有机化学实验乙醚的微型化制备研究

徐 宁 牧区乐 李久明 段莉梅 白锁柱 海 平

（内蒙古民大学国家级化学实验教学示范中心，内蒙古 通辽028000）

微型化学实验是20 世纪80 年代兴起的一种化学实验的新技术，广泛以用于基础化学实验、医药化验、生产控制分析等多个领域。目前，微型有机化学实验是高等学校有机化学实验教学改革的重要方向之一，它具有反应试剂用量小、反应时间短、较快速提高操作技能等优点[1-3]。醚类化合物的制备实验是有机化学实验教学中必备的实验内容之一，学生在常规实验中会使用大量的硫酸，并在高温条件下长时间反应，同时硫酸的强氧化性会导致大量碳化物的生成，因此废弃物的处理将会产生较高的费用。为了在实验教学中渗透绿色化学的理念，本文参照相关文献中乙醚的实验方法[4，5]，结合微型有机化学实验装置的特点进行实验的微型化，达到减少试剂的用量和反应时间，为醚类化合物微型化制备的可行性提供数据。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

WYA-2WAJ 型阿贝折射仪（湖北格莱莫检测设备有限公司）；HMD-250 型磁力搅拌可调电热套（新宝仪器有限公司）；微型玻璃仪器（南京金正教学仪器有限公司）。正丁醇、硫酸、氯化钠、无水氯化钙等试剂均为分析纯，天津大茂化学试剂公司。

1.2 实验步骤

将4.0mL 乙醇和4.0mL 浓硫酸分别倒入25mL 三颈圆底烧瓶，其中一口径用微型蒸馏头组装微型蒸馏装置，其余口径安装温度计和滴液漏斗[5]。快速加热保持135℃，开始滴加4.0mL乙醇，当滴加完毕后反应温度逐渐升高至160℃，停止反应。将馏出液倒入分液漏斗中，依次用水、10%氢氧化钠溶液、饱和氯化钠溶液和饱和氯化钙溶液各洗涤2 次，再用无水氯化钙干燥，过滤，滤液进行蒸馏，收集32-36℃馏分，得到无水透明液体，称量，计算产率。反应原理如下：

图1 反应装置及仪器图

2 结果与分析

2.1 硫酸的用量对反应产率的影响

在乙醇用量不变的条件下，考察硫酸的用量对反应产率的影响，见表1。从表1 中可以看出，随着硫酸的用量增加，产率增大，但硫酸用量0.4mL 以后，增加幅度较小。在绿色环保和微型实验顺利进行的前提下，选取0.4mL 硫酸作为催化剂参与反应。

表1 硫酸与反应产率

2.2 反应温度对反应产率的影响

在试剂用量不变的条件下，考察开始反应温度对反应产率的影响，见表2。从表2 可以看出，起始反应温度是生产硫酸单乙酯的重要因素，温度低于135 ℃时其产率较小，不利于后续乙醚的生成。同时，反应温度过高，乙醇蒸发速度较快，影响乙醚的最终反应产率。

表2 反应温度与反应产率

2.3 微型实验与常规实验的比较

将微型实验中试剂用量放大4 倍，并采用分水器的常规实验进行制备乙醚，见表3。在反应过程中，与常规实验相比，微型实验的反应物用量减少，节约了实验成本，且降低了实验污染物的排放。同时由表3 可见，反应时间缩短了近65%，且产率近似，证明醚类化合物的制备微型化的可行性。

表3 微型实验与常规实验的反应产率对比