铬酸氧化法制备环己酮的实验步骤和注意事项

【实验目的】

（1）学习铬酸氧化法制备环己酮的原理和方法。

（2）通过叔醇转变为酮的实验，进一步了解醇和酮之间的联系和区别。

（3）掌握萃取、分离、干燥和水蒸气蒸馏等实验操作及空气冷凝管的应用。

【实验原理】

实验室制备脂肪或脂环醛酮，最常用的方法是将伯醇和仲醇用铬酸氧化。铬酸是重铬酸盐和40%～50%硫酸的混合物。

仲醇用铬酸氧化是制备酮的最常用的方法。酮对氧化剂比较稳定，不易进一步氧化。铬酸氧化醇是一个放热反应，必须严格控制反应的温度，以免反应过于激烈。

【仪器及药品】

1.仪器

蒸馏装置等。

2.药品

Na2Cr2O7、环己醇、浓硫酸、食盐、乙醚、无水硫酸镁等。

【实验内容】

在烧杯中将10.5 g重铬酸钠溶于60 mL冰水中，在搅拌下慢慢加入10 mL浓硫酸，得橙红色铬酸溶液，将溶液冷却至30℃以下备用。

在250 mL三口烧瓶内，加入10.5 mL环己醇，然后一次性加入上述备用的铬酸溶液，振摇使其充分混匀。放入一支温度计，测量初始反应温度，并观察温度变化情况。反应开始后，混合物迅速变热，并且橙红色的铬酸溶液变成墨绿色的低价铬盐，当瓶内温度达到55℃时，立即用水浴冷却，控制反应温度在55～60℃。约30 min后温度开始下降，再放置30 min，其间不断振摇，使反应完全，此时反应液呈墨绿色。

在反应瓶内加60 mL水和几粒沸石，改成蒸馏装置（图2-2-6）。将环己酮和水一起蒸出［1］，直至馏出液不再混浊后再多蒸15～20 min（约收集馏出液50 mL），馏出液用食盐饱和［2（］约需食盐12 g），转入分液漏斗，静置后分出有机层，水层用15 mL乙醚萃取一次，合并有机层和萃取液，用无水硫酸镁干燥，将干燥后的液体转入干燥的100 mL圆底烧瓶中，在水浴上蒸去乙醚后，改用空气冷凝管继续蒸馏，收集151～155℃的馏分。产量为6～7 g。(www.xing528.com)

【主要技术与注意事项】

［1］环己酮与水形成共沸混合物，沸点95℃，含环己酮38.4%。

［2］环己酮31℃时在水中溶解度为2.4 g/100 mL。加入食盐的目的是降低环己酮的溶解度并有利于环己酮的分层。水的馏出量不宜过多，否则环己酮溶解于水中而损失掉。

【参考学时】

4～6学时。

【预习要求】

（1）复习由醇制备酮（醛）的原理及方法。

（2）预习水蒸气蒸馏操作方法及空气冷凝管的应用，巩固萃取、分离和干燥等基本实验操作。

【实验思考题】

（1）本实验的氧化剂能否改用硝酸或高锰酸钾？为什么？

（2）蒸馏产物时为何使用空气冷凝管？

【附注】

主要试剂及产物的物理常数见表3-4-1。

表3-4-1　主要试剂及产物的物理常数