有机实验讲义下.docx

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有机实验讲义下

（下学期）

实验一乙酸乙酯的制备

一、实验目的

1、通过学习乙酸乙酯的合成，加深对酯化反应的理解；

2、了解提高可逆反应转化率的实验方法；

3、掌握蒸馏、分液、干燥等操作。

二、实验原理

有机酸酯可用醇和羧酸在少量无机酸催化下直接酯化制得。

当没有催化剂存在时，酯化反应很慢；当采用酸作催化剂时，就可以大大地加快酯化反应的速度。

酯化反应是一个可逆反应。

为使平衡向生成酯的方向移动，常常使反应物之一过量，或将生成物从反应体系中及时除去，或者两者兼用。

本实验利用共沸混合物，反应物之一过量的方法制备乙酸乙酯。

主反应

副反应

三、实验药品及物理常数

冰醋酸、无水乙醇、浓硫酸、饱和碳酸钠溶液、饱和氯化钙溶液、饱和食盐水、无水硫酸镁

药品名称

分子量

熔点

（℃）

沸点

（℃）

折射率

n20D

溶解度

在水中

在有机溶剂中

95%乙醇

46.07

-117.3

78.4

1.3614

可溶

溶于甲醇、乙醚和氯仿

乙酸

60.05

16.7

118

1.3718

可溶

溶于乙醇和乙醚

乙酸乙酯

88.12

-83.6

77.1

1.3723

微溶

溶于乙醇、氯仿、乙醚和苯等

浓硫酸

98.07

10.49

338.0

易溶于水

其它药品

饱和碳酸钠溶液、饱和食盐水溶液、饱和氯化钙溶液、无水硫酸镁。

四、主要仪器和材料

三口烧瓶、冷凝管、温度计、蒸馏头、温度计套管、分液漏斗、酒精灯、接液管、锥形瓶等。

五、实验装置

（1）滴加、蒸馏装置；

（2）洗涤、分液装置；（3）蒸馏装置

六、操作步骤

在100ml三颈瓶中，加入4ml乙醇，摇动下慢慢加入5ml浓硫酸，使其混合均匀，并加入几粒沸石。

三颈瓶一侧口插入温度计，中间口插入滴液漏斗，漏斗末端应浸入液面以下（整个装置如上图）。

仪器装好后，在滴液漏斗内加入10ml乙醇和8ml冰醋酸，混合均匀，先向瓶内滴入约2ml的混合液，然后，将三颈瓶在石棉网上小火加热到110－120℃左右，这时蒸馏管口应有液体流出，再自滴液漏斗慢慢滴入其余的混合液，控制滴加速度和馏出速度大致相等，并维持反应温度在110－125℃之间，滴加完毕后，继续加热10分钟，直至温度升高到130℃不再有馏出液为止。

馏出液中含有乙酸乙酯及少量乙醇、乙醚、水和醋酸等，在摇动下，慢慢向粗产品中加入饱和的碳酸钠溶液（约6ml）至无二氧化碳气体放出，酯层用PH试纸检验呈中性。

移入分液漏斗中，充分振摇（注意及时放气！

）后静置，分去下层水相。

酯层用10ml饱和食盐水洗涤后，再每次用10ml饱和氯化钙溶液洗涤两次，弃去下层水相，酯层自漏斗上口倒入干燥的锥形瓶中，用无水碳酸钾干燥。

将干燥好的粗乙酸乙酯小心倾入60ml的梨形蒸馏瓶中（不要让干燥剂进入瓶中），加入沸石后在水浴上进行蒸馏，收集73－80℃的馏分。

产品5－8g。

七、实验结果

1、产品性状；2、馏分；3、实际产量；

4、理论产量；5、产率。

八、实验讨论

1、本实验中浓硫酸起到什么作用？

为什么要用过量的乙醇？

2、酯化反应有什么特点？

在实验中如何创造条件促使酯化反应尽量向生成物方向进行？

3、反应后的粗产物中含有哪些杂质？

是如何除去的？

各步洗涤的目的是什么？

实验二乙酰苯胺的制备

一、实验目的

1.掌握苯胺乙酰化反应的原理和实验操作。

2．掌握易氧化基团的保护方法。

3.进一步练习有机物提纯的方法——重结晶。

4.掌握分馏柱的作用机理和用途。

2、实验试剂及仪器

1．实验仪器

苯胺；冰醋酸；锌粉；活性

2．实验仪器

100mL圆底烧瓶；刺形分馏柱；温度计；抽滤装置等。

三、实验原理

反应物配比：

苯胺:

