綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)講義

10綜合化學(xué)試驗(yàn)試驗(yàn)講義有機(jī)化學(xué)教研室編制一、試驗(yàn)?zāi)康陌盐沾姿嵴□ズ铣傻脑砗头椒ǎ粚W(xué)習(xí)通過(guò)恒沸物除去反響體系中水分的方法。二、試驗(yàn)原理醋酸正丁酯是一種良好的有機(jī)溶劑，可以應(yīng)用于人造革、醫(yī)藥、塑料及香料等工業(yè)，并可以用作萃取劑和脫水劑。醋酸正丁酯通過(guò)酯化反響由醋酸和正丁酯制備，參與極少量的濃硫酸作為催化劑。HOCHCOOH+CHCHCHCHOH 濃硫酸 CHCOOCHCHCHHO3 3 2 2 2 3 2 2 2 3 2通過(guò)將體系中形成的副產(chǎn)物水除去，可以提高酯化反響的轉(zhuǎn)化率。利用乙酸正丁酯-正丁醇-水形成恒沸物，可以通過(guò)分水器將反響過(guò)程中形成的水分分出，促進(jìn)酯化反響平衡向右移動(dòng)，提高反響的轉(zhuǎn)化率。三、試驗(yàn)方法250ml27.9ml14.4ml10滴濃硫酸，反響裝置裝上分水器和回流冷凝管?？梢栽诜炙髦蓄A(yù)先參與少量水，使水面略低于支管口的位置。開(kāi)頭加熱回流，并記錄分出水的體積。約40分鐘后至體系中不再有水分分出為止，停頓加熱。計(jì)算分出的水分，并與理論應(yīng)分出的水量進(jìn)展比較。冷卻后將分水器中酯層和燒瓶中的反響物一起倒入分液漏斗，用20ml水洗滌，分出水層。酯層再用25ml10wt%的碳酸鈉溶液洗滌至中性，分出20ml水洗滌，分出水層。酯層用無(wú)水硫酸鎂枯燥。124-126oC的餾分。稱重，計(jì)算產(chǎn)率。四、留意事項(xiàng)試驗(yàn)中使用的作催化劑的濃硫酸不行過(guò)量，以免引起有機(jī)物碳化脫水等；把握體系的回流溫度反響產(chǎn)物洗滌過(guò)程五、思考題?分水器使用的原理及方法?反響過(guò)程中如何除去水分的??乙酸丁酯有哪些應(yīng)用?一、試驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)自由基聚合的原理和沉淀聚合方法；把握苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物的合成方法。二、試驗(yàn)原理馬來(lái)酸酐是強(qiáng)的吸電子單體而苯乙烯是強(qiáng)的給電子單體，因此二者等量混合，在引發(fā)劑引發(fā)下易發(fā)生共聚而形成交替共聚物。本試驗(yàn)承受過(guò)氧化苯甲?！睟PO〕作為引發(fā)劑，引發(fā)苯乙烯與馬來(lái)酸酐發(fā)生自由基聚合，形成苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物，并通過(guò)堿性水解制備水解的苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物。O2 n O nCH CH BPO CH CH 2

CH nC CO O O O由于苯乙烯與馬來(lái)酸酐均可以溶解于甲苯中，而其共聚物在甲苯中不溶，因此其共聚物可以從甲苯中沉淀出來(lái)而稱為沉淀聚合。三、試驗(yàn)方法1共聚物的合成250ml150ml經(jīng)蒸餾的甲苯，10.4g苯乙烯、9.8g0.1gBPO，5015801小時(shí)。反響60℃下真空枯燥。2共聚物皂化100ml2g50ml2mol/L的氫氧化鈉溶液，加熱至沸騰，1h50℃，將溶液傾入200ml3mol/L的鹽酸中，使聚合物沉淀，過(guò)濾、洗滌、枯燥，獲得水解的苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物。四、留意事項(xiàng)試驗(yàn)中使用的苯乙烯、馬來(lái)酸酐、BPO試驗(yàn)前應(yīng)當(dāng)精制聚合過(guò)程中要把握反響溫度不行以太高，以免反響太快！五、思考題影響共聚反響的竟聚率的因素主要有哪些?聚合反響的溶劑選擇要考慮哪些因素?苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物有哪些應(yīng)用?聚合反響的溶劑選擇要考慮哪些因素?為什么苯乙烯反響前經(jīng)堿洗,減壓蒸餾?未蒸餾過(guò)的苯乙烯試劑用于聚合反響時(shí),BPO的量?為什么苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物產(chǎn)物中苯乙烯自聚副產(chǎn)物量較少?苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物的聚合反響中,反響溫度過(guò)高將發(fā)生什么現(xiàn)象?試驗(yàn)三 苯乙胺的合成一、試驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)Leuckart反響合成外消旋體α-苯乙胺的原理和方法。通過(guò)外消旋α-苯乙胺的制備，穩(wěn)固萃取、分餾等根本操作。二、試驗(yàn)原理通過(guò)Leuckart反響，用苯乙酮和甲酸銨反響可制得外消旋α-苯乙胺。反響式如下：O CH3 OCH2HCOONHCH3 4

