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实验名称1-溴丁烷的制备与检测（1）

一、实验目的要求

1．学习由醇制备卤代烃的原理和方法；

2．掌握回流、有毒气体的处理等操作技能。

二、实验重点与难点

1．重点：蒸馏与分馏的基本原理、装置和操作；

2．难点：绘制工作曲线以确定各馏分组成的方法。

三、实验教学方法与手段

讲授法、演示法。

四、实验用品（主要仪器与试剂）

1．试剂：正丁醇、溴化钠、浓硫酸、氢氧化钠；

2．仪器：球形冷凝管、直形冷凝管、圆底烧瓶、锥形瓶、漏斗、接引管、烧杯。

五、实验装置图

制备1-溴丁烷的实验装置如图1～2所示。

图1带气体吸收的回流装置图图2简易蒸馏装置

六、实验原理

卤代烃是一类重要的有机化合物，在实验室里通常采用醇和浓氢卤酸反应来制备。1-

溴丁烷就是由正丁醇、溴化钠、浓硫酸共热而制得。

NaBr+H

2

SO

4

HBr+NaHSO

4

n-C

4

H

9

OH+HBr

H

2

SO

4n-C

4

H

9

Br+H

2

O

NaBr与浓H

2

SO

4

反应产生HBr，HBr再与C

4

H

9

OH反应生成C

4

H

9

Br。在反应中使用了

过量的浓硫酸，它的作用如下：

（1）吸收反应生成的水使HBr保持较高的浓度，加速反应进行；

（2）使醇羟基质子化，易于离去；

（3）使反应中生成的水质子化，防止卤代烃水解重新变回到醇。

由于使用过量的浓硫酸，在加热条件下，可以引发许多副反应：

CH

3

CH

2

CH

2

CH

2

OH

H

2

SO

4CH

2

CH

2

CH=CH

2

+H

2

O

2

CH

3

CH

2

CH

2

CH

2

OH

H

2

SO

4(CH

3

CH

2

CH

2

CH

2

)

