乙烯與溴水加成反應的研究

化學(xué)教育2001年第5期乙烯與溴水加成反應的研究，秦丙昌何其戈劉慶云中(河南安陽(yáng)師范學(xué)院化學(xué)系455000摘要本文對乙烯與澳水加成反應的產(chǎn) 物進(jìn)行了氣相色譜分析,結果發(fā)現主要為2-澳乙醇,只有少量1,2-二澳乙烷。并對高中化學(xué)教材和中師化學(xué)教材中有關(guān)內容提出了修改建議。關(guān)鍵詞乙烯澳水加成反應研究現行高中化學(xué)教材,對乙烯的加成反應,做了如析用。下安排[1]:1.2.2加成產(chǎn) 物的氣相色譜分析[實(shí)驗4-6]把乙烯通人盛有溴水的試管里,可.為了對色譜峰定性,采用了與純樣品進(jìn)行對照以觀(guān)察到溴水的紅棕色很快消失。乙烯能跟溴水里的雙柱比較法。色譜條件分別為:(1)氫火焰離子化的溴起反應,生成無(wú)色的1,2-二溴乙烷液體。檢測:器(僅對有機化合物有響應);毛細管色譜柱20CH2 =CH2 + Br2 - +CH2BrCH2BrmX q0.53 mm;固定液為DB - WAX(強極性);柱溫在中師化學(xué)教材中,也介紹了相同內容[2]。少80C ;氣化溫度100C;檢測器溫度100C;用N2作數大學(xué)有機化學(xué)教材中也有類(lèi)似觀(guān)點(diǎn)[3]。載氣,流量5 mL/min;進(jìn)樣方式為不分流,進(jìn)樣量而在多數大學(xué)有機化學(xué)教材中,認為乙烯與溴0.2 μL。在此條件下,測得保留時(shí)間:1,2-二溴乙水加成反應的主要產(chǎn)物為2-溴乙醇,只有少量烷1 min31 s,2-溴乙醇5 min 20 s。(2)除 色譜柱1,2-二溴乙烷[4.5]。為毛細管柱30mXq0.53mm,固定液為DB-17CH2=CH2+ Br2 + H2O CH2BrCH2Br + CH2BrCH2OH(中等極性)外,余同(1)。保留時(shí)間:1,2-二溴乙烷(主要產(chǎn)物)1min39s,2-溴乙醇1min19s。由于眾多教材對此反應的表述不完全一致,近由于色譜條件(1)對1,2-二溴乙烷和2-溴乙年來(lái)在化學(xué)教師中引起了不小爭論[6,7,8]。但爭論醇的分離度較好,故在此條件下對反應產(chǎn)物進(jìn)行歸各方均未提出明確的實(shí)驗依據。那么,乙烯與溴水一化法定量分析。 乙烯與不同濃度溴水加成產(chǎn)物的加成究竟生成什么產(chǎn)物?本文用氣相色譜法進(jìn)行了氣相色譜圖及定量結果如下:分析,得出了明確結論。1實(shí)驗部分1.1儀器和主要試劑GC- 14B型氣相色譜儀(日本島津);1,2-二溴乙烷,C.P. ;2-溴乙醇,A. R.;1%、1.5%、.2%及飽和溴水(約3.4%),用A. R.溴配制;乙烯,自制。圈1乙烯與 1%澳水反應圖2 乙烯與1.5%澳水反應1.2 實(shí)驗步驟及結果1.2.1乙烯 與溴水反應.按一般方法制備乙烯,經(jīng)10%氫氧化鈉溶液洗氣后,用排水取氣法收集。在盛有乙烯的集氣瓶中,中國煤化工分別加人一定量的不同濃度的溴水(使乙烯稍過(guò)量),密閉,振蕩,溴水很快褪色,得無(wú)色透明溶液。YHCNMHG圖4乙烯與飽和溴水反應83 乙烯與2%澳水反應用pH試紙檢驗,呈較強酸性,pH≈1,備氣相色譜分圖1~4中,a:1,2-二澳乙烷,b:2-溴乙醇①現在安陽(yáng)市科協(xié)工作分方數據2001年第5期化學(xué)教育表1澳水濃度 與兩種產(chǎn)物比例的關(guān)系(m/m)酸,然后烯烴再與次鹵酸加成生成鹵代醇[10]。本文澳水濃度%1.5%2%認為,此反應過(guò)程不占主導地位。因為鹵素歧化反(約3.4%)應的平衡常數很小(Cl2:K =4.2x 10~4;Br2:K=一次二解6.2:93.8 7.1:92.9 8.2:91.8 10.2:89.87.2x10~9),在氯水或溴水中次鹵酸的比例是很低從色譜圖及表1可清楚看出,乙烯與溴水加成的;何況,隨著(zhù)加成反應的進(jìn)行,生成的氫鹵酸還會(huì )反應的主要產(chǎn)物為2-溴乙醇。用1%溴水時(shí),1,2抑制鹵素的歧化。烯烴與鹵素水溶液的加成在有機-二溴乙烷的質(zhì)量?jì)H占二者總質(zhì)量的6.2%。隨著(zhù)化學(xué)中稱(chēng)為“加次鹵酸”,其實(shí)質(zhì)是加成的結果相當溴水濃度增大,1,2一二溴乙烷所占比例也略有增于加次鹵酸。如前所述,鹵代醇的生成主要是烯烴加,但即使用飽和溴水,1,2-二溴乙烷的比例也僅與鹵素單質(zhì)及水共同作用的結果。