尼龙66的合成 实验报告
班级：应131-1 组别：第七组 组员：
尼龙66的合成
一、实验目的
1、学习由环己醇(醇氧化物)制备环己酮(酮氧化物)原理、方法、实验操作。 2、学习由环己酮制备己二酸的原理、方法、实验操作。 3、学习尼龙66的制造工艺，应用，发展前途。 4、熟练准确的掌握有机实验的基本操作。
二、实验原理
（一）尼龙66的性质
尼龙66名为聚己二酸己二胺,为半透明或不透明的乳白色的热塑性结晶形聚合物,相对密度,熔融温度255℃ ,热分解温度大于370℃ ,连续使用温度大于105℃ ，因分子主键中含有强极性的酰胺基，而酰胺基间的氢键使分子间的结合力较强，易使结构发生结晶化，具有较高的刚性、韧性（良好的力学性能）和优良的耐磨性、自润滑性、染色性、耐油性及耐化学药品性和自熄性 ,其力学强度较高,耐热性优良,耐寒性好 ,使用温度范围宽[1]。因此，尼龙66为热塑性树脂中发展最早、产量最大的品种,其性能优良，也是化学纤维的优良聚合材料，应用范围最广，因此产量逐年增长 ,已位居五大工程塑料之首。
（二）主要有关物质介绍
1.环己酮
环己酮（cyclohexanone），有机化合物，是六个碳的环酮，室温下为无色油状液体，有类似薄荷油和丙酮的气味，久置颜色变黄。微溶于水，可与大多数有机溶剂混溶。不纯物为浅黄色，随着存放时间生成杂质而显色，呈水白色到灰黄色，具有强烈的刺鼻臭味。易燃，与高热、明火有引起燃烧的危险，与氧化剂接触猛烈反应，与空气混合爆炸极与开链饱和酮相同。环己酮在工业上被用作溶剂以及一些氧化反应的触发剂，也用于制取己二酸、环己酮树脂、己内酰胺以及尼龙。
2.己二酸
己二酸（Adipicacid）又称肥酸，是一种白色的结晶体，有骨头烧焦的气味。微溶于水，易溶于酒精、乙醚等大多数有机溶剂。当己二酸中的氧气含量高于14%时，易产生静电引起着火。己二酸是脂肪族二元酸中最有应用价值的二元酸，能发生成盐反应、酯化反应、酰胺化反应等，并能与二元胺或二元醇缩聚成高分子聚合物，其对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有刺激作用。己二酸是工业上具有重要意义的二元羧酸，在化工生产、有机合成工业、医药、润滑剂制造等方面都有重要作用，也是医药、酵母提纯、杀虫剂、香料等的原料，产量居所有二元羧酸中的第二位。中国对己二酸的需求量极大，国内生产不能满足市场需求，因而每年都从国外大量进口。
（三）尼龙66合成的反应原理
尼龙 66的生产是通过羧基与氨基发生缩合反应生成酰胺基、同时生成小分子水的一个放热反应过程,工业上一般采取两步法:首先己二胺和己二酸反应生成尼龙 66盐,然后尼龙66盐进行缩聚反应生成聚合物[2]，主要反应方程式如下：
环己酮的合成：
己二酸的合成：
尼龙66的合成：
三、试剂及仪器
试剂：浓硫酸、环己醇、重铬酸钠（Na2Cr2O7·2H2O）、草酸、食盐、无水硫酸镁、沸石；高锰酸钾，氢氧化钠10% ，浓硫酸，亚硫酸钠（其中投料比为 环己酮:高锰酸钾:氢氧化钠10%:浓硫酸=1g:3g::）、活性炭；氧化亚砜、环己烷、10%NaOH、5%己二胺溶液。
仪器：天平、电热套、水蒸气蒸馏装置、抽滤装置、分液漏斗、玻璃棒、圆底烧瓶、烧杯、滤纸、酒精灯、表面皿、量筒、锥形瓶、铜丝钩、胶头滴管、pH试纸、蒸发皿、玻璃棒。
蒸馏实验装置图如下:
萃取步骤及装置图
四、实验步骤及实验现象
（一）环己酮的合成
1.在250ml圆底烧瓶内，放置56 ml水，慢慢加入 ml浓硫酸，充分混合后，小心加入环己醇（ mol）。溶液冷至30℃以下。
过程现象：环己醇加入后，为乳白色浊液。