2

O+H

2

O

2

HBr+H

2

SO

4

Br

2

+SO

2

+2H

2

O

由于副反应的发生，将产生多种副产物，因此，实验制得的产品必须经过提纯精制除去

各种杂质才能获得纯净的产品。反应结束后，反应混合物中除产品1-溴丁烷外，还有未反

应的正丁醇、氢溴酸以及副产物正丁醚，可以通过水洗和浓硫酸洗涤除去，另一种产物硫酸

氢钠在水中溶解度很小，不能通过水洗分液除去，因此反应结束后进行蒸馏将产物1-溴丁

烷从反应混合物中蒸出，硫酸氢钠和浓硫酸则留在残液中。副产物1－丁烯因沸点很低

（-6．26℃）在回流反应期间不能被冷凝而逸散出去（因此室内有较强的刺激性气味）。

反应过程产生的氢溴酸、二氧化硫等气体有毒有害，必须加以处理，本实验中用稀碱液进行

吸收处理。

七、实验步骤

1．加料：

20mlH

2

O+18ml浓H

2

SO

4

+13mlC

4

H

9

OH+17g无水NaBr+沸石2~3粒。（加水的目的是

减少HBr挥发，降低硫酸的浓度，减少副反应的发生。）

注意：（1）加料次序不能颠倒；（2）浓H

2

SO

4

要分批加入，每次少量，及时摇动，必

要时冷却；（3）NaBr要研细后加入，分次加入每次少量，摇动防止结块（NaBr容易吸水结

块，不利于HBr的生成，使反应速度变慢）。加料时不要让NaBr沾在瓶口；（4）不要忘记

加入沸石；（5）在烧杯中加入40mlNaOH稀溶液吸收反应中产生的HBr。

2．安装仪器：

安装回流装置，注意进水管和出水管的位置。

安装气体吸收装置，注意小漏斗要贴近液面，但不能全部浸入液面以下，防止碱液倒吸。

3．加热回流：

用小火加热，使瓶中液体沸腾，当有液体回流时开始计时，保持缓慢回流40分钟，回

流期间要间歇摇动。

4．蒸馏：

反应液冷却后，拆下冷凝管，改装为蒸馏装置。加热使液体沸腾，进行蒸馏，使产物蒸

出。开始时，产物C

4

H

9

Br和水一起被蒸出，故馏出液为混浊状。当产物C

4

H

9

Br全部蒸出

后，再蒸出的全部是水，馏出液变为澄清透明，此时可停止加热结束蒸馏。

注意：加热过程中，反应混合物开始为一层，随着反应的进行逐渐烧瓶中液体分为两层，

由于1-溴丁烷不溶于浓硫酸且比重小，故而在上层。下层为醇和浓硫酸层，由于醇溶解于

浓硫酸故而在同一层。随着反应进行，上层越来越厚，下层越来越薄。上层颜色由淡黄变为

橙黄色。摇动可以促进两相充分接触，加快反应速度。由于溴的存在反应液会发红。用水洗

除氢溴酸防止下一步加入硫酸后产生单质溴液体变红色。

八、实验指导

本实验包括加热回流、气体吸收、蒸馏、洗涤、干燥等步骤，操作方法齐全，现象明显，

适宜于第一个合成实验。同学们只要认真预习、认真操作都能成功完成本实验。但一些常犯

错误及操作要点还请同学们注意：

1．配置硫酸溶液时，在冷水浴中一边震荡圆底烧瓶一边慢慢将浓硫酸加入水中。

2．本实验采用1:1硫酸（比重约1.52），一方面减少副反应，另一方面吸收来不及反应

的溴化氢气体。

3．加料时不要让溴化钠粘附在烧瓶壁上；一开始加热不要过猛，否则回流时反应混合

物的颜色很快变深（橙黄或橙红色），甚至会产生少量炭化。操作情况良好时油层呈现浅黄

色，冷凝管顶端也无溴化氢逸出。

4．装置的密封性要好。吸收液用水即可。气体导管出口处要接近但不能接触吸收液面，

采用漏斗导出气体则可将漏斗的一半伸进吸收液面。

5．回流后再进行粗蒸馏一则使有机物分离出来，便于后面的洗涤操作；再则，粗蒸馏

过程可进一步使反应趋于完全。粗蒸馏时油层的黄色褪去，馏出的油滴无色；若油层蒸完后

继续蒸馏，蒸馏瓶中的液体又渐渐变成黄色，这时馏出液呈酸性。有时蒸出的液滴也呈黄色，

这是由于氢溴酸被硫酸氧化而分解出溴。

6．判断粗产物是否蒸完，可用检验油滴的方法：用盛少量清水的小烧杯接收几滴馏出

液，观察烧杯底部有无小油珠，无小油珠则有机物已蒸完。

7．油层若呈红棕色，是因为蒸馏时间过长而蒸出的氢溴酸恒沸液与浓硫酸反应产生游

离溴所致。在以后的洗涤过程中会逐渐褪去。也可在分去硫酸后用少量亚硫酸氢钠水溶液洗

涤除去：

2NaBr+3H

2

SO

4

（浓）

Br

2

+SO

2

+2H

2

O+2NaHSO

4

Br

2

+NaHSO

3

+H

2

O2HBr+NaHSO

4

8．蒸馏所用的各仪器必须预先烘干，否则产品易浑浊。

九、注意事项

1．在圆底烧瓶中加入10ml水，然后加入14ml浓硫酸，等浓硫酸冷至室温后才加入溴

化钠。

2．如不充分摇动并冷却至室温，加入溴化钠后，溶液往往变成红色，即有溴游离出来。

3．正溴丁烷是否蒸完，可以从下列几方面判断：①蒸出液是否由混浊变为澄清；②蒸

馏瓶中的上层油状大物是否消失；③取一试管收集几滴馏出液；加水摇动观察无油珠出现。

如无，表示馏出液中已无有机物、蒸馏完成。

4．如水洗后产物呈红色，可用少量的饱和亚硫酸氢钠水溶液洗涤以除去由于浓硫酸的

氧化作用生成的游离溴。

5．反应装置的密封性要好。吸收液用水即可，气体导管出口处要接近但不能接触吸收

液面。

十、实验中常见错误:

1．配置硫酸溶液混合均匀后，冷至室温，加入正丁醇，最后于室温中加溴化钠，摇匀,

切不可先加溴化钠。

2．反应时小火加热，切不可大火加热。注意回流速度及冷凝管中气体的位置。

3．在回流过程中，尤其是停止回流时，注意勿使漏斗全部埋入吸收液（水）中。

十一、安全事项:

1．浓硫酸具有强氧化性和脱水性，勿接触伤口；

2．正丁醇虽属于低毒物质，但具有刺激和麻醉作用，勿直接吸入高浓度正丁醇和接触

皮肤。

3．1-溴丁烷具有毒性，吸入其蒸气可引起咳嗽、胸痛和呼吸困难。高浓度时有麻醉作

用，引起神志障碍。和皮肤接触可致灼伤，勿直接吸入高浓度1-溴丁烷和接触皮肤。

十二、思考题

1．1-溴丁烷制备实验为什么用回流反应装置？

2．1-溴丁烷制备实验为什么用球型而不用直型冷凝管做回流冷凝管？

3．1-溴丁烷制备实验采用1：1的硫酸有什么好处？

4．什么时候用气体吸收装置？怎样选择吸收剂？

5．1-溴丁烷制备实验中，粗产物用75度弯管连接冷凝管和蒸馏瓶进行蒸馏，能否改成

一般蒸馏装置进行粗蒸馏？这时如何控制蒸馏终点？

6．在1-溴丁烷制备实验中，硫酸浓度太高或太低会带来什么结果？

思考题答案

1．此反应较慢，需要在较高的温度下、长时间反应，而玻璃反应装置可达到的最高反

应温度是回流温度，所以采用回流反应装置。

2．因为球型冷凝管冷凝面积大，各处截面积不同，冷凝物易回流下来。

3．减少硫酸的氧化性，减少有机物碳化；水的存在增加HBr溶解量，不易逃出反应体

系，减少HBr损失和环境污染。

4．有污染环境的气体放出时或产物为气体时，常用气体吸收装置。吸收剂应该是价格

便宜、本身不污染环境，对被吸收的气体有大的溶解度。如果气体为产物，吸收剂还应容易

与产物分离。

5．可用一般蒸馏装置进行粗蒸馏，馏出物的温度达到100℃时，即为蒸馏的终点，因

为1-溴丁烷/水共沸点低于100℃，而粗产物中有大量水，只要共沸物都蒸出后即可停止蒸

馏。

6．硫酸浓度太高：

(1)会使NaBr氧化成Br

2

，而Br

2

不是亲核试剂。

2NaBr+3H

2

SO

4

（浓）

Br

2

+SO

2

+2H

2

O+2NaHSO

4

(2)加热回流时可能有大量HBr气体从冷凝管顶端逸出形成酸雾。

硫酸浓度太低：生成的HBr量不足，使反应难以进行。