1－溴丙烷消去反应实验条件探究

尚永青　丁伟

摘要：在前人研究的基础上，针对影响1－溴丙烷消去反应的诸多因素，从碱的种类、最优体积配比、反应温度控制等方面进行了探究，得出最优反应条件，旨在为中学化学教学提供一些参考。

关键词：1－溴丙烷消去反应；实验条件探究；演示实验改进

文章编号：1005－6629(2013)7－0052－02

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

苏教版普通高中课程标准实验教科书《有机结构基础》中安排了1－溴丙烷消去反应的演示实验。该实验历经多次修改，2009年前的版本使用溴乙烷，但由于其沸点仅为38.4℃，而反应温度要求70℃以上，因而反应很不易成功。现更换为1－溴丙烷后，效果好多了。教科书上反应装置易得，且操作简单，适于课堂演示。但不少老师反映实验耗时较长，丙烯产量较少，酸性高锰酸钾溶液褪色现象不够明显，实验成功率较低。通过查阅相关书籍及文献，笔者从碱和醇种类的选取、最优体积配比的筛选、反应温度控制等方面进行了探究，最终得出该反应的最优反应条件。在该条件下，反应物用量小，采取有效控温后反应速率加快，大大缩短了反应时间。在此过程中，笔者对1－溴丙烷消去反应进程中相关问题的理解也得到了升华。

1反应装置的改进

改进后的装置增加了温度计控温，使反应始终在最佳温度下进行，提高了反应速率；增加了导管的长度，加快了冷凝速率，防止反应物气化；同时增加了石棉网，温和加热，有效控温的同时降低了反应的危险性。

2影响实验的主要因素

2.1碱种类及醇种类的选取

大学教材《有机化学》第207页叙述了卤代烃的消去反应影响因素，指出反应物亲核试剂的碱性增强、弱极性溶剂等均有利于消去反应的进行。

有研究者曾测试过沸腾时氢氧化钾与氢氧化钠乙醇溶液的沸点及该温度下的溶解度：饱和氢氧化钾乙醇溶液沸点为116℃，在沸腾时的溶解度为47.6g／100mL乙醇，而饱和氢氧化钠乙醇溶液沸点仅为85℃，在沸腾时的溶解度仅为10.0g／100mL乙醇。两者差距很大，因此，用氢氧化钾比氢氧化钠效果要好。

水的极性大于乙醇，为降低溶剂的极性，要严防无水乙醇中混入水，故选用新开瓶的无水乙醇较保险，使用久置的相关试剂常会导致实验失败。

2.2饱和KOH乙醇溶液的配制

KOH固体在无水乙醇溶液中的溶解度随温度的提升变化非常大，在室温很低时溶解度很低，不同浓度的碱对反应影响很大。实验中还偶然发现，配置好的放置1天后的饱和KOH乙醇溶液会变黄(原因可能为KOH试剂中的铁、镍等杂质与无水乙醇中的醛、酮等杂质混合后生成了带色的烯醛类物质)，直接影响实验结果。因此饱和KOH乙醇溶液要现配现用，在65℃加热时配制，效果最佳。为操作简单，直接称取2.00g KOH固体、量取12mL无水乙醇于圆底烧瓶中，加热至65℃即可(若条件允许，建议使用电加热的磁力搅拌器)。

2.3反应物体积配比的选择

最优体积配比的选取，需考虑气泡产生速率和酸性高锰酸钾溶液的褪色速率。

通过筛选(本探究实验以3mL 1－溴丙烷为1单位)，得出1－溴丙烷和饱和KOH乙醇溶液最优体积配比为1：4，依据见表1。

2.4反应温度的控制

反应温度的控制要考虑1－溴丙烷及无水乙醇的沸点(沸点分别为77.1℃和78.3℃，按以上配比实测混合液沸点约为91℃)，选用长导管(起冷凝作用)，并使用温度计控温，避免其大量汽化。实验探究发现，圆底烧瓶内溶液温度控制在65～70℃时实验效果最佳。

3实验步骤及现象

实验装置如图2所示，量取12mL 65℃下新配的饱和KOH无水乙醇溶液和3mL 1－溴丙烷，放入圆底烧瓶中，并迅速用带导管的双孔橡皮塞塞紧，控制溶液温度约为65～70℃，产生的气体通过盛水的保护瓶后导入紫色酸性高锰酸钾溶液中，很快即可看到有较多气泡产生，约1min左右后即可观察到明显的紫色褪去的现象。

反应结束后，将导管移出水面(防止倒吸)，并将圆底烧瓶从水浴中移出，然后撤去酒精灯，停止加热。

4实验结果与讨论

将上述条件下产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中，1min左右紫色的酸性高锰酸钾溶液褪为无色。

4.1反应注意事项

(1)洗气装置不能省，因为卤代烷与碱反应时有两个反应途径：①取代反应生成醇；②消去反应生成烯，消去反应大多情况下和取代反应同时进行，且两反应产物都会使酸性高锰酸钾褪色，故不能省去洗气装置。

(2)导管不宜过长，因为过长的导管会增加气体的残留，影响实验效果。

(3)在现象明显的前提下，尽可能降低酸性高锰酸钾的浓度。因为1－溴丙烷与氢氧化钾乙醇溶液发生的主要仍是取代反应，消去反应的比例较小。

4.2本改进实验的优点

(1)1－溴丙烷有毒，反应只需3mL 1－溴丙烷，符合绿色化原则。

(2)该反应只需加热到65～70℃即可，使用温度计控温，使反应在最适宜温度下进行，提高消去反应转化率(约为10％)。

(3)加热30秒即可产气，1min左右明显褪色，大大缩短反应时间。