冰醋酸=1:

2.4（冰醋酸过量）

制备乙酰苯胺常用的方法可用芳胺与酰氯、酸酐或用冰醋酸等试剂作用进行酰化。

三种试剂的反应活性顺序为：

CH3COX>（CH3CO）2O>CH3COOH，采用酰氯或酸酐作为酰化剂，反应进行较快，但原料价格较贵，采用冰醋酸作为酰化剂，反应较慢，但价格便宜，操作方便，适用于规模较大的制备。

胺与冰醋酸的反应是可逆反应，为防止乙酰苯胺的水解，提高产率，采用了将其中一个生成物—水在反应过程中不断移出体系及反应物醋酸过量的方法破坏平衡，使平衡向右移动。

因此,要求实验装置既能进行反应又能同时进行蒸馏。

由于水与反应物冰醋酸的沸点相差不大，必须在反应瓶上装一个刺形分馏柱，使水和醋酸的混合气体在分馏柱内进行多次汽化和冷凝,使这两种气体得到分离，从而减少醋酸被蒸出，保证水的顺利蒸出。

为了反应的顺利进行，一定要严格控制分馏柱的温度在100～110℃之间。

因为温度过低，水除不掉，反应不能很好进行；温度过高，大量醋酸被蒸出。

乙酰苯胺在不同温度下，在水中的溶解度g（100ml水）-1

温度（℃）20255080100

溶解度g（100ml水）-10.460.560.843.455.5

苯胺、乙酰苯胺都有毒,操作时应避免与皮肤接触或吸入其蒸气。

四、实验装置图

反应装置

五、实验步骤

在100mL圆底烧瓶中，加入5mL（5.1g，0.055mol）苯胺、7.4mL（7.8g，0.13mol）冰醋酸及0.1g锌粉,装上分馏柱，其上端装一温度计，支管通过支管接引管与接受瓶相连。

低电压加热，使反应物保持微沸约30分钟，然后逐渐升高温度，当温度计读数达到100℃左右时，支管即有液体流出。

维持温度在100-110℃之间反应约1h，反应生成的水和少量醋酸可完全蒸出。

当温度计读数下降时，反应已经完成。

在不断搅拌下趁热将反应物倒入100mL水中，冷却后，抽滤析出的固体，滤饼压碎，用～10mL水洗涤，将粗产品放入150mL热水中加热沸腾，直至完全溶解。

稍冷后加入约0.5g活性炭，并煮沸1～2分钟，趁热过滤，冷却滤液，等结晶析出后，过滤，晾干后称重。

产量约5g。

纯乙酰苯胺是无色片状晶体，熔点113～114℃。

六、注意事项

1．在整个反应过程中,一定要不断调整火焰（逐渐加大）,保证分馏柱上的温度在100～110℃之间,否则反应不完全,产率过低。

2．操作要细心,控制好反应温度。

3．锌粉的作用是防止苯胺在反应过程中氧化，但不要加多。

七、思考题

1.在本实验中采取了哪些措施来提高乙酰苯胺的产率?

2.乙酰苯胺还有什么制备方法?

写出反应式。

3.实验装置中分馏柱的作用是什么?

4．反应时为什么要控制分馏柱上端的温度在100～110℃之间?

5.有机实验中,什么时候用蒸出装置?

本实验用的是什么形式的蒸出装置?

