尚永青　丁偉

摘要：在前人研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)影響1－溴丙烷消去反應(yīng)的諸多因素，從堿的種類、最優(yōu)體積配比、反應(yīng)溫度控制等方面進(jìn)行了探究，得出最優(yōu)反應(yīng)條件，旨在為中學(xué)化學(xué)教學(xué)提供一些參考。

關(guān)鍵詞：1－溴丙烷消去反應(yīng)；實(shí)驗(yàn)條件探究；演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

文章編號(hào)：1005－6629(2013)7－0052－02

中圖分類號(hào)：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

蘇教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《有機(jī)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》中安排了1－溴丙烷消去反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)歷經(jīng)多次修改，2009年前的版本使用溴乙烷，但由于其沸點(diǎn)僅為38.4℃，而反應(yīng)溫度要求70℃以上，因而反應(yīng)很不易成功?，F(xiàn)更換為1－溴丙烷后，效果好多了。教科書(shū)上反應(yīng)裝置易得，且操作簡(jiǎn)單，適于課堂演示。但不少老師反映實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長(zhǎng)，丙烯產(chǎn)量較少，酸性高錳酸鉀溶液褪色現(xiàn)象不夠明顯，實(shí)驗(yàn)成功率較低。通過(guò)查閱相關(guān)書(shū)籍及文獻(xiàn)，筆者從堿和醇種類的選取、最優(yōu)體積配比的篩選、反應(yīng)溫度控制等方面進(jìn)行了探究，最終得出該反應(yīng)的最優(yōu)反應(yīng)條件。在該條件下，反應(yīng)物用量小，采取有效控溫后反應(yīng)速率加快，大大縮短了反應(yīng)時(shí)間。在此過(guò)程中，筆者對(duì)1－溴丙烷消去反應(yīng)進(jìn)程中相關(guān)問(wèn)題的理解也得到了升華。

1反應(yīng)裝置的改進(jìn)

改進(jìn)后的裝置增加了溫度計(jì)控溫，使反應(yīng)始終在最佳溫度下進(jìn)行，提高了反應(yīng)速率；增加了導(dǎo)管的長(zhǎng)度，加快了冷凝速率，防止反應(yīng)物氣化；同時(shí)增加了石棉網(wǎng)，溫和加熱，有效控溫的同時(shí)降低了反應(yīng)的危險(xiǎn)性。

2影響實(shí)驗(yàn)的主要因素

2.1堿種類及醇種類的選取

大學(xué)教材《有機(jī)化學(xué)》第207頁(yè)敘述了鹵代烴的消去反應(yīng)影響因素，指出反應(yīng)物親核試劑的堿性增強(qiáng)、弱極性溶劑等均有利于消去反應(yīng)的進(jìn)行。

有研究者曾測(cè)試過(guò)沸騰時(shí)氫氧化鉀與氫氧化鈉乙醇溶液的沸點(diǎn)及該溫度下的溶解度：飽和氫氧化鉀乙醇溶液沸點(diǎn)為116℃，在沸騰時(shí)的溶解度為47.6g／100mL乙醇，而飽和氫氧化鈉乙醇溶液沸點(diǎn)僅為85℃，在沸騰時(shí)的溶解度僅為10.0g／100mL乙醇。兩者差距很大，因此，用氫氧化鉀比氫氧化鈉效果要好。

水的極性大于乙醇，為降低溶劑的極性，要嚴(yán)防無(wú)水乙醇中混入水，故選用新開(kāi)瓶的無(wú)水乙醇較保險(xiǎn)，使用久置的相關(guān)試劑常會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。

