综合化学试验II讲义

1、综合化学实验II实验讲义实验二苯乙烯-马来酸酊共聚物的合成一、实验目的1学习自由基聚合的原理和沉淀聚合方法；2掌握苯乙烯-马来酸酎共聚物的合成方法。二、实验原理马来酸酎是强的吸电子单体而苯乙烯是强的给电子单体，因此二者等量混合，在引发剂引发 下易发生共聚而形成交替共聚物。本实验采用过氧化苯甲酰（ BPO作为引发剂，引发苯乙烯与马 来酸酎发生自由基聚合，形成苯乙烯-马来酸酎共聚物，并通过碱性水解制备水解的苯乙烯-马来酸酎共聚物。OBPOn I O +nCH2=CH * CHCH CHlCH不八 人OIO O O I由于苯乙烯与马来酸酎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

2、从甲苯中沉淀出来而称为沉淀聚合。三、实验方法1共聚物的合成250 ml的四口烧瓶中加入 150 ml经蒸储的甲苯，10.4g苯乙烯、9.8g马来酸酎和0.1gBPO, 升温至50c左右，搅拌15分钟使马来酸酎完全溶解。然后，升温到 80c左右反应1小时。反应 物降至室温，将产物滤出，在 60c下真空干燥。2共聚物皂化在100 ml圆底烧瓶中加入 2 g干燥的共聚物和 50 ml 2mol/L的氢氧化钠溶液，加热至沸腾， 待聚合物溶解后继续回流 1h。降温至50C,将溶液倾入200 ml 3mol/L的盐酸中，使聚合物沉淀， 过滤、洗涤、干燥，获得水解的苯乙烯-马来酸酎共聚物。四、注意事项.实验

3、中使用的苯乙烯、马来酸酎、BPO实验前应该精制.聚合过程中要控制反应温度不可以太高，以免反应太快！五、思考题 TOC o 1-5 h z .影响共聚反应的竟聚率的因素主要有哪些？.聚合反应的溶剂选择要考虑哪些因素？.苯乙烯-马来酸酎共聚物有哪些应用？.聚合反应的溶剂选择要考虑哪些因素 ？为什么苯乙烯反应前经碱洗，减压蒸储？.未蒸储过的苯乙烯试剂用于聚合反应时,为什么要适量加大 BPO的量？为什么苯乙烯-马来酸酎共聚物产物中苯乙烯自聚副产物量较少？.苯乙烯-马来酸酎共聚物的聚合反应中，反应温度过高将发生什么现象？实验三a-苯乙胺的合成一、实验目的.学习Leuckart反应合成外消旋体笫苯乙胺的原

4、理和方法。.通过外消旋”-苯乙胺的制备，巩固萃取、分储等基本操作。、实验原理通过Leuckart反应，用苯乙酮和甲酸钱反应可制得外消旋a-苯乙胺。反应式如下：NH3 + CO2 + 2H2O三、实验步骤在100mL蒸储瓶中加入11.7mL（12g, 0.1mol）苯乙酮，20g（0.32mol）甲酸俊和几粒沸石， 装配成蒸储装置（温度计要插入液面以下），小火缓缓加热，反应物慢慢熔化，当温度升至150c时，液体成两相，继续加热反应物变成一相，反应开始，当加热到185 c时便可以停止加热（通常约需 1小时，勿超过185C）。在此过程中有水、苯乙酮被蒸出，同时不断产生二氧化碳及氨气。冷凝管 中可能生

5、成一些固体碳酸俊。将流出液用滴管直接分出下层苯乙酮并加回反应瓶中，然后再在180185c加热2 h,反应物冷却后转入分液漏斗中，加入 10mL水洗涤，以除去甲酸俊和甲酰胺。将分出的N-甲酰-笫苯乙胺初品转入原反应并S中，水层每次用 5mL苯萃取2次，萃取液合并入反应瓶中，加10mL浓盐酸和几粒沸石，加热直至所有的苯被蒸出，再回流0.5h.充分冷却（有时析出一些晶体）后，每次用 10mL苯萃取苯乙酮2次。将酸性水溶液转入圆底烧瓶中，小心加入20mL50%氢氧化钠溶液进行水蒸气蒸储，收集储出液80100mL,微出液分成两层。冷却后用分液漏斗分液（取上层） ，水层每次用10 mL苯萃取2180190