N C H

+ NH3

+ CO2

+ HO222HCl/HO2CHCHHCl/HO2CH3 ONH

CH3·HCl OH-三、試驗(yàn)步驟

N C HH

2 NH2100mL11.7mL(12g,0.1mol)苯乙酮，20g(0.32mol)蒸餾裝置〔溫度計(jì)要插入液面以下，小火緩緩加熱，反響物漸漸熔化，當(dāng)溫度升至15℃時(shí)，液體成兩相，連續(xù)加熱反響物變成一相，反響開(kāi)頭，當(dāng)加熱到185℃時(shí)便可以停頓加熱〔通常約需1小時(shí)，勿超過(guò)18℃。在此過(guò)程中有水、苯乙酮被蒸出，同時(shí)不斷產(chǎn)生二氧化碳及氨氣。冷凝管中可能生成一些固體碳酸銨。將流出液用滴管直接分出下層苯乙酮并加回反響瓶中，然后再在180~185℃加熱2h，反響物冷卻后轉(zhuǎn)入分液漏斗中，參與10mL水洗滌，以除去甲酸銨和甲酰胺。將分出的N-甲酰-α-苯乙胺初品轉(zhuǎn)入原反響瓶中，水層每次用5mL2次，萃取液合并入反響瓶中，加10mL0.5h.充分冷卻〔有時(shí)析出一些晶體〕10mL2次。將酸性水溶液轉(zhuǎn)入圓底燒瓶中，留神參與20mL50%氫氧化鈉溶液進(jìn)展水蒸氣蒸餾，收集餾出液80~100m，餾出液分成兩層。冷卻后用分液漏斗分液〔取上層，水層每次用10mL苯萃取2次。合并有機(jī)層，再進(jìn)展蒸餾，蒸出苯后改用空氣冷凝管，收集180~190℃餾分，產(chǎn)量約1-2g(產(chǎn)41%)。操作留意事項(xiàng)水蒸氣蒸餾時(shí)，玻璃磨口處涂上凡士林，以防粘住。品名性狀品名性狀產(chǎn)量收率五、思考題各步驟中，用苯萃取的分別是什么物質(zhì)?為什么在堿性條件下進(jìn)展水蒸氣蒸餾?餾出液含有什么成分? α-苯乙胺的合成中加熱溫度為什么不能超過(guò)185oC，冷凝管中可能生成的固體是什么?參與鹽酸回流冷時(shí)可能會(huì)析出什么晶體?α-苯乙胺可以如何拆分?試驗(yàn)四黃酮中間體鄰羥基苯乙酮的制備一、試驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)鄰羥基苯乙酮的制備方法。穩(wěn)固萃取、無(wú)水操作、減壓蒸餾等根本操作。二、試驗(yàn)原理則是黃酮合成過(guò)程中的重要中間體。反響式：OHAcO2

O AlCl3

OH OCH3NaOH O CH3三、試驗(yàn)步驟乙酸苯酚酯的合成100mL3g氫氧化鈉、5mL4.7g(0．05mol)苯酚，攪拌使溶解。25g7mL(0．053mol)醋酸酐/5ml甲苯溶液，隨即有油狀物懸浮于溶液中。5mL5mL5mL10mL3％210mL2次，用無(wú)水硫酸鎂枯燥。濾出枯燥劑，得乙酸苯酚酯的甲苯溶液。純乙酸苯酚酯bp為195.7℃4

1.0780。鄰羥基苯乙酮的合成[1]稱取5.1g(0.038 mol)無(wú)水三氯化鋁，參與50mL反響瓶中承受攪拌滴加回流裝置，在不斷攪拌下滴加制備的乙酸苯酚酯的甲苯溶液，這時(shí)有較猛烈的放熱現(xiàn)象，同時(shí)反響物變?yōu)槌燃t色。滴加完畢后去除攪拌裝置，大火回流將反響溫度維持在130~160℃下保持0.5-1h。將反響混20mL5％的鹽酸，使固體漸漸溶解，呈棕色油狀物。分35mL甲苯提取，合并提取液，無(wú)水硫酸鎂枯燥。蒸除溶劑后水蒸汽蒸餾，收集餾分后分液并用無(wú)水硫酸鎂枯燥，濾出枯燥劑。產(chǎn)物為淡黃色粘稠狀液體，產(chǎn)量約2.0g。純鄰羥基苯乙酮bp為218℃,4

