精细化学品化学实验讲义资料Word文档下载推荐.docx
《精细化学品化学实验讲义资料Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精细化学品化学实验讲义资料Word文档下载推荐.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
实验原理
对硝基苯甲醛可以对硝基甲苯、乙酸酐为原料，经氧化、水解而制得，即三氧化铬氧化法。
反应式如下：
仪器与试剂
250mL的三颈瓶量筒滴管布氏漏斗抽滤瓶冷凝管，台秤（天平）不锈钢药匙（每小组一把）
对硝基甲苯醋酸酐浓硫酸2%碳酸钠溶液冰
实验步骤
1、中间体对硝基苯甲二醇二乙酸酯的制备（氧化过程）
将装有搅拌器、温度计的250mL的三颈瓶置于冰盐浴中，向其中加入10g冰醋酸、51g乙酸酐（0.5mol）和4.1g（0.03mol）对硝基甲苯。
搅拌下，慢慢滴加浓硫酸7mL（速度不可太快，以防止发生炭化）。
当混合物冷却到5℃时，分批加入8.5g三氧化铬（约40分钟），控制温度不超过10℃（否则影响收率），加毕，继续搅拌10分钟。
然后将反应产物慢慢倒入预先加入250g碎冰的500毫升烧杯中，再加冷水，使总体积接近500mL，抽滤，冷水洗涤至无Cr3+颜色为止。
将滤饼加到100mL烧杯中，加入35mL冷的2%碳酸钠溶液，搅拌、抽滤、滤饼用水淋洗，再用2mL乙醇洗涤，过滤，得到对硝基苯甲二醇二乙酸酯粗品。
2、产品对硝基苯甲醛的制备（水解过程）
在装有冷凝管、搅拌器及温度计的100mL三颈瓶中，将上述反应的产物（约4克）、8mL水、8mL乙醇和0.8mL浓硫酸，搅拌，加热回流20分钟，趁热抽滤，滤液在冰水中冷却、结晶，抽滤，冰水洗涤，抽滤，干燥，得到产品，称重，测定熔点，计算产率。
注意事项
1、粗产品的制备中，浓硫酸的滴加速度不能过快，防止发生炭化。
2、在分批加入三氧化铬时，要控制温度不超过10℃，否则影响收率。
思考题
1、在对硝基苯甲醛的制备中，滤饼用2%碳酸钠溶液处理的目的是什么？
2、对硝基苯甲醛的制备反应中的主要副产物是什么？
实验二对氯苯氧乙酸制备
对氯苯氧乙酸为白色结晶，熔点156~158°
C，易溶于乙醇、丙酮和苯，微溶于水。
它是一种多用途的植物生长素，具有促进植物发芽、生长、防止落花、落果、提前成熟等作用。
对氯苯氧乙酸可由对氯苯酚和氯乙酸反应制得。
目的要求
1.掌握对氯苯氧乙酸的制备原理和方法；
2.掌握搅拌、抽滤、混合溶剂重结晶、干燥等基本操作。
磁力搅拌器100mL三口瓶温度计量筒滴管布氏漏斗抽滤瓶冷凝管
对氯苯酚氯乙酸40%NaOH浓盐酸乙醇刚果红试纸
在装有磁力搅拌及温度计的100mL干燥的三颈瓶中，加入氯乙酸5.7g（0.06mol），加热熔化后，再在搅拌下加入对氯苯酚6.5g（0.05mol）。
在50~55°
C下滴加40%的NaOH溶液14mL。
待全部滴加后，继续反应1.5h。
然后将反应产物到入在50mL水中，再用浓盐酸酸化至刚果红试纸变兰。
析出白色固体，抽滤、水洗至pH4~5，得到粗产品。
