Preparation of n-Butyl Acetate
【目的要求】
1．通过乙酸正丁酯的制备，加深对酯化反应的理解。
2．掌握提高可逆反应转化率的实验方法。
3．熟悉回流、分水器的使用、萃取、蒸馏等基本操作。
4．学习折射率测定技术。
【基本原理】
本实验采用乙酸和正丁醇在浓硫酸的催化下制备乙酸正丁酯。由于酯化反应可逆，可利用分水器将生成的水不断从反应体系中移走，或者加入过量的某一反应物，促使平衡向右移动，以提高反应的转化率。反应式如下:
【仪器与试剂】
仪器:回流装置，分水器，分液漏斗，蒸馏装置，阿贝折射仪。
试剂:冰乙酸(沸点118℃，相对密度1．0492)，正丁醇(沸点117．7℃，相对密度0．8097)，浓硫酸，饱和氯化钠溶液，饱和碳酸钠溶液，无水硫酸镁，pH试纸。
【操作步骤】
1．直接回流法制备
在50 mL干燥的圆底烧瓶［1］中，加入8．5 mL(9 g，0．15 mol)冰乙酸和1 mL浓硫酸。摇匀后，加入6．9 mL(5．5 g，0．075 mol)正丁醇，充分混合，加几粒沸石，装上回流冷凝管，混合物空气浴加热回流80 min。稍冷，拆除反应装置，将混合物倒入分液漏斗中，用少量冷水洗涤烧瓶，并将涮洗液合并至分液漏斗中，加入20 mL饱和氯化钠溶液，振摇后静置，待分层后，分出下层水溶液，有机相用10 mL饱和碳酸钠溶液洗涤至水层呈微碱性为止(若仍为酸性，再用饱和碳酸钠溶液洗涤)。分出水层，酯层再用10 mL水洗涤至中性，仔细分出水层，将酯层倒入一干燥锥形瓶中，用约1 g无水硫酸镁干燥［2］。
将干燥好的粗产物滤入或小心倾入干燥的25 m L蒸馏烧瓶中，加几颗沸石，空气浴加热蒸馏，收集123～126℃馏分，产量约6 g。用阿贝折射仪测定产品的折射率(参见实验15)，并换算成20℃下的折射率。
纯粹乙酸正丁酯的沸点为126．5℃，折光率
1．3947。
2．回流分水法制备
在干燥的50 mL圆底烧瓶中，加入4．3 mL(4．5 g，0．075 mol)冰乙酸和6．9 mL(5．5 g，0．075 mol)正丁醇，再加入4～6滴浓硫酸。摇匀后，加几粒沸石，然后安装分水器及回流冷凝管［3］，分水器中预先加水(小心加水，不要流入烧瓶)至略低于支管口(约低于5 mm，作一记号)，加热回流(先小火回流)，反应一段时间后将水逐渐分出，保持分水器中水在原来的高度，若不再有水生成(约40 min)，表示反应完毕，停止加热，记录分水量(根据分水量，可粗略估计酯化反应完成的程度)。冷却后，拆除回流冷凝管，向分水器中加水将油层排入反应烧瓶中，将烧瓶混合液倒入分液漏斗中，用10 mL水洗涤，分出水层，酯层用10 mL饱和碳酸钠溶液洗涤至水层呈微碱性为止(若仍为酸性，再用饱和碳酸钠溶液洗涤)。
后续操作与“直接回流法”相同。
本实验约需5 h。
【注释】
［1］本实验回流反应和最后蒸馏出产品的操作所使用的仪器均须干燥，包括取试剂的量筒。
［2］蒸馏前，粗产物必须干燥完全，否则由于丁醇、水和乙酸丁酯间形成二元或三元恒沸物，导致蒸馏时前馏分多，影响产率。
［3］本实验利用恒沸混合物除去酯化反应生成的水。含水的恒沸混合物冷凝为液体时，分为两层，上层为含水量较少的酯和醇，下层主要是水。
(编写:蒋金芝 校核:罗一鸣)
实验指导
【预习要求】
1．复习酯化反应的历程，了解提高酯化反应转化率的实验方法。2．参看图1－4(a)回流装置和图1－5(b)分水回流装置。
3．了解折射仪的操作及测定折射率的原理和意义(实验15)。
【思考题】
1．本实验采用了什么方法来提高转化率?
2．反应结束时，混合物中有哪些杂质?这些杂质是如何除去的?
3．为什么洗涤粗品时不用NaOH溶液而用饱和碳酸钠溶液?
4．比较两种方法所用的实验装置和试剂用量有何不同。哪种方法更好?
