對丙基溴苯：用鐵作催化劑的苯與溴取代反應(yīng)
更新時(shí)間：2020/12/15 14:27:12 點(diǎn)擊次數(shù)：
苯與溴的取代反應(yīng)是指苯分子中氫原子被溴原子取代的反應(yīng)。一般過程為鹵素分子在苯和催化劑的共同作用下異裂，X+進(jìn)攻苯環(huán)，X-與催化劑結(jié)合。下面介紹一種用鐵作催化劑的取代反應(yīng)。
一、反應(yīng)原理
用鐵作催化劑（實(shí)際起催化作用的是FeBr3，F(xiàn)eBr3由Fe與Br2反應(yīng)生成），苯能跟溴發(fā)生反應(yīng)，苯環(huán)里的氫原子能被溴原子取代生成溴苯。
二、物品
鐵架臺、燒瓶、導(dǎo)管、錐形瓶、苯、液溴
鐵架臺、燒瓶、導(dǎo)管、錐形瓶、苯、液溴
三、操作過程
(1)先檢查裝置的氣密性。在圓底小燒瓶里加入5mL苯和2mL液溴，輕輕振蕩，使苯與溴混合均勻。此時(shí)因無催化劑，苯與溴不發(fā)生反應(yīng)。
(2)在混合液冷卻后，將準(zhǔn)備好的還原鐵屑（約0.5g）或幾枚去銹的小鐵釘，迅速放入小燒瓶中，立即用帶有長玻璃導(dǎo)管的單孔橡皮塞塞好。一般情況下反應(yīng)即可開始，液面上會(huì)有小氣泡產(chǎn)生，隨后反應(yīng)逐漸劇烈，半分鐘后液體呈沸騰狀態(tài)。在錐形瓶內(nèi)導(dǎo)管口附近出現(xiàn)大量白霧（反應(yīng)中生成的溴化氫溶于水而成的酸霧）。錐形瓶中導(dǎo)管不插入液面以下，原因是避免錐形瓶中的水倒吸入燒瓶中。(3)等反應(yīng)結(jié)束后，先檢驗(yàn)錐形瓶里的氫溴酸。把錐形瓶里的液體在兩支試管各倒少許，在其中一支試管中加入石蕊試液（會(huì)變紅）；另一支試管中滴入幾滴AgNO3溶液（會(huì)有淺黃色的AgBr沉淀析出）。
Ag+ + Br- = AgBr↓
(4)把燒瓶里的液體倒入盛有冷水的燒杯里，在燒杯底部有紅褐色不溶于水的液體，這就是反應(yīng)中生成的溴苯。純凈的溴苯是無色液體，制取時(shí)往往因溶解了少量的溴而呈紅褐色。可用水或10%NaOH溶液進(jìn)行洗滌，洗去FeBr3和沒有反應(yīng)的溴，能夠得到無色透明的油狀液體。
四、注意事項(xiàng)
(1)裝置的氣密性必須良好。
(2)裝置中跟燒瓶口垂直的一段導(dǎo)管，起導(dǎo)氣兼冷凝作用，以防止溴和苯的蒸氣揮發(fā)出來，減少苯和溴的消耗以及它們對環(huán)境的污染，所以它應(yīng)有一定的長度，一般不小于25cm。
(3)在盛放液溴的試劑瓶中，液溴上面是一層溴的飽和水溶液，取用時(shí)必須將吸管插入下層液溴部分，以吸取純溴。所用的苯應(yīng)用無水氯化鈣干燥，所用的燒瓶和導(dǎo)管也應(yīng)是干燥的。否則反應(yīng)比較困難，甚至不反應(yīng)。
(4)這個(gè)反應(yīng)是放熱的，一般不需加熱，如開始要加熱時(shí)，只用熱水浴微微加熱（30~40℃）即可。
(5)此反應(yīng)不宜太劇烈，如反應(yīng)過于劇烈時(shí)，可把燒瓶浸在盛冷水的燒杯中冷卻。反應(yīng)溫度過高，會(huì)增加苯和溴的揮發(fā)和副反應(yīng)的產(chǎn)物二溴苯的產(chǎn)量。
(6)為了防止反應(yīng)進(jìn)行得過于猛烈，所用鐵屑不宜太細(xì)，更不宜用鐵粉代替鐵屑。
(7)液溴容易揮發(fā)，又有很強(qiáng)的腐蝕性，取用液溴時(shí)一定要注意安全，不要沾在手上。最好戴上橡皮手套，在通風(fēng)櫥內(nèi)取。萬一沾到皮膚上，應(yīng)立即用水沖洗，再用酒精擦凈，然后涂上甘油。