6．在重结晶操作中，必须注意哪几点才能使产物产率高，质量好？

实验三2－甲基－2－丁醇的制备

一、实验目的

1．通过2－甲基－2－丁醇的制备学习并掌握使用格利雅试剂和醛酮反应制备醇。

2.熟悉并基本掌握憎水和低沸点试剂的实验。

3.学会格利雅试剂的制备，格利雅试剂与醛酮的反应，如何进行憎水性实验。

4.验证醇的某些性质。

5.学会使用阿贝折射仪。

二、实验试剂及仪器

实验药品：

1．无水乙醚

2．金属镁

3．无水丙酮

4．溴乙烷

5．乙醚

6．碘

7．10％硫酸溶液

8．10％碳酸钠水溶液

9．无水碳酸

实验仪器：

250mL圆底三口烧瓶；100mL圆底单口烧瓶；衡压滴液漏斗；球形冷凝管；干燥管；分液漏斗；锥形瓶；蒸馏头；温度计（150℃）；直形冷凝管；接受弯头；调压式加热套等。

三、实验原理

反应：

醇的制备方法很多，在实验室中，常用格利雅反应来合成结构复杂的醇。

Grignard试剂最重要的应用之一是与醛、酮反应生成醇。

Grignard试剂是很活泼的，它能与许多有活泼氢的化合物反应，并能与氧气反应，所以整个反应要在无水条件下进行，每步反应都放热，因此要控制好滴加药品的速度，使反应不要过分剧烈，同时保持一定的乙醚蒸气，以减少反应物与空气的接触。

四、实验装置图

实验装置图：

反应装置蒸馏装置

五、实验步骤

在装有衡压滴液漏斗和球形冷凝管（上端装干燥管）的250mL三口烧瓶（另一个口用塞子塞上）中加入10mL无水乙醚、1.8g（0.073mol）镁、少许碘。

滴液漏斗中加入10mL无水乙醚和10mL（14.4g,0.13mol）溴乙烷，轻轻摇动衡压滴液漏斗，使其混合均匀。

冷凝管通冷凝水自滴液漏斗中先放出～三分之一溴乙烷乙醚溶液，立即用手加热烧瓶使反应开始，反应变缓后再滴加溴乙烷乙醚溶液，保持反应比较激烈的进行。

当反应变慢后轻轻摇动反应装置，使反应加速，再变慢时加入溴乙烷乙醚溶液，控制加入速度，即要反应比较激烈进行，又不要使反应过于激烈而造成反应过快，乙醚来不及冷凝而逸出。

全部加完后开始小心加热回流直至金属镁基本消失为止。

取下加热套，用冰水冷却烧瓶至室温。

关闭衡压滴液漏斗，向其中加入5mL（3.95g,0.068mol）丙酮和5mL无水乙醚，轻轻摇动反应装置，使丙酮与无水乙醚混合均匀。

然后在冰水冷却下自衡压滴液漏斗中小心滴加丙酮乙醚溶液，边加边边摇动反应装置使烧瓶充分冷却。

全部加完之后，取下冰水浴，让反应液在室温下放置15min。

然后再把烧瓶置于冰水浴上，自滴液漏斗中加入50mL10%硫酸，加入时要小心，边加边摇动，使烧瓶充分冷却。

全部加完之后，用分液漏斗分出水相（保留）。

有机相转移至原三口烧瓶。

水相用10mL乙醚萃取两次，将萃取液转移至原反应烧瓶，与分液漏斗分出的有机相合并。

有机相用10mL10％碳酸钠水溶液洗一次。

然后有机相用无水碳酸钾干燥之（水在乙醚中有比较大的溶解度，用干燥剂比较多）。

在100mL烧瓶中进行蒸馏，乙醚回收，接收100～102℃馏分。

六、注意事项

1．此实验是憎水实验，所用仪器，包括反应仪器和量筒都必须彻底干燥。

2．反应所用无水乙醚、溴乙烷，丙酮必须无水。

3．所用金属镁必须是新开封的，不能用手抓金属镁。

4．在加试剂前先实验检查回流冷凝管是否漏水，不漏水后才能使用。

5．反应开始之前就加入碘，加入三分之一溴乙烷乙醚溶液之后，立即用手加热直到反应发生，如果连续用手加热10min还没有开始反应，此时已经失败，立即重做。

6．仪器必须密封好，不能漏气。

使用干燥管，避免大气中水分进入反应系统。

7．制格利亚试剂时要使反应进行得比较激烈，避免空气进入反应体系。

8．加丙酮和加10％硫酸时必须速度要慢，注意充分冷却。

9．实验环境注意通风避免吸入乙醚气体。

七、思考题

1.本实验所用仪器、试剂为什么必须干燥?