6、 c微分，产量约 1-2 g(产次。合并有机层，再进行蒸储，蒸出苯后改用空气冷凝管，收集 率约41%)。操作注意事项水蒸气蒸储时，玻璃磨口处涂上凡士林，以防粘住。四、实验结果品名性状收率五、思考题1,各步骤中，用苯萃取白分别是什么物质？.为什么在碱性条件下进行水蒸气蒸储？储出液含有什么成分？. “-苯乙胺的合成中加热温度为什么不能超过185oC,冷凝管中可能生成的固体是什么？加入盐酸回流冷时可能会析出什么晶体？.外消旋的a-苯乙胺可以如何拆分？实验四 黄酮中间体邻羟基苯乙酮的制备、实验目的.学习邻羟基苯乙酮的制备方法。2,巩固萃取、无水操作、减压蒸储等基本操作。、实验原理黄酮具有显著的生理活性

7、，具体抗菌和抗炎作用，在植物体内具有抗病作用。邻羟基苯乙酮 则是黄酮合成过程中的重要中间体。反应式：三、实验步骤1,乙酸苯酚酯的合成在100 mL圆底烧瓶中，加入 3 g氢氧化钠、5 mL水和4.7 g(0 . 05 mol)苯酚，搅拌使溶解。加25 g碎冰，搅拌下滴入 7 mL(0 . 053 mol)醋酸酊/ 5 ml甲苯溶液，随即有油状物悬浮于溶液中。将此乳浊液转入分液漏斗中，依次用5 mL、5 mL、5 mL甲苯提取。合并甲苯萃取液，用10 mL 3%的氢氧化钠溶液洗涤 2次，再用10 mL水洗涤2次，用无水硫酸镁干燥。滤出干燥剂，得乙酸苯 酚酯的甲苯溶液。纯乙酸苯酚酯bp为195.7

8、 d2： 1,07800.邻羟基苯乙酮的合成1称取5.1 g(0.038 mol)无水三氯化铝，加入 50 mL反应瓶中采用搅拌滴加回流装置，在不断 搅拌下滴加制备的乙酸苯酚酯的甲苯溶液，这时有较强烈的放热现象，同时反应物变为橙红色。滴加结束后去除搅拌装置，大火回流将反应温度维持在130160 C下保持0.5-1h。将反应混合物冷却至室温，加入 20 mL 5 %的盐酸，使固体逐渐溶解，呈棕色油状物。分 3次用5 mL甲苯 提取，合并提取液，无水硫酸镁干燥。蒸除溶剂后水蒸汽蒸储，收集微分后分液并用无水硫酸镁 干燥，滤出干燥剂。产物为淡黄色粘稠状液体，产量约 2.0 go纯邻羟基苯乙酮bp为21

9、8 C , d2： 1,1307。 【注释】1所用装置要提前烘干。四、思考题1,乙酸苯酚酯的合成中为何加入碎冰？为什么可以这么做？2,邻羟基苯乙酮的合成中加盐酸时出现的固体是什么？3,在合成乙酸苯酚酯时为何能够使用将乙酸酎滴加到苯酚钠水溶液中的方法？反过来操作可以吗？实际操作时要注意哪些细节 ？4.在合成邻羟基苯乙酮时如果乙酸苯酚酯的量较少，如何进行操作？在合成邻羟基苯乙酮时主要的副产物是什么？如何除去？为什么可以这样操作？实验五苯甲酰月井的合成一、实验目的.学习由酯的肿解制备酰肿的方法。2,学习共沸分水的方法，巩固萃取、蒸储等基本操作。、实验原理取代苯甲酰肿类化合物的衍生物具有一些明显的生物

10、活性，是重要的有机中间体， 本文以苯甲酰肿为例学习由酯的肿解制备酰肿的方法反应式：hCOOH 浓04.%。“2出一NH2 ”。_ CONHNH 2C2H50HI 三、实验步骤1.苯甲酸乙酯的合成4 g苯甲酸、15 mL 95%乙醇、5 mL苯于烧瓶中，边摇荡边逐滴加入1 mL浓硫酸，加入两粒沸石，装上分水器（预先加入v - 3 mL水，为什么？）和球形冷凝管，加热回流至生成的水（哪一层？）不再增加后（怎么来判断 ？），将分水器的液体放空，继续回流使得苯全部进入分水器中，停 止加热，冷却。将瓶中反应物倒入30 mL冷水的烧杯中，边搅拌边分批加入碳酸钠粉末至中性。随后静置分液（哪一层是酯层 ？），

