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卢卡斯试剂

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卢卡斯试剂新闻专题
卢卡斯试剂
(卢卡斯)试剂是有机化学教学中常用试剂,用于区别伯、仲、叔醇。据一般实验教材记载,Lucas试剂是山新鲜炒成大小适中块粒状的ZnCl2溶于新开瓶的浓HCl而形成的无色透明溶液。
2018/4/20 17:17:37
卢卡斯试剂
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卢卡斯试剂
卢卡斯试剂 性质
卢卡斯试剂 用途与合成方法
反应原理以正丁醇、仲丁醇、叔丁醇为例阐明,反应方程式如下:

目前理论认为,伯、仲、叔醇与浓HCl的反应是酸催化下的亲核取代反应。由于HCl的酸性没有Hl和HBr强,故需加入无水氧化锌作催化剂,氯化锌与醇形成络合物,使碳氧键极性增加,易于断裂,其反应历程为: 首先是酸中的氢离子和醇中的氧原子结合形成质子化醇,然后Cl取代质子化醇中的H2O,取代反应可按SN1和SN2历程进行。由于醇中烃基结构的影响,伯醇按SN2历程进行反应的可能性大一些;叔醇按SN1历程进行反应的可能性大一些;而仲醇介于二者之间,但反应是在浓酸和极性介质中进行,主要是按SNI历程进行反应;因此正碳离子的稳定性反应起决定作用。由于3级正碳离子的稳定性大于2级正碳离子,而2级正碳离子的稳定性又大于1级正碳离子,因此解释了叔醇反应最快,仲醇次之,伯醇最慢。

生产工艺1. Lucas常规配制法:将34 g无水氯化锌置于蒸发皿中强热熔融,稍冷后放在干燥器中冷至室温,取出捣碎,溶于23 mL浓盐酸(密度1.187 g /cm3)中。配制时再加以搅动,并把容器放在冰水浴中冷却,以防氯化氢逸出。 2. Lucas试剂新的配制法1:直接将装有500 g ZnCl2的试剂瓶置入冷水浴中,然后加适量浓盐酸于试剂瓶中,将盖轻轻盖上,不要旋紧,让其慢慢溶解。过一天后将上层清液倒入1000 mL棕色的磨口瓶中,如果还有未溶解的ZnCl2,再加入一定量的浓HCl,使其自然溶解后,并倒入1000 mL的棕色磨口试剂瓶中,最后加入浓盐酸至溶液总体积为1000 mL左右(装满1000 mL的试剂瓶即可),备用。本法不用称取氯化锌,不用熔融氯化锌,因熔融的氯化锌冷却后,结成一整块,紧紧地粘在蒸发皿上不容易捣碎;本法减少了HCl的挥发,按常规法在大烧杯里快速溶解捣碎的氯化锌时,放出大量热,使溶液温度升高较多,所以即使是在冰水浴里,HCl还是会逸出很多,另外在敞开的烧杯里用玻棒搅拌溶液时,也会增加HCl的逸出,本法让浓盐酸在加盖的试剂瓶里缓慢地溶解氯化锌,从而减少了HCl的逸出。最重要的是本法保证了试剂的质量,因为经过原法一系列烦琐的步骤配制出的Lucas试剂,常常与仲醇不起反应,从反应原理来看,Lucas试剂与醇反应属于亲核取代,是HCl直接与醇起反应,ZnCl2只是一种缺电子试剂,增加了HCl的反应活性,在HCl取代反应中起催化作用,所以HCl的浓度应该保证,经原配制方法配制的Lucas试剂之所以常失败,很大原因是因为HCl逸出得太多,而有无熔融无水氯化锌不会影响到lucas试剂的质量。常规配制法中熔融氯化锌的目的主要是为了除去氯化锌试剂中的水份,而氯化锌中所含的水份相对浓盐酸中所含的水份来说,不足以引起HCl或ZnCl2浓度的改变。并且若要除去氯化锌中的水份,需要在干燥HCl气氛中加热脱水。新法配制的Lucas试剂保存时间长,该试剂在磨口试剂瓶中放置2年后,仍然有效。
安全信息
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