为此你采取了哪些措施？

2.指出本实验中最必要注意的问题。

3.如反应未开始前，加入大量溴乙烷有何不好?

4．有机化学实验中用到的干燥剂主要有哪几种？

试述它们的作用情况及应用范围。

为什么此实验中得到的粗产品不用氯化钙干燥？

试验四环己酮的制备

一、实验目的

1.学习次氯酸氧化法制环己酮的原理及方法

2.进一步了解醇和酮之间的联系与区别。

3.熟练掌握蒸馏装置的安装和使用，初步掌握回流操作。

二、实验原理

用次氯酸钠作氧化剂，将环己醇氧化成环己酮。

三、实验仪器和药品

实验药品：

环己醇、冰醋酸、次氯酸钠、碘化钾、碘化钾淀粉试纸、饱和亚硫酸氢钠溶液、氯化铝、沸石、无水碳酸钠、无水硫酸镁、食盐

实验仪器：

滴液漏斗、温度计、烧瓶、三口连接管、水浴锅、量筒、电炉、石棉网、冷凝管、尾接管、锥形瓶、分液漏斗、磁力加热搅拌器

四、实验步骤

烧瓶中依次加入5.2ml环己醇和12.5ml冰醋酸，开动磁力加热搅拌器。

在冰水浴冷却下，将20ml次氯酸钠溶液经滴液漏斗逐滴加入，使瓶内温度保持30-35度，加完后搅拌15min。

用碘化钾试纸检验反应混合物是否为蓝色，否则应再次补加5ml次氯酸钠。

在室温下继续搅拌30min，然后加入饱和亚硫酸氢钠溶液至反应液对碘化钾试纸不再显色为止。

在反应混合物中加入25ml水，3g三氯化铝和几粒沸石，加热蒸馏，至流出液无油滴为止。

在搅拌情况下向馏出液加入无水碳酸钠至中性，然后再加入精制食盐使之饱和，将此液体倒入分液漏斗，分出有机层，再用无水硫酸镁干燥，蒸馏并收集150-155度的馏分。

五、注意事项

1.转移次氯酸钠溶液应该在通风橱内进行。

2.加入水蒸馏，实际是简化了的水蒸气蒸馏，环己酮与水形成恒沸混合物，沸点95℃，含环己酮38.4%。

3.加入氯化钠形成饱和溶液是为了降低环己酮在水中的溶解度，并有利于分层。

但蒸出的水不宜加过多，既形成的饱和溶液不能过多，否则还是会降低环己酮的产率。

六、思考题

1.环己酮还能通过什么方法制备？

2.具体说明加饱和氯化钠的作用原理？

试验五从果皮中提取果胶

一、实验目的

1、学习从从果皮中提取果胶的基本原理和方法,了解果胶的一般性质。

2、掌握提取有机物的原理和方法。

3、进一步熟悉萃取、蒸馏、升华等基本操作。

二、实验原理

果胶是一种高分子聚合物，存在于植物组织内，一般以原果胶、果胶酯酸和果胶酸3种形式存在于各种植物的果实、果皮以及根、茎、叶的组织之中。

果胶为白色、浅黄色到黄色的粉末，有非常好的特殊水果香味，无异味，无固定熔点和溶解度，不溶于乙醇、甲醇等有机溶剂中。

粉末果胶溶于20倍水中形成粘稠状透明胶体，胶体的等电点pH值为3.5。

果胶的主要成分为多聚D—半乳糖醛酸，各醛酸单位间经a—1，4糖甙键联结，具体结构式如图1。

图1果胶的结构式

在植物体中，果胶一般以不溶于水的原果胶形式存在。

在果实成熟过程中，原果胶在果胶酶的作用下逐渐分解为可溶性果胶，最后分解成不溶于水的果胶酸。

在生产果胶时，原料经酸、碱或果胶酶处理，在一定条件下分解，形成可溶性果胶，然后在果胶液中加入乙醇或多价金属盐类，使果胶沉淀析出，经漂洗、干燥、精制而形成产品。

三、实验仪器和药品

仪器：

恒温水浴锅、真空干燥箱、布氏漏斗、抽滤瓶、玻棒、纱布、表面皿、精密pH试纸、烧杯、电子天平、小刀、小剪刀、真空泵、。

药品：

干柑桔皮、稀盐酸、95％乙醇（分析纯）等。

4、实验内容

柑桔皮的预处理

称取干柑桔皮20g，将其浸泡在温水中（60～70℃）约30min，使其充分吸水软化，并除掉可溶性糖、有机酸、苦味和色素等；把柑桔皮沥干浸入沸水5min进行灭酶，防止果胶分解；然后用小剪刀将柑皮剪成2～3mm的颗粒；再将剪碎后的柑桔皮置于流水中漂洗，进一步除去色素、苦味和糖分等，漂洗至沥液近无色为止，最后甩干。