11、余液用乙醛萃取、合并乙醛层，用热水浴蒸储回收乙醛，酯层 备用。2.苯甲酰肿的合成合并制得的苯甲酸乙酯于烧瓶中，力口 8mL 85%水合肿、10 mL 95%乙醇和沸石回流约 50min,将反应完成后的液体中的乙醇蒸出后，转移到烧杯中在冰水中冷却，有果冻样物析出，充分静置 后将固体滤出，干燥。四、思考题.在合成苯甲酸乙酯时，为何要在分水器预先加入一些水？加入的水的量是如何确定的 ？.在合成苯甲酸乙酯时，用碳酸钠粉未除去是什么？如何判定碳酸钠已加足量 ？.如何提高苯甲酸乙酯制备的产率 ？在合成苯甲酸乙酯时， 分水器的液体是如何分层的？如 何判定反应达平衡？实验六对氨基苯磺酰胺的制备一、实验目的.学

12、习对氨基苯磺酰胺的制备方法，掌握苯环上的磺化反应、酰氯的氨解和乙酰氨基衍生 物水解反应；.巩固回流、脱色、重结晶及抽滤等基本操作。二、实验原理对氨基苯磺酰胺是一种最简单的磺胺药，俗称SN。它是以乙酰苯胺为原料，然后再氯磺化和氨解，最后在酸性介质中水解除去乙酰基而制得。乙酰苯胺的氯磺化需要用过量的氯磺酸1,1 mol的乙酰苯胺至少要用 2 mol的氯磺酸，否则会有磺酸生成。过量氯磺酸的作用是将磺酸转 变为磺酰氯。反应式：NHCOCH 3NHCOCH+ 2HOSO2Cl3+ H2SO4 + HClSO2clSO2C1NHCOCH 3+ HC12NH2NHCOCH 3H2OH+ CH3COOHSO2

13、NH2so2nh2三、实验步骤.对乙酰氨基苯碘酰氯在干燥的100 mL三口烧瓶中，加入 5 g (0.037 mol)干燥的乙酰苯胺，用小火加热熔化，瓶壁上若有少量水气凝结，应用干净的滤纸吸去。 边冷却边转动烧瓶使熔化物在瓶壁上凝结成薄层，将烧瓶置于冰水浴中充分冷却后，接上氯化氢吸收装置，迅速加入13 mL (0.192 mol)氯磺酸。反应迅速发生，若反应过于激烈，可用冰水浴冷却。但如果不反应，可将烧瓶温热。待反 应缓和后，轻轻摇动烧瓶使固体全溶，然后再在温水浴中加热10 15 min使反应完全，直至无氯化氢气体产生3。将反应瓶在冷水中充分冷却后，于通风橱中在强烈搅拌下，将反应液以细流 慢慢

14、倒入盛75 g碎冰的烧杯中4,用少量冷水洗涤反应瓶，洗涤液倒入烧杯中。搅拌数分钟，并 尽量将大块固体粉碎5,使之成为颗粒小而均匀的白色固体。抽滤收集，用少量冷水洗涤，压干，立即进行下一步反应。.对乙酰氨基苯磺酰胺将上述粗产物移入四口圆底烧杯中，装配好吸收装置，在不断搅拌中慢慢加入18mL(0.457mol)浓氨水，立即发生放热反应并产生白色糊状物。加完后，继续搅拌15 min ,使反应完全。然后加入 10mL水，用小火加热 1015min,并不断搅拌，以除去多余的氨，得到的混合 物可直接用于下一步合成6。.对氨基苯磺酰胺(磺胺)将上述反应物放入圆底烧瓶中，加入 3.5 mL (0.112 mo

15、l)浓盐酸和几粒沸石，小火加热回 流0.5h。冷却后，应得几乎澄清的溶液。若有固体析出7,检测溶液的酸碱性，不呈酸性时酌情外加盐酸，继续加热，使反应完全。如溶液呈黄色，并有极少量固体存在时，需加入少量活性 炭煮沸10 min,趁热过滤。将滤液转入大烧杯中，在搅拌下小心加入粉状碳酸钠8至恰呈碱性(约g)。在冰水浴中冷却，抽滤收集固体，用少量冰水洗涤，压干。粗产物用水重结晶(每克产 物约须12 mL水)。产量约 3-4 g。纯对氨基苯磺酰胺为白色针状结晶，熔点163164 C。本实验约需 4-6 ho【注释】1氯磺酸有强烈的腐蚀性，遇空气会冒出大量氯化氢气体，遇水会发生猛烈的放热反应，甚至爆炸，故

