实验十四呋喃甲醇和呋喃甲酸的制备

实验目的1．掌握由呋喃甲醛制备呋喃甲醇和呋喃甲酸的原理和方法。2．熟悉分布纯化过程和萃取、蒸馏、重结晶等基本操作。3．了解Cannizzaro反应的特点。实验十四呋喃甲醇和呋喃甲酸的制备实验原理Cannizzaro反应：在浓的强碱作用下，不含α-活泼氢的醛类可以发生分子间自身氧化还原反应，其中一分子醛被氧化成酸，另一分子醛被还原为醇。R'CHORR''2baseR'CH2OHRR''R'COOHRR''+R,R',R''均不为HCannizzaro反应的实质是羰基的亲核加成。反应涉及了羟基负离子对一分子不含α-H的醛的亲核加成，加成物的负氢向另一分子醛的转移和酸碱交换反应，其反应机理表示如下：COHOH-CHO-HOCOHCOHO+CO-HH在Cannizzaro反应中，通常使用50%左右的浓碱，其中碱的物质的量比醛的物质量多一倍以上，否则反应不完全，未反应的醛与生成的醇混在一起，通过一般蒸馏很难分离。OCHO40%NaOHOCH2OHOCOO-+H+OCOOH两种产物的分离在碱的催化下，反应结束后产物为呋喃甲醇和呋喃甲酸钠盐。容易看出，呋喃甲酸钠盐更易溶于水而呋喃甲醇则更易溶于有机溶剂。因此利用萃取的方法可以方便的分离二组分。有机层通过蒸馏得到呋喃甲醇产品；水层通过盐酸酸化即得到呋喃甲酸产品。仪器和试剂磁力搅拌,100mL三颈瓶，分液漏斗，蒸馏装置16.4mL(19g，0.2mol)新蒸呋喃甲醛呋喃甲醛、16ml33％氢氧化钠、乙醚、盐酸、无水硫酸镁、刚果红试纸实验步骤呋喃甲醛滴加NaOH溶液搅拌，保持8~12℃黄色浆状物加水沉淀恰好溶解暗红色溶液乙醚萃取乙醚层水层干燥蒸馏加浓HCl至刚果红变色结晶水重结晶收集呋喃甲酸,mp133~134℃收集呋喃甲醇馏分（169~172℃）注意事项1.本反应是在两相中进行，必须充分搅拌。2.加碱反应要控制好温度，若温度高于12℃则反应难控制，副反应增多，颜色变深红色；若温度低于8℃则反应过慢，体系内不断积聚NaOH，一旦发生反应即可能猛烈而使温度升高。3.加水不宜太多，否则易损失产品。4.酸要加够，以保证pH=3左右，使呋喃甲酸充分游离出来，这是影响呋喃甲酸收率的关键。5.重结晶呋喃甲酸可不用加活性炭，直接回流溶解、冷却结晶即可。注意回流时间不能太长，否则产品会分解。思考题1.乙醚萃取后的水溶液用盐酸酸化，为什么要用刚果红试纸？如不用刚果红试纸，怎样知道酸化是否恰当？2.本实验根据什么原理来分离呋喃甲酸和呋喃甲醇？