Ⅰ　甲基叔丁基醚（无铅汽油抗震剂）的合成

甲基叔丁基醚（t－butyl methyl ether）具有优良的抗震性，对环境无污染，工业上可以异丁烯和甲醇为原料，经强酸性阳离子交换树脂催化反应而制得。在实验室，它既可用Williamson制醚法制取，也可用硫酸脱水法合成。由于叔丁醇在酸催化下容易形成较稳定的碳正离子，继而与甲醇作用生成混合醚。

反应式

实验步骤

1.常量合成

在100mL圆底烧瓶上配置分馏柱，分馏柱顶端装上温度计，在其支管处依序配置直形冷凝管、尾接管和接收瓶。尾接管支管连接橡皮管并导入水槽。接收瓶置于冰浴中。将35mL 15％硫酸、8mL甲醇和9.5mL叔丁醇加入圆底烧瓶中，振摇使之混合均匀。投入几颗沸石，小火加热。收集49～53℃时的馏分。

将收集液转入分液漏斗，依次用水、10％Na₂SO₃溶液、水洗涤，以除去醚层中的醇和可能有的过氧化物。当醇洗净时，醚层显得清澈透明。然后，用无水碳酸钠干燥、蒸馏、收集53～56℃时的馏分。称量、测折光率并计算产率。

2.半微量合成

实验方法同上，只是将圆底烧瓶改为50mL，试剂加入量分别为25mL 15％硫酸、5.7mL甲醇和6.8mL叔丁醇。

甲基叔丁基醚为无色透明液体，沸点为55～56℃，n为1.3690，为0.740，红外光谱如图5－10所示。

图5－10　甲基叔丁基醚的红外光谱图

注意事项

（1）叔丁醇的熔点为25.5℃，沸点为82.5℃，有少量水存在时为液体。如果室温较低，加料困难时，可以加入少量水，使之液化后再加料。

（2）甲醇的沸点为64.5℃，叔丁醇的沸点为82.5℃，叔丁醇与水的恒沸混合物（含醇88.3％）的沸点为79.9℃，所以分馏时温度尽量控制在51℃左右（醚－水恒沸混合物），不超过53℃为宜。

（3）分馏后期，馏出速度大大减慢，此时略微调高温度，当柱顶温度有较大波动时，说明反应瓶中的甲基叔丁基醚已基本馏出。

思考题

（1）通常，混合醚的制备宜采用Williamson合成法，为什么本实验可以用硫酸催化脱水法制备甲基叔丁基醚？

（2）为什么要以稀硫酸作催化剂？如果采用浓硫酸会使反应产生什么结果？

（3）反应过程中，为何要严格控制馏出温度，馏出速度过快或馏出温度过高，会对反应带来什么影响？