不能操之過急，但也不能長時間反應，有可能會導致副反應發(fā)生，應嚴格按照規(guī)定的時間控制實驗節(jié)奏。實驗中進行了多次酸化、堿洗操作，3-丁酮酸乙酯易溶于水，雖然對水相進行了萃取，但仍無法避免部分產(chǎn)物隨廢液被丟棄，這可能是造成實驗產(chǎn)率較低的原因。在常壓蒸餾操作中蒸餾不徹底， 導致產(chǎn)品中含有部分乙酸乙酯， 這可能是導致產(chǎn)品純度一般的主要原因。5心得體會實驗中加食鹽水的作用：降低溶解度，增加比重，使乳濁液分層。減壓蒸餾適用的場合：餾分沸點較高時，餾分加熱易分解時，餾分易聚合時。減壓蒸餾結(jié)束時要先打開毛細管夾再關閉真空泵，否則會導致真空泵中的循環(huán)水倒流。減壓蒸餾檢查漏氣部位可用逐個排除的方法：將疑似漏氣部位拆開，用手指按住儀器接口處，