為10.2%。由于1,2-二溴乙烷的相對分子質(zhì)量比依本文之淺見(jiàn)，在高中和中師化學(xué)中介紹乙烯2-溴乙醇大,所以1,2-二溴乙烷與2-溴乙醇的.與溴的加成反應,一-方面是介紹乙烯的性質(zhì),另外還物質(zhì)的量比還要小一些。要引人加成反應的概念。根據科學(xué)性原則和直觀(guān)性原則,在此改為乙烯與溴的四氯化碳溶液反應比較2討論合適。因為四氯化碳是惰性溶劑,不參與反應,反應上述實(shí)驗結果,證實(shí)了多數大學(xué)有機化學(xué)教材的產(chǎn)物僅為1,2-二溴乙烷。在操作方法上,為避上的觀(guān)點(diǎn)是正確的。對此反應結果,可用下列反應免乙烯通人溴的四氯化碳溶液時(shí)將部分溴吹出,以歷程解釋:及讓學(xué)生觀(guān)察到較快的反應速度,可收集乙烯后再，Br'加入溴的四氯化碳溶液進(jìn)行反應。第一步:CH2=CH2+Br→CH- CH2 +Br參考文獻Br+.[1] 人民教育出版社化學(xué)室.高級中學(xué)課本,化學(xué)(必修)第二冊.第第二步: CH2- CH2 +Br→CH2Br-CH2Br二版,北京:人民教育出版社, 1995:86-87[2]人民教育 出版社化學(xué)室.中等師范學(xué)校教科書(shū),化學(xué)第二冊.Br*、第二版,北京:人民教育出版社, 1996:96CH2- CH2 + HO- +CH2BrCH2O* H2→CH2BrCH2OH +[3]谷亨杰,吳泳,丁金昌.有機化學(xué).北京:高等教育出版社,1990:H°5溴鍺離子是加成反應的活性中間體,一旦形.[4] 邢其毅,徐瑞秋,周政,裴偉偉.基礎有機化學(xué),上冊.第二版,北成,很快受到溴負離子或水分子的進(jìn)攻而生成產(chǎn)物。京:高等教育出版社, 1993:172盡管溴負離子的親核性比水強,但在反應過(guò)程中,水[5] R.T.莫里森,R.N.博伊德著(zhù).復旦大學(xué)化學(xué)系有機化學(xué)教研的濃度遠遠超過(guò)溴負離子的濃度,所以溴鎖離子主組譯.有機化學(xué),上冊.北京:科學(xué)出版社, 1980:161~ 162[6] 張永中.關(guān)于烯烴與澳水加成反應的主要產(chǎn)物.大學(xué)化學(xué)，要與水分子反應,即主要產(chǎn)物為2-溴乙醇。1995, 10(2):48~49事實(shí).上,不僅溴水如此,氯水亦如此。乙烯與氯[7]邵慶對.對高二化學(xué)必修課本中的-處探討.化學(xué)教學(xué),1997,水加成主要生成2-氯乙醇,此反應是工業(yè)上氯乙(1):39~40醇法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的重要- - 步[9]。[8]文德方. 我有不同看法.化學(xué)教學(xué), 1998,(1):49順便提及,有的有機化學(xué)教材雖然介紹烯烴與[9]中國大百科全 書(shū)出版社編輯部中國大百科全書(shū).化工.北京:鹵素水溶液的加成產(chǎn)物主要為鹵代醇,但認為反應中國大百科全書(shū)出版社, 1987:282過(guò)程是鹵素單質(zhì)首先與水發(fā)生歧化反應,生成次鹵[10]曾昭瓊. 有機化學(xué),上冊.第三版,北京:高等教育出版社, ..郵購信息.北京師范大學(xué)音像出版社最新暢銷(xiāo)音像教材①《化學(xué)元素及其實(shí)驗》此錄像帶被新聞出版署和國家教育部聯(lián)合授予優(yōu)秀中國煤化工購價(jià)80元/盤(pán)。②(中國高等學(xué)校簡(jiǎn)介)VCD2.0, 3碟片單盒包裝，共收錄了50所重點(diǎn)高校,由各高校傾力|YHCN M H G學(xué)生司匯總。郵購價(jià)98元/盒。③(英語(yǔ)語(yǔ)法天地}CD- ROM,單片裝,光盤(pán)凝聚了北京師范大學(xué)及多所名校數十位資深英語(yǔ)教師的教學(xué)經(jīng)驗和體會(huì ),郵購價(jià)38元/盒。④《高考臨場(chǎng)解題指導>(VCD光盤(pán)),特級高考教材,適應3+ X,由特級教師講授,化學(xué)卷6盤(pán)裝/120元。本刊編輯部代辦郵購:加收10%郵寄費,相關(guān)情況請致電垂詢(xún),電話(huà):010- 62207875地 址:100875北 京師范大學(xué)化學(xué)系《化學(xué)教育》編輯部岳臣 老師收