粗产品经乙醇-水重结晶，在100°
C下干燥，可得产品，产率可达80%。
称重，计算产率。
1、使用混合溶剂重结晶应当注意哪些问题？
应当怎样操作？
2、在用盐酸酸化时应当注意哪些问题？
实验三对乙酰胺基苯磺酰氯的制备
对乙酰胺基苯磺酰氯可用于合成多种磺胺药物，也可作为染料中间体。
对乙酰胺基苯磺酰氯是浅褐色针状（从苯中）或凌柱状（从苯和氯仿中）结晶。
熔点149°
C（分解）。
溶于苯、乙醚、氯仿、二氯甲烷，在空气中易吸潮分解。
本品有毒，有腐蚀性，对皮肤、黏膜有刺激性。
1、掌握对乙酰胺基苯磺酰氯的制备方法
2、掌握搅拌、抽滤、回流、干燥等基本操作
氯磺化所用的磺化试剂是氯磺酸，它的磺化能力较强。
用等量或稍过量的氯磺酸进行磺化，得到的产物是芳磺酸。
如果用过量很多的氯磺酸反应，最终产物是芳磺酰氯。
由芳磺酰氯可以制得一系列芳磺酸衍生物。
用氯磺酸磺化时，被磺化物（反应物）、溶剂和反应器都必须干燥，因为氯磺酸遇水会立即水解为硫酸和氯化氢。
对乙酰胺基苯磺酰氯是以乙酰苯胺为原料，经氯磺化制得，反应式如下：
100mL三颈瓶量筒滴管布氏漏斗抽滤瓶冷凝管，台秤（天平）
乙酰苯胺氯磺酸刚果红试纸
在装有冷凝管、搅拌器及温度计的100mL干燥的三颈瓶中，将5.7克乙酰苯胺加到24.5g氯磺酸，控制加料温度在15°
C以下，加毕，逐渐升温至60°
C，保温搅拌2小时，冷却后将反应产物逐渐加入冰水中稀释，温度保持在10°
C以下，析出固体，抽滤，用水洗至刚果红试纸呈中性，真空干燥，得到对乙酰胺基苯磺酰氯，干燥后称重，计算收率。
1、用于制备对乙酰胺基苯磺酰氯的反应器必须干燥，量取氯磺酸的玻璃仪器也必须干燥。
量取氯磺酸时要小心。
2、在反应过程中要注意加入乙酰苯胺的速度，不能一次倒入，控制加料温度在15°
C以下。
3、反应产物要逐渐加入冰水中稀释，并控制温度在10°
1、为什么氯磺化反应过程中必须无水？
2、在本反应中，有何副反应的发生？
如何减少副反应？
实验四对氨基苯磺酰胺的制备
1、通过对氨基苯磺酰胺的制备，掌握酰氯的氨解和乙酰氨基衍生物的水解；
2、巩固回流、脱色、重结晶等基本操作。
100mL烧杯100mL园底烧瓶量筒滴管布氏漏斗抽滤瓶冷凝管台秤（天平）
浓氨水10%盐酸固体碳酸钠pH试纸冰
1．对乙酰氨基苯磺酰胺的制备
将制得的对乙酰氨基苯磺酰氯粗产品称重后移入100mL烧杯中，在通风厨内于搅拌下慢慢加入30mL浓氨水（28%，d=0.9）[1]，立即起放热反应生成糊状反应物，加完氨水后继续搅拌10min，又在水浴中于70℃加热10min并不断搅拌，以除去多余的氨[2]；
冷却、抽滤，用冷水洗涤、抽干，得到的粗对乙酰氨基苯磺酰胺不必精制，即可进行下面水解实验。
为了鉴定产品，可取少许粗产品用乙醇重结晶，然后测定其熔点，纯的对乙酰氨基苯磺酰胺的m.p.为219℃。
2．对氨基苯磺酰胺（磺胺）的制备