2.2飽和KOH乙醇溶液的配制

KOH固體在無(wú)水乙醇溶液中的溶解度隨溫度的提升變化非常大，在室溫很低時(shí)溶解度很低，不同濃度的堿對(duì)反應(yīng)影響很大。實(shí)驗(yàn)中還偶然發(fā)現(xiàn)，配置好的放置1天后的飽和KOH乙醇溶液會(huì)變黃(原因可能為KOH試劑中的鐵、鎳等雜質(zhì)與無(wú)水乙醇中的醛、酮等雜質(zhì)混合后生成了帶色的烯醛類物質(zhì))，直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此飽和KOH乙醇溶液要現(xiàn)配現(xiàn)用，在65℃加熱時(shí)配制，效果最佳。為操作簡(jiǎn)單，直接稱取2.00g KOH固體、量取12mL無(wú)水乙醇于圓底燒瓶中，加熱至65℃即可(若條件允許，建議使用電加熱的磁力攪拌器)。

2.3反應(yīng)物體積配比的選擇

最優(yōu)體積配比的選取，需考慮氣泡產(chǎn)生速率和酸性高錳酸鉀溶液的褪色速率。

通過(guò)篩選(本探究實(shí)驗(yàn)以3mL 1－溴丙烷為1單位)，得出1－溴丙烷和飽和KOH乙醇溶液最優(yōu)體積配比為1：4，依據(jù)見(jiàn)表1。

2.4反應(yīng)溫度的控制

反應(yīng)溫度的控制要考慮1－溴丙烷及無(wú)水乙醇的沸點(diǎn)(沸點(diǎn)分別為77.1℃和78.3℃，按以上配比實(shí)測(cè)混合液沸點(diǎn)約為91℃)，選用長(zhǎng)導(dǎo)管(起冷凝作用)，并使用溫度計(jì)控溫，避免其大量汽化。實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)，圓底燒瓶?jī)?nèi)溶液溫度控制在65～70℃時(shí)實(shí)驗(yàn)效果最佳。

3實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，量取12mL 65℃下新配的飽和KOH無(wú)水乙醇溶液和3mL 1－溴丙烷，放入圓底燒瓶中，并迅速用帶導(dǎo)管的雙孔橡皮塞塞緊，控制溶液溫度約為65～70℃，產(chǎn)生的氣體通過(guò)盛水的保護(hù)瓶后導(dǎo)入紫色酸性高錳酸鉀溶液中，很快即可看到有較多氣泡產(chǎn)生，約1min左右后即可觀察到明顯的紫色褪去的現(xiàn)象。

反應(yīng)結(jié)束后，將導(dǎo)管移出水面(防止倒吸)，并將圓底燒瓶從水浴中移出，然后撤去酒精燈，停止加熱。

4實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

將上述條件下產(chǎn)生的氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中，1min左右紫色的酸性高錳酸鉀溶液褪為無(wú)色。

4.1反應(yīng)注意事項(xiàng)

(1)洗氣裝置不能省，因?yàn)辂u代烷與堿反應(yīng)時(shí)有兩個(gè)反應(yīng)途徑：①取代反應(yīng)生成醇；②消去反應(yīng)生成烯，消去反應(yīng)大多情況下和取代反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，且兩反應(yīng)產(chǎn)物都會(huì)使酸性高錳酸鉀褪色，故不能省去洗氣裝置。

(2)導(dǎo)管不宜過(guò)長(zhǎng)，因?yàn)檫^(guò)長(zhǎng)的導(dǎo)管會(huì)增加氣體的殘留，影響實(shí)驗(yàn)效果。

(3)在現(xiàn)象明顯的前提下，盡可能降低酸性高錳酸鉀的濃度。因?yàn)?－溴丙烷與氫氧化鉀乙醇溶液發(fā)生的主要仍是取代反應(yīng)，消去反應(yīng)的比例較小。

4.2本改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

(1)1－溴丙烷有毒，反應(yīng)只需3mL 1－溴丙烷，符合綠色化原則。

(2)該反應(yīng)只需加熱到65～70℃即可，使用溫度計(jì)控溫，使反應(yīng)在最適宜溫度下進(jìn)行，提高消去反應(yīng)轉(zhuǎn)化率(約為10％)。

(3)加熱30秒即可產(chǎn)氣，1min左右明顯褪色，大大縮短反應(yīng)時(shí)間。