实验 119 呋喃甲醇和呋喃甲酸的合成及呋喃甲酸的含量测定

1. 实验119 呋喃甲醇和呋喃甲酸的合成及呋喃甲酸的含量测定 119.1 实验目的 (1) 通过Cannizzaro反应由呋喃甲醛制备呋喃甲醇和呋喃甲酸。 (2) 进一步熟悉与巩固洗涤、萃取、低沸点化合物的蒸馏、减压过滤和重结晶操作，达到同一体系中二组分产物的分离及纯化的目的。 (3) 测定产品的物理常数，红外光谱法定性表征；用中和滴定法测定产品呋喃甲酸的纯度。

2. 反应式：

3. 119.2 实验原理 （1）Cannizzaro反应：在浓的强碱作用下，不含α-活泼氢的醛类（脂肪醛和芳香醛）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，而另一分子醛则被还原为醇, 为两种产物。 （2）Cannizzaro反应的实质是两步羰基的亲核加成。 （3）本实验以呋喃甲醛为原料、由Cannizzaro反应制备呋喃甲醇和呋喃甲酸。利用萃取的方法可分离醇、酸二组分。有机层（含醇）通过蒸馏可得到产品醇；水层（含羧酸盐）通过盐酸酸化即可得到产品羧酸。

4. 合成装置： 机械搅拌 回流 滴加 控温

5. 119.3 操作流程 1. 合成 8.2 mL (9.5 g，0.2 mol) 呋喃甲醛 保持反应温度在8～12 ℃之间 冰水冷却 200mL三口烧瓶 回流20 min 搅拌、回流 滴加8 mL 33% 氢氧化钠水溶液 粗产品（黄色浆状物 ） 恒压滴液漏斗

6. 2. 呋喃甲醇与呋喃甲酸的分离 呋喃甲醇的 醚溶液粗品 合并醚层 滴加适量水（约10 mL） 倒入分液漏斗，用乙醚萃取（10 mL×4），静置，分层 恰好完全溶解得暗红色溶液 粗产品 分批滴加25%盐酸，（pH=3） 冷水洗涤 呋喃甲酸 粗品（固体） 冷却，结晶，抽滤 水层

7. 3. 纯化处理 1～2 g无水碳酸钾 干燥 采用低沸点易燃物的蒸馏装置，在温水浴上蒸去乙醚 产品一 呋喃甲醇 的乙醚溶液（粗品） 蒸馏，收集169～172 ℃馏分 产品二 80～85 ℃烘干或晾干 呋喃甲酸 粗品（固体） 用水重结晶

8. 4. 表征 定性：IR波谱分析、熔点测定、折光率测定 定量：中和滴定法测定呋喃甲酸的含量。

9. 119.4 注意事项 (1) 发生歧化反应一定要注意控制好温度,保持8～12 ℃。温度若高于上限 ，则反应难以控制，致使反应物变成深红色；若温度过低，则反应过慢，可能积累一些氢氧化钠，一旦发生反应，则过于猛烈，增加副反应，影响产量及纯度。 (2) 由于氧化还原是在两相间进行的，因此必须充分搅拌。

10. (3) 呋喃甲醇也可用减压蒸馏收集88 ℃/4.666 kPa 的馏分。 (4) 酸化时，盐酸要加够，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) 呋喃甲酸100 ℃时有部分升华，最好自然晾干。 (6) 蒸馏回收乙醚，注意安全。

11. 119.5 问题讨论 （1）长期放置的呋喃甲醛为什么要重新蒸馏？若不先除去杂质对本实验有何影响？ （2）乙醚萃取后的水溶液用盐酸酸化到中性是否最合适？为什么？ （3）影响产物收率的关键步骤有哪些？应如何保证完成？ （4）怎样利用Cannizzaro反应将呋喃甲醛全部转化为呋喃甲醇？

12. 119.6 参考答案 （1）长期放置的呋喃甲醛为什么要重新蒸馏？若不先除去杂质对本实验有何影响？ 答：呋喃甲醛很容易被氧化，长期放置会产生呋喃甲酸等杂质，影响反应的收率及转化。

13. （2）乙醚萃取后的水溶液用盐酸酸化到中性是否最合适？为什么？ 答：不合适；该步操作是用盐酸与呋喃甲酸钠盐作用，生成呋喃甲酸；盐酸要加够，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。

14. （3）影响产物收率的关键步骤有哪些？应如何保证完成？ 答：1）呋喃甲醇的纯度，试剂应蒸馏纯化。 2）反应温度，保持在8～12 ℃之间。 3）呋喃甲酸盐酸化时，盐酸要加够，以保证pH=3 左右，使呋喃甲酸充分游离出来。

15. （4）怎样利用Cannizzaro反应将呋喃甲醛全部转化为呋喃甲醇？ 答：利用交叉Cannizzaro反应，使呋喃甲醛与甲醛作用，将呋喃甲醛全部转化为呋喃甲醇。