将上述的粗对乙酰氨基苯磺酰胺放入100mL园底烧瓶中，加入20mL10%盐酸，装上回流冷凝管，在石棉网上用小火加热回流，待全部粗产品溶解后（约半小时）[3]，冷却（若溶液呈黄色，则加少量活性碳，煮沸、过滤、冷却），在搅拌下加入固体碳酸钠中和至pH7～8[4]，用冰水冷却片刻，待对氨基苯磺酰胺全部结晶析出后，抽滤，用少量冰水洗涤，压干，粗产品可用沸水重结晶[5]，产量4～5g。
纯对氨基苯磺酰胺的熔点为164～166℃。
[1]对乙酰氨基苯磺酰胺粗产品中含有游离酸根，所以氨水的用量要超过理论量，使反应呈碱性。
[2]对乙酰氨基苯磺酰胺可溶于过量的浓氨水中，若冷却后结晶析出不多，可加入稀硫酸至刚果红试纸变色，则对乙酰氨基苯磺酰胺就几乎全部沉淀析出。
[3]对乙酰氨基苯磺酰胺在稀盐酸中水解成对氨基苯磺酰胺，后者能与过量的盐酸作用形成水溶性的盐酸盐，所以反应完全后应当没有沉淀固体物质，否则继续加热回流。
[4]用碱中和滤液中的盐酸，使对氨基苯磺酰胺析出。
但对氨基苯磺酰胺能溶于强酸或强碱液中，故中和时必须注意控制pH值。
[5]对氨基苯磺酰胺在再丙酮、热乙醇或沸水中易溶，在冷水或冷乙醇中的溶解度很小，所以可用水或乙醇作溶剂进行了重结晶。
实验五十二烷基苯磺酸钠的制备
十二烷基苯磺酸钠大量用于生产各种洗涤剂和乳化剂，可适量配用于香波等化装品。
也用于纺织工业、电镀工业、造纸工业等。
十二烷基苯磺酸钠为白色浆状物或粉末。
具有去污、湿润、发泡乳化等性能。
其钠盐呈中性，能溶于水，它是一种阴离子表面活性剂。
1、掌握十二烷基苯磺酸钠的制备原理和方法；
2、掌握搅拌、回流等基本操作。
十二烷基苯磺酸钠是由十二烷基苯与硫酸磺化后，再用碱中和制得，其反应式如下：
磁力搅拌器冷凝管100毫升三口瓶温度计量筒滴管分液漏斗
十二烷基苯98%的浓硫酸10%的氢氧化钠pH试纸氯化钠
1、磺化
在装有冷凝管、滴液漏斗、温度计、磁力搅拌器的100mL干燥的三颈瓶中，加入十二烷基苯12毫升（11.6克），搅拌下缓慢滴加98%的浓硫酸12毫升，控制加样温度不超过40°
C，加料完毕后逐渐升温至65°
C，反应2小时。
2、分酸
将上述磺化混合液降温到40~50°
C，缓慢滴加适量水（约5毫升），到入分液漏斗中，静置，分层，放掉下层（水和无机盐），保留上层（有机相）。
注意：
分离酸温度不可过低，否则易使分液漏斗被无机盐堵塞，造成分离酸困难。
3、中和
在搅拌下，用浓度为10%的氢氧化钠溶液缓慢滴加到上述有机相，控制温度为40~50°
C，调节有机相pH=7~8（大约需要氢氧化钠溶液15毫升）。
4、盐析
在上述反应体系中，加入少量氯化钠，可得到白色膏状产品。
1、分离酸温度不可过低，否则易使分液漏斗被无机盐堵塞，造成分离无机酸困难。
2、中和时应控制有机相pH=7~8。
1、磺化反应的影响因素有哪些？
2、十二烷基苯磺酸钠可用于那些产品配方？
3、加入少量氯化钠的目的是什么？
实验六十二烷基二甲基苄基氯化铵的制备
十二烷基二甲基苄基氯化铵用于餐厅、酒厂、食品加工厂的消毒杀菌剂。
也可作为游泳池的杀藻、杀菌剂，油田助剂等。
十二烷基二甲基苄基氯化铵是无色透明粘稠状液体，是一种季铵盐型阳离子表面活性剂。
具有良好的泡沫性和化学稳定性，耐热、耐光，具有杀菌、乳化、抗静电、柔软调理等多种性能。