2.在烧杯中将重铬酸钠溶解于6 ml水中。将此溶液分数批加入圆底烧瓶中，并不断振荡使充分混合。氯化反应开始后，混合物迅速变热，并使橙红色的重铬酸盐变成墨绿色的低价铬盐。控制反应温度在60～65℃之间，（可用冷水浴或流水下适当冷却）。待前一批重铬酸盐的橙红色完全消失后，再加下一批。加完后继续振摇，直至温度有自动下降趋势再保温10min。10min后震荡烧瓶并观察其泡沫，若泡沫呈微黄色或不为墨绿色时，加入少量草酸（约1g）使反应液完全变成墨绿色，以破坏过量的重铬酸盐。
过程现象：溶液由橙色变为暗橙色，再变为墨绿色，当全部加入重铬酸盐且冷却后，溶液为墨绿色，震荡后溶液边缘泡沫不为纯墨绿色稍偏暖色调，加入草酸后，溶液变墨绿色，暗色调。
3.在反应瓶内加入60毫升水，再加几粒沸石，装成蒸馏装置，将环己酮与水一起蒸馏出来（环己酮与水能形成恒沸点为95℃的恒沸混合物）。直至流出液不再混浊后再多蒸10～15ml（总收集约50ml），馏出液中加入约10g食盐（盐析）饱和馏出液，转移至分液漏斗中在分液漏斗中静置后分出有机层，用无水硫酸镁干燥。干燥后过滤，进行蒸馏收集154～156℃的馏分（衡沸点1℃范围）。（环己酮产量～（产率62%～67%）。纯粹环己酮沸点为℃，折光率）
过程现象：第一次蒸馏：加热8分钟后溶液微沸，温度开始升高。后液体沸腾，温度急剧上升。温度平衡在95度左右。然后有液滴流出，流出液滴呈油状。
第二次蒸馏：温度上升缓慢，温度平衡在145度左右开始蒸出馏分，未达到理
论沸点的原因是，蒸馏物质未到烧瓶的三分之一，不到其饱和蒸汽压。（水蒸气蒸馏原理：任何与水不互溶，不反应的有机物质（常压蒸馏分离有困难的）都有一定的饱和蒸汽压，所以总压力为所蒸馏物质的分压之和，因此通过蒸馏水带出所需的有机物）
（二）己二酸的合成
1.在250ml烧杯中，将计算量的高锰酸钾溶于8倍水中，加入自制环己酮，在温水浴上将反应混合物温度升至30℃后，加入计算量（）10%氢氧化钠溶液，摇荡或搅拌反应混合物，控制温度在45℃（必要时水浴温热），并在此温度下用水浴维持反应1小时。
过程现象：溶液呈褐色。 2.擦干烧杯外的水，直接放到电热套里加热，沸腾后保持5min，使反应完全。 3.用玻璃棒蘸取一滴反应液于滤纸上，若在黑色二氧化锰周围仍出现紫色环，可加入少量亚硫酸钠以除去过量的高锰酸钾，
4.重复操作3，直到不显紫环为止。
5.吸滤反应混合物，用热水充分洗涤棕黑色沉淀。 6.在蒸发皿中浓缩至环己酮体积的约7-8倍。
7.趁热小心用滴管加入浓硫酸，使pH为1～2，若不足需补加。
8.冷却至室温使结晶完全，抽滤得己二酸白色晶体，熔点为152～153℃。 过程现象：第一次抽滤，母液为暖色，再次抽滤后溶液变澄清。
9.将产物防于蒸发皿上干燥至衡重。
（三）尼龙66的合成
1.向配有回流冷凝管及酸气吸收专职的50ml烧瓶中加入干燥的己二酸和氧化亚砜，将混合物在50～60℃水浴上加热3小时左右，待己二酸完全溶解，并不再有气体放出后，改回流装置为蒸馏装置，减压蒸出过量的氧化亚砜，剩余物为淡黄色的己二酰氯，加入36g环己烷，摇动溶解。
2.向150ml烧杯内加入40ml5%己二胺（1,6-己二胺）水溶液，加入2ml20%NaOH溶液，小心地将40ml5%己二酰氯的环己烷溶液沿着略微倾斜的烧杯壁倾入溶液中，将会形成两层，且在液-液界面处立即形成聚合物膜，用一只铜丝钩缓缓地清楚攀住烧杯四壁的聚合物丝，然后钩住这团物质的中心，慢慢地提升铜丝，使聚酰胺得以不断生成，并可拉出好几尺长的一股线，用水将这股线洗涤几次，放置纸上晾干。
3.用一段铜丝将两相系统的剩余部分剧烈搅拌，再形成一些聚合物，浸出液体，倒入废物桶。用水充分洗涤聚合物，并放置干燥，合并以上得到的尼龙线称重。
本实验只进行尼龙66前体的合成。
五、实验注意事项
（一）环己酮的合成
尼龙66的合成实验报告
