溴苯的制备（普通合成和超声合成）

Ⅲ　溴苯的制备（普通合成和超声合成）

反应式

实验步骤

1.方法一（普通合成法）

（1）常量合成。用干燥的50mL三口烧瓶分别装配好搅拌器、干燥的滴液漏斗和干燥的冷凝管，冷凝管上口连接无水氯化钙干燥管和HBr气体吸收装置（见图5－7）。在烧杯中装10％NaOH溶液，倒置的漏斗距液面0.2～0.3cm，切勿浸入水中以防倒吸。

图5－7　回流及吸收装置

将5.8mL无水苯、0.15g铁屑放入三口烧瓶，将液溴装入滴液漏斗。先滴加0.5mL左右的液溴到三口烧瓶中，不要摇动，经片刻诱导期后反应即开始（必要时可用水浴温热），可观察到有HBr气体逸出。开动搅拌器，慢慢滴入其余的溴，控制滴速，以保持溶液微沸为宜，20～ 30min加完溴。加完溴后，在60～70℃热水浴中回流约15min，直至无HBr气体逸出且冷凝管中无红棕色溴蒸气为止。

通过滴液漏斗向三口烧瓶中加入约15mL水，搅拌片刻后停止搅拌，拆下三口烧瓶，抽滤除去铁屑。将抽滤液移入分液漏斗，依次用10mL水、5mL 10％NaOH溶液和10mL水洗涤后，在干燥加塞的锥形瓶中用无水氯化钙干燥。将干燥的粗产品滤去氯化钙，移入蒸馏烧瓶中，先用水浴蒸去苯，而后在石棉网上用小火加热，当温度升至135℃时迅速换上空气冷凝管，收集145～170℃的馏分。将此馏分再蒸馏，收集154～160℃的馏分，即为精制的溴苯产品。计量产量和产率。

（2）微量合成。在二口烧瓶内加入2.2mL苯、50mg铁粉和搅拌磁子，一口装上冷凝管，另一口插入装有1mL溴的注射器（见图5－8）。先滴入少许溴，反应开始后，启动搅拌器，然后分几次滴加其余溴，使溶液呈微沸状态，加完溴后，将烧瓶置于60～70℃水浴中加热10min，直到不再有HBr气体逸出为止。

图5－8　微型回流及吸收装置

反应物冷却后，用毛细滴管将反应物移至离心试管中，再分别用2mL水、1mL 10％NaOH溶液洗涤一次，最后用水洗涤两次（每次2mL）。粗产品用无水氯化钙干燥后，移至3mL圆底烧瓶中，上接一微型蒸馏头，水浴先蒸出未反应的苯，再换一只微型蒸馏头，隔石棉网加热，收集140～160℃馏分，产量1.915g，产率约60％。

2.方法二（超声合成）

将1.7mL苯和0.05g催化剂铁粉加入到10mL圆底烧瓶中，再将烧瓶固定在水槽式超声波清洗反应器里，搭好回流装置和气体吸收装置。启动超声波发生器，开始振荡，量取1.0mL的溴，由瓶口一次性加到反应瓶中，立即装上回流冷凝管，震荡20～30min至瓶内溴的颜色基本褪去，停止反应。蒸馏，收集150～175℃之间的馏分，得一次蒸馏产物（主要为溴代苯）。将此馏分再蒸一次，收集152～158℃之间的馏分，产量为2.0～3.0g。

纯的溴苯为无色液体，沸点为156℃，为1.5597，红外光谱如图5－9所示。

注意事项

（1）苯需用无水氯化钙干燥，本实验所用的仪器必须干燥。

（2）溴代反应是放热反应，加溴速度过快则反应剧烈，二溴苯生成增多。

（3）溴在水中的溶解度较大，水洗时不能除尽，故需用NaOH溶液洗涤。

（4）溴为剧毒、强腐蚀性药品，取溴操作应在通风橱中进行，并带上防护眼镜和橡皮手套，注意不要吸入。

图5－9　溴苯的红外光谱图

思考题

（1）HBr尾气吸收装置的原理是什么？

（2）本实验中制备溴苯粗产品依次用水、NaOH溶液、水洗涤的目的何在？

（3）本实验由粗产品到精产品，为什么要蒸馏两次？一次行不行？为什么？