刺激皮肤并严重刺激眼睛。
1、掌握十二烷基二甲基苄基氯化铵的制备原理和方法；
2、掌握搅拌、回流等基本操作。
3、了解季铵盐型阳离子表面活性剂的性质和用途
十二烷基二甲基苄基氯化铵是以十二烷基二甲基叔胺为原料，氯化苄为烷基化剂来制备，其反应式如下：
磁力搅拌器冷凝管100毫升三口瓶温度计量筒滴管
十二烷基二甲基叔胺氯化苄
在装有冷凝管、搅拌器、冷凝管及温度计的100mL干燥的三颈瓶中，加入11克十二烷基二甲基叔胺和6克氯化苄，搅拌，升温至90~100°
C，回流2小时，冷却，即得到产品。
最好在通风橱中量取氯化苄、十二烷基二甲基叔胺等试剂。
实验七2,4-二羟基苯乙酮的制备
2，4-二羟基苯乙酮为类白色针状或叶状晶体，溶于热醇、吡啶及冰醋酸，几乎不溶于醚、苯和氯仿。
熔点143-144.5°
C。
本品是有机合成原料，它也是一种药物中间体，医药工业用于制冠心病药物“乙氧黄酮”。
它可由间苯二酚与乙酸反应制得。
1.掌握2，4-二羟基苯乙酮的制备原理和方法；
2.掌握搅拌、回流、抽滤、干燥等基本操作。
搅拌器冷凝管250毫升三口瓶温度计量筒滴管布氏漏斗抽滤瓶
无水ZnCl2冰醋酸间苯二酚冰pH试纸
在装有冷凝管、搅拌及温度计的100mL干燥的三颈瓶中，加入无水ZnCl24g和冰醋酸10mL，加热搅拌，使无水ZnCl2充分溶解于乙酸中（温度不超过100°
C）。
然后加入间苯二酚2.8g（0.05mol），在115~120°
C下回流反应1.5h。
反应液稍冷却后到入冰水中，析出深红色固体。
将析出的固体过滤、用水洗至中性。
在80°
C下干燥，称重，计算产率。
1、冰醋酸在使用前要重蒸。
2、要使用无水ZnCl2。
为什么不使用乙酰氯作酰化试剂而使用冰醋酸？
实验八烟酸的制备
烟酸为白色结晶或结晶性粉末；
无臭或有微臭，水溶液呈酸性反应。
在沸水或沸乙醇中溶解；
在水中略溶，在乙醇中微溶，在乙醚中几乎不溶，在碳酸氢钠和氢氧化钠溶液中均易溶。
溶点为234~238°
烟酸为医药中间体，可以用于生产异烟肼、烟酰胺等。
它可以由3-甲基吡啶为原料，用高锰酸钾氧化反应制得。
1.掌握烟酸的制备原理和方法；
2.掌握搅拌、蒸馏、抽滤、重结晶、干燥等基本操作。
磁力搅拌器250毫升三口瓶温度计量筒滴管布氏漏斗抽滤瓶蒸馏头
3-甲基吡啶高锰酸钾浓盐酸活性炭
在装有冷凝管、磁力搅拌及温度计的250mL的三颈瓶中，加入3-甲基吡啶4.6g（0.05mol）和水50mL，加热至80°
C后，再在搅拌下分批加入高锰酸钾16g（0.1mol）。
加料完毕，继续搅拌30分钟，并控制温度在85~90°
反应完毕，蒸馏回收未反应的3-甲基吡啶，并趁热滤出生成的MnO2沉淀。
所得滤液（含烟酸）用浓盐酸酸化至pH3.8~4。
在冷却至室温，结晶。
过滤、得到粗产品。
所得粗产品在用水重结晶，活性炭脱色。
趁热抽滤，冷却，析出白色固体，过滤、水洗至pH4~5，在100°
C下干燥，可得产品，产率可达86%。
熔点234~238°
C。
1、要分批加入高锰酸钾，防止反应过于剧烈冲出反应瓶.