1.1307?！咀⑨尅縖1]所用裝置要提前烘干。四、思考題乙酸苯酚酯的合成中為何參與碎冰?為什么可以這么做?鄰羥基苯乙酮的合成中加鹽酸時(shí)消滅的固體是什么?在合成乙酸苯酚酯時(shí)為何能夠使用將乙酸酐滴加到苯酚鈉水溶液中的方法?反過(guò)來(lái)操作可以嗎?實(shí)際操作時(shí)要留意哪些細(xì)節(jié)??在合成鄰羥基苯乙酮時(shí)主要的副產(chǎn)物是什么?如何除去?為什么可以這樣操作?苯甲酰肼的合成一、試驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)由酯的肼解制備酰肼的方法。學(xué)習(xí)共沸分水的方法，穩(wěn)固萃取、蒸餾等根本操作。二、試驗(yàn)原理甲酰肼為例學(xué)習(xí)由酯的肼解制備酰肼的方法反響式：濃COOH HSO濃2 4

COOCH2 5

CONHNHNHNHNH2 2HO2CHOH2 5三、試驗(yàn)步驟苯甲酸乙酯的合成4g苯甲酸、15mL95%乙醇、5mL苯于燒瓶中，邊搖蕩邊逐滴參與1mL濃硫酸，參與兩粒沸石，裝上分水器〔預(yù)先參與v-3mL水，為什么?〕和球形冷凝管，加熱回流至生成的水〔哪一層?〕不再增加后〔怎么來(lái)推斷?〕,將分水器的液體放空，連續(xù)回流使得苯全部進(jìn)入分水器中，停頓30mL冷水的燒杯中，邊攪拌邊分批參與碳酸鈉粉末至中性。隨后靜置分液〔哪一層是酯層?，余液用乙醚萃取、合并乙醚層，用熱水浴蒸餾回收乙醚，酯層備用。苯甲酰肼的合成8mL85%10mL95%50min,將反響完成后的液體中的乙醇蒸出后，轉(zhuǎn)移到燒杯中在冰水中冷卻，有果凍樣物析出，充分靜置后將固體濾出，枯燥。四、思考題在合成苯甲酸乙酯時(shí)，為何要在分水器預(yù)先參與一些水?參與的水的量是如何確定的?在合成苯甲酸乙酯時(shí)，用碳酸鈉粉未除去是什么?如何判定碳酸鈉已加足量?如何提高苯甲酸乙酯制備的產(chǎn)率?何判定反響達(dá)平衡?試驗(yàn)七從淡奶粉中分別、鑒定酪蛋白和乳糖一、試驗(yàn)?zāi)康模?把握分別蛋白質(zhì)和糖的原理和操作方法；２.把握蛋白質(zhì)的定性鑒定方法；３.了解乳糖的一些性質(zhì)。二、試驗(yàn)原理牛奶的主要成分是水、蛋白質(zhì)、脂肪、糖和礦物質(zhì)，其中，蛋白質(zhì)主要是酪蛋白，而糖主要是乳糖。蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)溶解度最小，當(dāng)把牛奶的pH4.8時(shí)(酪蛋白的等電點(diǎn)),酪蛋白便沉淀出來(lái)。酪蛋白不溶于乙醇和乙醚，可用乙醇和乙醚來(lái)洗去其中的脂肪。乳糖不溶于乙醇在濾去酪蛋白的清液中參與乙醇時(shí)，乳糖會(huì)結(jié)晶出來(lái)。三、試驗(yàn)步驟酪蛋白與乳糖的提取4g80mL4010%乙酸調(diào)整pH=4.7(用周密pH試紙測(cè)試)，靜置冷卻，抽濾。6mL水洗滌，濾液合并到前一濾液中。濾餅依次用6mL95%乙醇，6mL乙醚洗滌，濾液棄去。濾餅即為酪蛋白，晾干稱重。在水溶液中參與2.5g碳酸鈣粉，攪拌均勻后加熱至沸，過(guò)濾除去沉淀，在濾液中參與1～28ml10ml95%乙醇〔留意離開(kāi)火焰〕和少量活性炭，攪拌均勻后在水浴上加熱至沸騰，趁熱過(guò)濾，濾液必需澄清，加塞放置過(guò)夜，乳糖結(jié)晶析出，抽濾，用95%乙醇洗滌產(chǎn)品，晾干稱重。酪蛋白的性質(zhì)10ml10%NaOH2ml1%CuSO41ml。振蕩試管，觀看現(xiàn)象(溶液呈藍(lán)紫色)。蛋黃顏色反響取10ml酪蛋白溶液，參與濃硝酸2ml后加熱，觀看現(xiàn)象〔有黃色沉淀生成。10%NaOH2ml，有何變化?