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关于有机合成实验“逐滴加入,不断搅拌”的认识

有机合成实验中,“逐滴加入,不断搅拌”具有不可忽视的重要作用。

逐滴加入主要使用滴液漏斗,不断搅拌可选择电动搅拌器、磁力搅拌器或磁子,使反应物之间充分接触,特别是非均相反应。该操作一般在控温下进行,控制滴加速率约等于消耗速率,消耗速率可根据馏出速率推测。

第一:一般把活泼、危险的试剂滴入相对稳定、安全的底物中,控制试剂与底物的宏观配料比,且防止局部浓度过大(控制反应速率),防止局部温度过高(热量迅速分散),进而防止活泼试剂和过速反应导致的暴沸、冲料、着火、爆炸等危险现象。

活泼、危险试剂一般包括格氏试剂、有机锂、LiAlH₄;酰氯、SOCl₂;浓酸、强氧化剂等。

第二:抑制局部温度过高可能导致的副反应,提高有机合成主反应的选择性。

有机合成副反应的主要类型:

❶高温下的重排:一般重排过程存在一个比较高的能垒,升温有利于克服能垒,促进重排。

❷高温下的裂解:例如高温下有机物碳化或生成一氧化碳等。

❸高温下的缩合:例如羟醛缩合、烃烃缩合等。

❹高温下的过度反应:例如普遍存在的过度取代;过度加成、过度消除;特别是过度氧化、还原等。

第三:通过控制试剂与底物的宏观配料比和充分接触,不论是可逆反应,还是不可逆反应,都可以提高试剂的转化率。

第四:部分有机合成实验,把底物滴入试剂中,一般情况下,该试剂相对稳定、安全,而底物本身或底物的中间产物,在一定温度下,则可能发生副反应。

例如:实验室制取苯胺,把硝基苯逐滴加入铁粉与乙酸溶液的混合物中,且不断搅拌。

该反应的历程中,硝基苯要经过一系列的中间体才能够转化为苯胺。

PhNO₂→PhNO→PhNHOH→PhNH₂

中间体PhNO之间,PhNHOH之间,在一定温度下,非常容易发生缩合,生成偶氮苯或氧化偶氮苯等杂质。而通过控制试剂与底物的宏观配料比,并使之充分接触,则能够促进中间体迅速转化为苯胺,抑制副反应的发生。

(责任编辑:化学自习室)
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