题目内容
【题目】香豆素存在于黑香豆、香蛇鞭菊、野香荚兰、兰花中,具有新鲜干草香和香豆香,是一种口服抗凝药物。实验室合成香豆素的反应和实验装置如下:
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可能用到的有关性质如下:
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合成反应:
向三颈烧瓶中加入95%的水杨醛38.5g、新蒸过的乙酸酐73g和1g无水乙酸 钾,然后加热升温,三颈烧瓶内温度控制在145~150℃,控制好蒸汽温度。此时,乙酸开始蒸出。当蒸出量约15g时,开始滴加15g乙酸酐,其滴加速度应与乙酸蒸出的速度相当。乙酸酐滴加完毕后,隔一定时间,发现气温不易控制在120℃时,可继续提高内温至208℃左右,并维持15min至半小时,然后自然冷却。
分离提纯:
当温度冷却至80℃左右时,在搅拌下用热水洗涤,静置分出水层,油层用10%的 碳酸钠溶液进行中和,呈微碱性,再用热水洗涤至中性,除去水层,将油层进行减压蒸馏,收集150~160℃/1866Pa馏分为粗产物。将粗产物用95%乙醇(乙醇与粗产物的质量比为1:1)进行重结晶,得到香豆素纯品35.0g。
(1)装置a的名称是_________。
(2)乙酸酐过量的目的是___________。
(3)分水器的作用是________。
(4)使用油浴加热的优点是________。
(5)合成反应中,蒸汽温度的最佳范围是_____(填正确答案标号)。
a.100~110℃ b.117.9~127.9℃ c.139~149℃
(6)判断反应基本完全的现象是___________。
(7)油层用10%的碳酸钠溶液进行中和时主要反应的离子方程式为______。
(8)减压蒸馏时,应该选用下图中的冷凝管是_____(填正确答案标号)。
a.直形冷凝管
b.球形冷凝管
c.蛇形冷凝管![]()
(9)本实验所得到的香豆素产率是______。
【答案】恒压滴液漏斗 增大水杨醛的转化率 及时分离出乙酸和水,提高反应物的转化率 受热均匀且便于控制温度 b 一段时间内分水器中液体不再增多 2CH3COOH+CO32-=2CH3COO-+H2O+CO2↑ a 80%
【解析】
(1)根据仪器的构造作答;
(2)根据浓度对平衡转化率的影响效果作答;
(3)分水器可分离产物;
(4)三颈烧瓶需要控制好温度,据此分析;
(5)结合表格中相关物质沸点的数据,需要将乙酸蒸出,乙酸酐保留;
(6)通过观察分水器中液体变化的现象作答;
(7)依据强酸制备弱酸的原理作答;
(8)减压蒸馏的冷凝管与普通蒸馏所用冷凝管相同;
(9)根据反应的质量,得出转化生成的香豆素理论产量,再根据产率=
作答。
(1)装置a的名称是恒压滴液漏斗;
(2)乙酸酐过量,可使反应充分进行,提高反应物的浓度,可增大水杨醛的转化率;
(3)装置中分水器可及时分离出乙酸和水,从而提高反应物的转化率;
(4)油浴加热可使受热均匀且便于控制温度;
(5)控制好蒸汽温度使乙酸蒸出,再滴加乙酸酐,根据表格数据可知,控制温度范围大于117.9℃小于139℃,b项正确,故答案为b;
(6)分水器可及时分离乙酸和水,一段时间内若观察到分水器中液体不再增多,则可以判断反应基本完全;
(7)碳酸钠会和乙酸反应生成乙酸钠、二氧化碳和水,其离子方程式为:2CH3COOH+CO32-=2CH3COO-+H2O+CO2↑;
(8)减压蒸馏时,选择直形冷凝管即可,故a项正确;
(9)水杨醛的物质的量=
=0.2998mol,乙酸酐的物质的量=
=0.7157mol,则可知乙酸酐过量,理论上可生成香豆素的物质的量=0.2998mol,其理论产量=0.2998mol×146g/mol=43.77g,则产量=
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80%。