(沉淀為橘黃色)乳糖的性質(zhì)Fehling反響Fehling試劑A3mL,混勻，加熱至沸后參與0.5mL5%乳糖溶液，觀看現(xiàn)象。Tollen反響在2mLTollen0.5mL5%80℃中加熱，觀看現(xiàn)象(有銀鏡生成)。四、試驗(yàn)結(jié)果品名品名性狀產(chǎn)量收率五、問(wèn)題與爭(zhēng)論從淡奶粉中分別酪蛋白和乳糖的原理分別是什么?分別出的酪蛋白濾餅用乙醇和乙醚進(jìn)展洗的目的是什么?在濾液中參與碳酸鈣粉末有什么作用?試驗(yàn)八從黃連中提取黃連素一、試驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)從中草藥提取生物堿的原理和方法。學(xué)習(xí)減壓蒸餾的操作技術(shù)。進(jìn)一步把握索氏提取器的使用方法，穩(wěn)固減壓過(guò)濾操作。二、試驗(yàn)原理〔也稱小檗堿4%~10%。除了黃連中含有黃連素以外，黃柏、白屈菜、伏?；ā⑷w針等中草藥中也含有黃連素，其中以黃連和黃柏中含量最高。黃連素有抗菌、消炎、止瀉的成效。對(duì)急性菌痢、急性腸炎、百日咳、猩紅熱等各種急性化膿性感染和各種急性外眼炎癥都有效。黃連素是黃色針狀體，微溶于水和乙醇，較易溶于熱水和熱乙醇中，幾乎不溶于乙醚。黃連素的鹽酸鹽、氫碘酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽均難溶于冷水，易溶于熱水，故可用水對(duì)其進(jìn)展重結(jié)晶，從而到達(dá)純化目的。黃連素在自然界多以季銨堿的形式存在，構(gòu)造如下：NOHONOHOCH3OCH3從黃連中提取黃連素，往往承受適當(dāng)?shù)娜軇踩缫掖肌⑺?、硫酸等。在脂肪提取器中連續(xù)抽提，然后濃縮，再加以酸進(jìn)展酸化，得到相應(yīng)的鹽。粗產(chǎn)品可以實(shí)行重結(jié)晶等方法進(jìn)一步提純。黃連素被硝酸等氧化劑氧化，轉(zhuǎn)變?yōu)闄鸭t色的氧化黃連素。黃連素在強(qiáng)堿中局部轉(zhuǎn)化為醛式黃連素，在此條件下，再加幾滴丙酮，即可發(fā)生縮合反響，生成丙酮與醛式黃連素縮合產(chǎn)物的黃色沉淀。三、試驗(yàn)步驟5克中藥黃連，切研碎磨爛，裝入索氏提取器的濾紙?zhí)淄矁?nèi)，燒瓶?jī)?nèi)參與50ml95%2~3小時(shí)，至回流液體顏色很淡為止。在水泵減壓下蒸餾，回收大局部乙醇，至瓶?jī)?nèi)殘留液體呈棕紅色糖漿狀，停頓蒸餾。1%15ml至溶液混濁為止〔約需10m。用冰水冷卻上述溶液，降至室溫下以后即有黃色針狀的黃連素鹽酸鹽析出，抽濾，所得結(jié)晶用冰水洗滌兩次，可得黃連素鹽酸鹽的粗產(chǎn)品。精制：將粗產(chǎn)品〔未枯燥〕放入100ml15ml水，加熱至沸，攪拌沸騰幾分鐘，趁熱抽濾、濾液用鹽酸調(diào)整PH值為2~3渣用少量冷水洗滌兩次，烘干即得成品。產(chǎn)品檢驗(yàn)：取鹽酸黃連素少許，加濃硫酸2ml，溶解后加幾滴濃硝酸，即呈櫻紅色溶液。50mg，加蒸餾水5ml，緩緩加熱，溶解后加20%2滴，顯橙4滴，即發(fā)生渾濁。放置后生成黃色的丙酮黃連素沉淀。注：［1］得到純潔的黃連素晶體比較困難。將黃連素鹽酸鹽加熱水至剛好溶解煮沸，用石灰乳調(diào)整PH=8.5~9.8，冷卻后濾去雜質(zhì)，濾液連續(xù)冷卻至室溫以下，即有針狀體的黃連素析出，抽濾，將50~600C1450C。［2］脂肪提取器，也可利用簡(jiǎn)潔回流裝置進(jìn)展2~3次加熱回流，每次約半小時(shí)，回流液體合并使用即可四、試驗(yàn)結(jié)果品名品名性狀產(chǎn)量收率五、思考題黃連素為何種生物堿類化合物?黃連素的紫外光譜上有何特征?黃連素存在以下三種互變異構(gòu)體，但自然界多以季銨堿的形式存在。NHCHOOCNOHOCNHCHOOCNOHOCO