学会傅-克酰基化反应制备芳香酮的实验技术

【实验目的】

（1）学会傅-克（Friedel-Crafts）酰基化反应制备芳香酮的原理。

（2）掌握有毒气体的处理方法，学会正确使用电动搅拌器等。

（3）熟练掌握萃取、洗涤等基本操作。

【实验原理】

Friedel-Crafts酰基化反应是制备芳香酮的主要方法。在无水三氯化铝或三氯化铁作催化剂的情况下，Friedel-Crafts酰基化反应的试剂是酰氯或酸酐，常用的是酸酐，这是因为酰氯副反应多，而酸酐原料易得，纯度高，操作方便，反应平稳，产率高。

反应方程式：

Friedel-Crafts酰基化反应是一个放热反应，通常是先将酰基化试剂配成溶液后慢慢滴加到盛有芳香化合物的反应瓶中，并需密切注意反应温度的变化。

【仪器及药品】

1.仪器

电动搅拌回流装置和蒸馏装置等。

2.药品

无水三氯化铝、无水纯苯、乙酸酐、氯化钙、浓盐酸、5%氢氧化钠溶液、无水硫酸镁等。

【实验内容】

在干燥的200 mL三口烧瓶的三个口中，分别装上50 mL滴液漏斗、电动搅拌装置和回流冷凝管［1］，冷凝管上口连一氯化钙干燥管，氯化钙干燥管的另一端连接HCl气体吸收装置。检查整个装置不漏气后，取下滴液漏斗，迅速将23 g研细的无水三氯化铝［2］和31 mL无水纯苯［3］加入三口烧瓶内，立即安上滴液漏斗。将6 mL乙酸酐［4］和10 mL无水纯苯加入滴液漏斗中，开动电动搅拌器（图2-2-10），逐滴加入乙酸酐和无水纯苯的混合溶液于三口烧瓶内，约20 min滴完。电热套加热微沸30 min，注意控制滴入速度，切勿使瓶内反应物剧烈沸腾［5］。

将三口烧瓶冷却，在不断搅拌下，将反应产物滴加到装有45 mL浓盐酸和60 g碎冰的200 mL烧杯中，充分搅拌，若仍有沉淀，可加入适量的浓盐酸使之溶解，然后用分液漏斗分出上层（有机层），用苯萃取下层（水层）两次，每次用苯15 mL。萃取液和上层液合并，依次用5%氢氧化钠溶液和水各20 mL洗涤，再用4～5 g无水硫酸镁干燥。

粗产物干燥后，倾入100 mL蒸馏烧瓶中，先蒸出苯（图2-2-6），当温度升到140℃左右时，停止加热，稍冷，换用空气冷凝管继续蒸出残留的苯。最后收集198～202℃的馏分，产量为5～6 g，产率为65%～79%。

【主要技术与注意事项】

［1］本实验使用的仪器、药品必须是干燥的。(www.xing528.com)

［2］无水三氯化铝的质量好坏是本实验成败的关键，它应该是小颗粒状或粗粉末状，以打开瓶盖立即冒烟、无结块现象为好，如已变成黄色，表示已经吸潮，不能取用。在研细、称量和投料过程中都应迅速，避免吸收空气中的水分。

［3］苯以分析纯为佳，苯经过无水氯化钙干燥12 h后，效果较好。

［4］乙酸酐使用新蒸的为好。

［5］温度过高对反应不利，一般控制在使苯缓缓回流为宜。

【参考学时】

6～8学时。

【预习要求】

（1）进一步巩固Friedel-Crafts酰基化反应的知识。

（2）预习有毒气体的处理方法，学习正确使用电动搅拌器等。

【实验思考题】

（1）在苯乙酮的制备中，水和潮气对本实验有何影响？在仪器装置和操作中应注意哪些事项？

（2）反应完成后，为什么要加入浓盐酸和碎冰的混合溶液？

（3）滴加乙酸酐时，应注意什么问题？为什么？

（4）搅拌器与反应瓶塞连接处是否应该密封？密封的方法有哪些？

【附注】

主要试剂及产物的物理常数见表3-6-1。

表3-6-1　主要试剂及产物的物理常数