1、重结晶时使用活性炭脱色应当注意哪些问题？
实验九乙酸苄酯的制备
乙酸苄酯（benzylacetate），别名醋酸苯甲酯。
乙酸苄酯是一种无色液体，具有水果香和茉莉花香气，气味清甜。
密度1.0563（18℃），沸点216℃，折光率1.5032（20℃），可作皂用和其他工业用香精，对花香和幻想型香精的香韵具有提升作用，故常在茉莉、白兰、月下香、水仙等香精中大量使用，也可少量用于生梨、苹果、香蕉、桑椹子等食用香精中。
1、学习乙酸苄酯合成的原理和合成方法
2、掌握乙酸苄酯的分离技术和分离方法
实验原理
酯化反应是醇和羧酸相互作用以制取酯类化合物的重要方法之一。
此法又称直接酯化法。
一般需要在少量催化剂存在的条件下，将醇和羧酸加热回流，常用酸性催化剂有硫酸、盐酸等。
但是，这个反应进行得很慢，为提高酯的产率，必须使反应向右进行，一般用恒沸法或加合适的脱水剂把反应中所生成的水去掉；
另一方法是在反应时加过量的醇或酸，以改变反应达到平衡时反应物和产物的组成。
乙酸苄酯合成的反应式为：
仪器和药品
100mL三口烧瓶温度计（0～200℃）球形冷凝器分液漏斗（125mL）苯甲醇、乙酸酐、15%碳酸钠、无水醋酸钠、无水氯化钙、饱和氯化钠
在100mL干燥的三口烧瓶中加入20g苯甲醇、20g乙酸酐、1g无水醋酸钠，搅拌升温至110℃，回流2h。
反应物降温后，在搅拌下慢慢加入质量分数15%的碳酸钠，直至无气泡放出为止，分液，然后将有机相用质量分数饱和氯化钠洗涤至中性。
分出有机相，用少量无水氯化钙干燥粗产品。
1、乙酸酐有强烈的腐蚀性和刺激性，操作时要小心。
2、用碳酸钠溶液洗涤粗产品时要在搅拌下慢慢加入，以免大量CO2放出，冲料。
1、乙酸苄酯的合成方法有哪几种，试比较各种方法的优缺点。
实验十香蕉水的合成
香蕉水是乙酸异戊酯，本品为无色透明液体，有类似香蕉、生梨的气味，沸点142℃，溶于乙醇、戊醇、乙酸乙酯、乙醚、苯、难溶于水，不溶于于甘油，易燃，毒性较小，刺激眼睛和气管黏膜。
主要用于配制梨和香蕉型香精，也用于配制酒和烟叶香精。
1、学习香蕉水合成方法
2、学习酯化反应及蒸馏操作
香蕉水由乙酸与异戊醇经酯化反应合成，其反应式如下：
冰醋酸异戊醇浓硫酸饱和氯化钠溶液10%的碳酸钠溶液无水硫酸镁
100mL园底烧瓶（2个）温度计（0～200℃）球形（直形）冷凝器分液漏斗（125mL）
向干燥的100mL烧瓶中加入21.7mL异戊醇和25mL冰醋酸，慢慢加入5mL浓硫酸和几粒沸石。
装上回流冷凝管后加热回流1.5h。
冷至室温后将反应混合物倒入125mL分液漏斗中，分液后加入30mL10%的碳酸钠溶液洗涤产品，将水层分出后再加入30mL饱和氯化钠溶液洗涤，静置，分液。
将粗产品用无水硫酸镁干燥后再蒸馏，收集138-145℃的馏分。
反应烧瓶要干燥，不能有水。
1、除浓硫酸外，还有那些化合物可以作为酯化反应的催化剂？
2、分液时加入10%的碳酸钠溶液的目的是什么？
3、分液时加入饱和氯化钠溶液的目的是什么？
4、酯化时有哪些副反应？
5、实验过程中，那些仪器需要干燥？
实验十一对羟基苯甲酸正丁酯的合成
对羟基苯甲酸正丁酯又称为尼泊丁酯，稍有涩味，为无色或白色晶体粉末，无臭，熔点69-72℃。
难溶于水，易溶于乙醇、丙酮、乙醚等。