酸提取

根据果胶在稀酸下加热可以变成水溶性果胶的原理，把已处理好的柑桔皮放入水中，控制温度，用稀盐酸调整pH值进行提取，过滤得果胶提取液。

脱色

将提取液装入250ml的烧杯中，加入脱色剂活性炭；适当加热并搅拌20min，然后过滤除掉脱色剂。

真空浓缩

将滤液于沸水浴中浓缩至原液的10％为止，以减少乙醇用量。

乙醇沉淀

将浓缩液用适量（约为浓缩后滤液体积的1.5倍）的95％乙醇沉淀约30min，减压过滤后用稀乙醇洗涤，然后用水洗涤得果胶。

真空干燥

将所得的果胶置于表面皿内，放在真空干燥箱里，调温至50℃左右，真空干燥约12h，取出并称量所得产品。

五、注意事项

1、步骤1中在温水浸泡柑桔皮，其水温不宜过高。

2、步骤2中，要控制好pH值，pH值不能太低，否则会影响产率。

六、数据处理

产品质量：

理论产量：

产率：

七、思考题

1、除了本实验探索的因素外，还有哪些因素也可能影响果胶的提取？

2、脱色时除了使用活性炭，还可以使用哪些吸附剂？

3、沉淀果胶时，除使用乙醇外，还可以用其它试剂吗？

试验六1－溴丁烷的制备

一、实验目的

1.学习由醇制备溴代烃的原理及方法。

2.练习回流及有害气体吸收装置的安装与操作。

3.进一步练习液体产品的纯化方法、洗涤、干燥、蒸馏等操作。

二、实验原理

卤代烃是一类重要的有机合成中间体。

由醇和氢卤酸反应制备卤代烷，是卤代制备中的一个重要方法，正溴丁烷是通过正丁醇与氢溴酸制备而成的，HBr是一种极易挥发的无机酸，无论是液体还是气体刺激性都很强。

因此，在本实验中采用NaBr与硫酸作用产生HBr的方法，并在反应装置中加入气体吸收装置，将外逸的HBr气体吸收，以免造成对环境的污染。

在反应中，过量的硫酸还可以起到移动平衡的作用，通过产生更高浓度的HBr促使反应加速，还可以将反应中生成的水质子化，阻止卤代烷通过水的亲核进攻返回到醇。

醇类、醚类可与浓硫酸作用生佯盐溶于浓硫酸中，故用浓硫酸洗涤的目的是除录像机，又佯盐遇水分解，必须用干燥漏斗进行此步洗涤

（1）：

三、实验药品及仪器

药品：

正丁醇、溴化钠（无水）、浓硫酸、10％碳酸钠溶液、无水氯化钙、沸石

仪器：

冷凝管、烧瓶、加热套、抽滤瓶、锥形瓶、尾接管、量筒、分液漏斗

四、实验装置图

回流装置蒸馏装置图

五、实验步骤

在50ml圆底烧瓶内加8.3g研细的溴化钠，6.2ml正丁醇和1-2粒沸石，装上回流冷凝管。

在锥形瓶中加10ml水，将瓶放入冷水浴中冷却边摇边加入10ml浓硫酸，将稀释后的硫酸分4次从冷凝管上口加至圆底烧瓶中，加入后充分搅拌，使反应物混合均匀。

在冷凝管上口用导气管连一气体吸收装置，用小火加热反应混合物至沸腾并保持回流30min，反应完成后，冷却5min。