16、取用 时必须特别注意不能碰到皮肤和水。反应中所用仪器及药品皆需十分干燥。含氯磺酸的废液也不能倒入水槽。2氯磺酸与乙酰苯胺的反应非常剧烈，将乙酰苯胺凝结成块状，可使反应缓和进行，当反应过于激烈时，应 适当冷却。3在氯磺化过程中，将有大量氯化氢气体放出。为避免污染室内空气，装置应严密，导气管的末端要与接受 器内的水面接近，但不能插入水中，否则可能倒吸而引严重事故！4加入速度必须缓慢，必须充分搅拌，以免局部过热而使对乙酰氨基苯磺酰胺水解。这是实验成功的关键。5尽量洗去固体所夹杂和吸附的盐酸，否则产物在酸性介质中放置过久，会很快水解，因此在洗涤后，应尽 量压干，且在12h内将它转变为磺胺类化合物。6为

17、了节省时间，这一步的粗产物可不必分出。若要得到产品，可在冰水浴中冷却，抽滤，用冰水洗涤，干 燥即可。粗品用水重结晶，纯品熔点为219220 C o7对乙酰氨基苯磺酰胺在稀酸中水解成磺胺，后者又与过量的盐酸形成水溶性的盐酸盐，所以水解完成后， 反应液冷却时应无晶体析出。由于水解前溶液中氨的含量不同，加3.5 ml盐酸有时不够，因此，在回流至固体全部消失前，应测一下溶液的酸碱性，若酸性不够，应补加盐酸回流一段时间。8用碳酸钠中和滤液中的盐酸时，有二氧化碳产生，故应控制加热速度并不断搅拌使其逸出。磺胺是一两性 化合物，在过量的碱溶液中也易变成盐类而溶解。故中和操作必须仔细进行，以免降低产量。四、思考

18、题.为什么在氯磺化反应完成以后处理反应混合物时，必须移到通风橱中，且在充分搅拌下缓 缓倒入碎冰中坐在未倒完前冰就化完了，是否应补加冰块？为什么？.为什么苯胺要乙酰化后再氯磺化？直接氯磺化行吗？.为什么对氨基苯磺酰胺可溶于过量的碱液中？.在合成对乙酰氨基苯碘酰氯时，试从结构-性质的角度解释下面的操作：1.将乙酰苯胺熔成团后再加入氯磺酸反应。在合成对乙酰氨基苯磺酰胺时，为什么可以让乙酰氨基苯磺酰氯与浓氨水反应，而不需要用纯氨（氨气或是液氨）？ 2.将反应液倒入盛有碎冰的烧杯的中使乙酰氨基苯 磺酰氯析出。实验七从淡奶粉中分离、鉴定酪蛋白和乳糖一、实验目的.掌握分离蛋白质和糖的原理和操作方法；.掌握蛋

19、白质的定性鉴定方法；. 了解乳糖的一些性质。二、实验原理牛奶的主要成分是水、蛋白质、脂肪、糖和矿物质，其中，蛋白质主要是酪蛋白，而糖主要 是乳糖。蛋白质在等电点时溶解度最小，当把牛奶的pH值调到4.8时（酪蛋白的等电点，酪蛋白便沉淀出来。酪蛋白不溶于乙醇和乙醛，可用乙醇和乙醛来洗去其中的脂肪。乳糖不溶于乙醇在滤去酪蛋白的清液中加入乙醇时，乳糖会结晶出来。三、实验步骤.酪蛋白与乳糖的提取4g奶粉与80 mL 40c温水调配均匀，以10%乙酸调节pH = 4.7（用精密pH试纸测试），静置冷却，抽滤。滤饼用6mL水洗涤，滤液合并到前一滤液中。滤饼依次用6mL95%乙醇，6mL乙醛洗涤，滤液弃去。滤

20、饼即为酪蛋白，晾干称重。在水溶液中加入 2.5g碳酸钙粉，搅拌均匀后加热至沸，过滤除去沉淀，在滤液中加入12粒沸石，加热浓缩至 8ml左右，加入10ml 95%乙醇（注意离开火焰）和少量活性炭，搅拌均匀后 在水浴上加热至沸腾，趁热过滤，滤液必须澄清，加塞放置过夜，乳糖结晶析出，抽滤，用95%乙醇洗涤产品，晾干称重。.酪蛋白的性质缩二月尿反应 取10ml酪蛋白溶液，加入 10% NaOH溶液2ml后，滴入1%CuSO4溶液1ml。 振荡试管，观察现象（溶液呈蓝紫色）。蛋黄颜色反应取10ml酪蛋白溶液，加入浓硝酸 2ml后加热，观察现象（有黄色沉淀生成）。再加入10%NaOH溶?夜2ml,有何变化

