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金催化合成苯乙酮的实验探究

【摘要】:试剂:苯乙炔0.22 mL、四氯金酸、浓硫酸、甲醇、乙醚。在一个放有磁力搅拌子的25 mL圆底烧瓶中,加入0.22 mL苯乙炔和3 mL甲醇,然后向其中加入0.4 mL HAuCl4[1]和1~2 滴浓H2SO4。30 min后,有单质金的沉淀出现,溶液颜色改变,反应完成。用此硅胶柱小心将乙醚溶液过滤至50 mL的锥形瓶中,并用10 mL乙醚淋洗硅胶柱。纯苯乙酮为浅黄色油状液体,沸点202℃。俞斌勋,苟婧. 大学基础有机化学实验设计:金催化炔烃的水合反应[J]. 教育现代化,2019,6:152-153.

【反应式】

【仪器与试剂

仪器:圆底烧瓶、回流冷凝管、布氏漏斗、抽滤瓶、分液漏斗、层析柱。

试剂:苯乙炔0.22 mL(2.0 mmol)、四氯金酸(HAuCl4)、浓硫酸、甲醇乙醚

【实验步骤】

在一个放有磁力搅拌子的25 mL圆底烧瓶中,加入0.22 mL苯乙炔(2.0 mmol)和3 mL甲醇,然后向其中加入0.4 mL HAuCl4(0.10 mol/L水溶液)[1]和1~2 滴浓H2SO4(约0.1 mL)。在圆底烧瓶上安装回流冷凝管,开通冷凝水,搅拌并加热回流[2]。30 min后,有单质金的沉淀出现,溶液颜色改变,反应完成。将反应混合物冷至室温,用滴管将反应上层清液缓慢转移至盛有5 mL NaHCO3的烧杯中淬灭反应,然后将混合物转移至分液漏斗中,用乙醚萃取(10 mL×2),合并有机层,并用5 mL饱和食盐水洗涤,无水NaSO4干燥。用小块脱脂棉将小玻璃滴管的滴口塞住,然后装入硅胶(长度约2 cm)。用此硅胶柱小心将乙醚溶液过滤至50 mL的锥形瓶中,并用10 mL乙醚淋洗硅胶柱。将产物的乙醚溶液用旋转蒸发仪浓缩,称量,计算产率。纯苯乙酮为浅黄色油状液体,沸点202℃。

【注释】

[1] 0.10 mol/L的四氯金酸水溶液的配制:将1.97 g HAuCl4·3H2O(5.00 mmol)溶解于50 mL去离子水中即可。

[2]加热过程温度控制在接近回流或微弱回流,如果加热太剧烈,金过早沉淀出来,反应不完全,产率降低。

【思考题】

(1)HAuCl4在本实验中起到了什么作用?

(2)解释双键或三键水合反应中区域选择性的原理。

参考文献

俞斌勋,苟婧. 大学基础有机化学实验设计:金催化炔烃的水合反应[J]. 教育现代化,2019,6:152-153.