卸下回流冷凝管，待冷却后，补加1-2粒沸石，装上蒸馏头和冷凝管进行蒸馏，仔细观察流出液至无油滴蒸出为止。

将馏出液倒入分液漏斗中，下层油层放入一干燥的锥形瓶中，加入10ml浓硫酸（分三次加入），每次加入都要摇匀混合物，若锥形瓶发热可用冷水浴冷却，将混合物慢慢加入分液漏斗中，静置分层，放出下层浓硫酸，油层一次用10ml蒸馏水、5ml10％碳酸钠、10ml蒸馏水洗涤。

将下层的粗1－溴丁烷放入锥形瓶中，加入1-2g块状无水氯化钙，间歇振荡锥形瓶，直到液体澄清为止，量出最终获得的1-溴丁烷的体积。

六、实验注意事项：

①注意浓H2SO4的稀释，混合均匀；

②溴化钠先研碎再称量；

③小火加热回流、否则易炭化；

④注意粗产物的洗涤分离，产物属于哪一层？

以及每步洗涤的作用是什么？

⑤蒸出粗产物后，应趁热倒出残馏液，否则结块很难倒出。

（倒出时有大量HBr气体放出，应在通风橱内进行磁搅子回收。

七、思考题

 1.本试验有哪些副反应？

如何减少副反应？

2.试说明各洗涤步骤的作用？

（含有那些杂质，如何除去？

）

实验七硝基苯的制备

一、实验目的

1、学习苯环上亲电取代反应的原理

2、学习掌握冷凝回流及水浴加热

二、实验原理

三、实验仪器和药品

电炉、水浴锅、圆底烧瓶、冷凝管、温度计、铁架台、锥形瓶、分液漏斗、量筒、苯、硝酸、浓硫酸、饱和食盐水、无水氯化钙、pH试纸、沸石

四、实验装置图

五、实验步骤

1、在锥形瓶中加入3.6ml的浓硝酸，另取5ml浓硫酸，分多次加入锥形瓶中，边加边摇匀。

2、将4.5ml苯和上述所配制的混酸一并加入烧瓶中，充分震荡，混合均匀并开始加热，控制水浴温度在60摄氏度左右，保持回流30min。

3、将产物倒入分液漏斗中分液，然后放入锥形瓶中，用等体积水洗涤至不显酸性，最后用水洗至中性，将有机层放入干燥锥形瓶中，用无水氯化钙干燥后量取产物体积。

注意：

第一次用等体积水洗涤时，有机层在上层，第二次用水洗涤时有机层在下层。

六、注意事项

1.配制硝酸和硫酸的混酸溶液时，在硝酸中分次的加入硫酸，边加边震荡，使其混合均匀。

2.硝基化合物对人体有较大的毒性，吸入多量蒸汽或被皮肤接触吸收，均会引起中毒！

所以处理硝基苯或其它硝基化合物时，必须谨慎小心，如不慎触及皮肤，应立即用少量乙醇擦洗，再用肥皂及温水洗涤。

3.硝化反应系一放热反应，温度若超过60℃时，有较多的二硝基苯生成，若温度超过80℃，则生成副产物苯磺酸，且也有部分硝酸和苯挥发逸去。

4.洗涤硝基苯时，特别是用碳酸钠溶液洗涤时，不可过分用力摇荡，否则使产品乳化而难以分层。

若遇此情况，加数滴酒精，静置片刻，即可分层。

七、思考题

1、浓硫酸在试验中的作用是什么？

2、反应过程中如温度过高有何影响？