21、?（沉淀为橘黄色）.乳糖的性质Fehling反应 Fehling试剂A和B各3mL,混匀，加热至沸后加入 0.5mL5%乳糖溶液，观察现 象。Tollen反应 在2mLTollen试剂中加入0.5mL5%乳糖溶液，在 80c中加热，观察现象（有银镜 生成）。四、实验结果品名性状收率五、问题与讨论.从淡奶粉中分离酪蛋白和乳糖的原理分别是什么？.分离出的酪蛋白滤饼用乙醇和乙醍进行洗的目的是什么？.在滤液中加入碳酸钙粉末有什么作用 ？实验八从黄连中提取黄连素一、实验目的.学习从中草药提取生物碱的原理和方法。.学习减压蒸储的操作技术。.进一步掌握索氏提取器的使用方法，巩固减压过滤操作。、实验原理黄连素

22、（也称小莱碱），属于生物碱，是中草药黄连的主要有效成分。其中含量可达4%10%。除了黄连中含有黄连素以外，黄柏、白屈菜、伏牛花、三颗针等中草药中也含有黄连素，其中以黄 连和黄柏中含量最高。黄连素有抗菌、消炎、止泻的功效。对急性菌痢、急性肠炎、百日咳、猩红热等各种急性化脓 性感染和各种急性外眼炎症都有效。黄连素是黄色针状体，微溶于水和乙醇，较易溶于热水和热乙醇中，几乎不溶于乙醍。黄连素 的盐酸盐、氢碘酸盐、硫酸盐、硝酸盐均难溶于冷水，易溶于热水，故可用水对其进行重结晶，从 而达到纯化目的。黄连素在自然界多以季俊碱的形式存在，结构如下：、产 OCH3OCH3从黄连中提取黄连素， 往往采用适当的溶剂

23、 （如乙醇、水、硫酸等）。在脂肪提取器中连续抽提, 然后浓缩，再加以酸进行酸化，得到相应的盐。粗产品可以采取重结晶等方法进一步提纯。黄连素被硝酸等氧化剂氧化，转变为樱红色的氧化黄连素。黄连素在强碱中部分转化为醛式黄 连素，在此条件下，再加几滴丙酮，即可发生缩合反应，生成丙酮与醛式黄连素缩合产物的黄色沉 淀。三、实验步骤50 ml 95% 乙.称取5克中药黄连，切研碎磨烂，装入索氏提取器的滤纸套筒内，烧瓶内加入 醇，加热萃取23小时，至回流液体颜色很淡为止。.在水泵减压下蒸储，回收大部分乙醇，至瓶内残留液体呈棕红色糖浆状，停止蒸储。.浓缩液里加入1%的醋酸15 ml,加热溶解后趁热抽滤去掉固体杂

24、质，在滤液中滴加浓盐酸, 至溶液混浊为止（约需 10ml）。.用冰水冷却上述溶液，降至室温下以后即有黄色针状的黄连素盐酸盐析出，抽滤，所得结晶 用冰水洗涤两次，可得黄连素盐酸盐的粗产品。.精制：将粗产品（未干燥）放入 100ml烧杯中，加入15 ml水，加热至沸，搅拌沸腾几分钟, 趁热抽滤、滤液用盐酸调节PH值为23,室温下放置几小时，有较多橙黄色结晶析出后抽滤，滤渣用少量冷水洗涤两次，烘干即得成品。产品检验：10.取盐酸黄连素少许，加浓硫酸2ml,溶解后加几滴浓硝酸，即呈樱红色溶液。.取盐酸黄连素约 50mg,加蒸储水5ml ,缓缓加热，溶解后加20%氢氧化钠溶液2滴，显橙色, 冷却后过滤，滤液加丙酮 4滴，即发生浑浊。放置后生成黄色的丙酮黄连素沉淀。注：1得到纯净的黄连素晶体比较困难。将黄连素盐酸盐加热水至刚好溶解煮沸，用石灰乳调节PH=8.59.8,冷却后滤去杂质，滤液继续冷却至室温以下，即有针状体的黄连素析出，抽滤，将结晶在5060 0c下干燥，熔点145 C。2脂肪提取器，也可利用简单回流装置进行23次加热回流，每次约半小时，回流液体合并使用即可四、实验结果品名性状收率五、思考题.黄连素为何种生物碱类化合物？.黄连素的紫外光谱