其抗菌能力优于对羟基苯甲酸正乙酯和丙酯，对酵母及霉菌有强烈的抑制作用。
它可以用于酱油、食醋、水果调味酱、蔬菜的防腐。
通常最大值为0.35g/L。
1、学习对羟基苯甲酸正丁酯的制备方法
2、学习酯化方法、分水器的使用及抽滤等操作
对羟基苯甲酸为原料，与正丁醇在硫酸存在下反应制备对羟基苯甲酸正丁酯。
对羟基苯甲酸正丁醇苯浓硫酸5%的氢氧化钠溶液10%的碳酸钠溶液pH试纸
100mL三颈烧瓶球形冷凝管温度计（0～200℃）分水器布氏漏斗
实验操作
1、粗产品对羟基苯甲酸正丁酯的制备
在装有搅拌、回流冷凝管、分水器及温度计的100毫升三颈瓶中加入13.9g（0.01mol）对羟基苯甲酸、26g（0.35mol）正丁醇、7g（0.1mol）苯和0.15g（0.003mol）浓硫酸。
将混合物在搅拌下加热回流1h后，冷却。
回收（蒸馏）过量的正丁醇和苯。
2、产品精制
将反应液用质量分数为5%的氢氧化钠溶液调节pH为6。
在析出晶体后加入质量分数为10%的碳酸钠水溶液，使pH值为7~8。
抽滤，水洗至中性。
在40℃下干燥，得到白色对羟基苯甲酸正丁酯晶体18.8g，收率为97%。
1、根据理论计算应该生成水的量，确定应先在分水器中装入水的量。
在分水器中水在下层，要及时排除分水器中过多的水。
2、产品干燥室温度不宜过高，否则产品会熔化。
3、过量的正丁醇、苯必须回收到指定的容器中。
4、为得到纯的产品，可以用乙醇重结晶。
1、理论上应该生成多少毫升水？
2、反应液用5%的氢氧化钠溶液处理的目的是什么？
3、为什么要通过共沸脱水方法除去反应体系中的水？
实验十二β-萘乙醚的合成
β-萘乙醚又称为橙花醚，是一种合成香料，其稀溶液具有类似橙花的香味，并伴有甜味和草莓、菠萝的芳香。
常态下β-萘乙醚呈无色片状结晶，熔点37-38℃，沸点281-282℃。
1、学习和掌握Williamson反应合成醚的原理、方法。
2、巩固重结晶操作技术。
以β-萘酚为原料，与溴乙烷在氢氧化钠存在下反应制备β-萘乙醚。
β-萘酚无水乙醇氢氧化钠溴乙烷冰
50mL圆底烧瓶球形冷凝管布氏漏斗
1、粗产品β-萘乙醚的制备
在50mL圆底烧瓶中，加入20mL无水乙醇和0.9g氢氧化钠，稍加振摇，促使氢氧化钠溶解。
将2.9gβ-萘酚溶入其中，再加1.5mL溴乙烷。
装上回流冷凝管。
将混合物在搅拌下加热回流2h后，冷却。
反应结束后，将反应装置改为蒸馏装置，蒸馏回收大部分乙醇。
随后将蒸馏瓶内的残余物倒入盛有20毫升冰水的烧杯中，充分搅拌，静止后倾去水层，产品用水洗涤2次。
粗产品用95%乙醇重结晶。
冷却，抽滤，干燥（室温自然干燥）。
称重。
1、要使用干燥的圆底烧瓶，并使加入的氢氧化钠溶解在无水乙醇中。
2、用乙醇重结晶时要注意安全，严格按照易燃溶剂重结晶的操作进行。
1、除本方法合成该产物外，还有几种方法合成β-萘乙醚？
2、随着反应的进行，混合物的颜色变浅，原因是什么？
3、在制取β-萘酚盐时，采用的是氢氧化钠乙醇溶液，可以用氢氧化钠水溶液代替吗？
如采用氢氧化钠水溶液，应当如何操作？
4、在反应后处理中，如果不先蒸乙醇而直接将反应物倒入水中，对实验结果有何影响？
5、能否用2-溴萘与乙醇为原料合成β-萘乙醚？
升级会员 