有机化学实验讲义

有机化学实验讲义深圳大学材料学院（2012）脚踏实地，自强不息有机化学实验基本知识实验须知有机化学实验教学的目的是训练学生进行有机化学实验的基本技能和基础知识，验证有机化学中所学的理论，培养学生正确选择有机化合物的合成、分离与鉴定的方法以及分析和解决实验中所遇到问题的思维和动手能力。同时它也是培养学生理论联系实际的作风，实事求是、严格认真的科学态度与良好工作习惯的一个重要环节。安全实验是有机化学实验的基求要求。在实验前，学生必须阅读本书第一章有机化学实验的基本知识，了解实验室的安全及一些常用仪器设备。在进行每个实验以前还必须认真预习有关实验内容，明确实验的目的和要求，了解实验的基本原理、内容和方法，写好实验预习报告，知道所用药品和试剂的毒性和其它性质，牢记操作中的注意事项，安排好当天的实验。在实验过程中应养成细心观察和及时记录的良好习惯，凡实验所用物料的质量、体积以及观察到的现象和温度等所有数据，都应立即如实地填写在记录本中。记录本应顺序编号，不得撕页缺号。实验完成后，应计算产率。然后将记录本和盛有产物、贴好标签的样品瓶交给教师核查。实验台面应该经常保持清洁和干燥，不是立即要用的仪器，应保存在实验柜内。需要放在台面上待用的仪器，也应放得整齐有序。使用过的仪器应及时洗净。所有废弃的固体和滤纸等应丢入废物缸内，绝不能丢入水槽或下水道，以免堵塞。有异臭或有毒物质的操作必须在通风橱内进行。为了保证实验的正常进行和培养良好的实验室作风，学生必须遵守下列实验室规则。1．实验前做好一切准备工作。2．实验中应保持安静和遵守积序。实验进行时思想要集中，操作耍认真，不得擅自离开，要安排好时间，按时结束。实验结束后，记录本须经教师签字。3．遵从教师的指导，注意安全，严格按照操作规程和实验步骤进行实验。发生意外事故时，要镇静，及时采取应急措施，并立即报告指导教师。4．保持实验室整洁。实验时做到桌面、地面、水柑、仪器四净。实验完毕后应把实验台整理干净，关闭所用水、电、煤气。5．爱护公物。公用仪器及药品用后立即归还原处。节约水、严格控制药品用量。6．轮流值日。值日生的职责为整理公用仪器，打扫实验室，老师检查后方可离开。1.2实验室的安全，事故的预防、处理与急救在有机化学实验中，经常要使用易燃溶剂，如乙醚、乙醇、丙酮和苯等；易燃易爆的气体和药品，如氢气、乙炔和金属有机试剂等；有毒药品，如氰化钠、硝基苯、甲醇和某些有机磷化合物等；有腐蚀性的药品，如氯磺酸、浓硫酸、浓硝酸、浓盐酿、烧碱及溴等。这些药品若使用不当，就有可能产生营火、爆炸、烧伤、中毒等事故。此外，玻璃器皿、煤气、电器设备等使用或处理不当也会产生事故。但是，这些事故都是可以预防的。只要实验者树立安全第一的思想，认真预习和了解所做实验中用到的物品和仪器的性能、用途、可能出现的问题及预防措施，并严格执行操作规程，既能有效地维护人身和实验室的安全，确保实验的顾利进行。下列事项应引起高度重视，并予切实执行。1.2.1(I)实验前须做好预习，了解实验所用药品的性能及危害和注意事项。(2)实验开始前应检交仪器是否完整无损，装置是否正确稳妥。蒸馏、回流、加热的仪器，一定要和大气接通或与大气相接处套一气球。(3)实验进行时应该经常注意仪器有无漏气、破裂，反应进行是否正常等情况。(4)易燃、易挥发物品，不得放在敞口容器中加热。(5)有可能发生危险的实验，在操作时应加置防护屏或载防护眼镜、面罩和手套等防护设备。(6)实验中所用药品，不得随意散失、遗弃。对反应巾产生有害气体的实验，应按照规定处理，以免污染环境，影响身体健康。(7)实验结束后要及时洗手，严禁在实验室内吸烟、喝水或吃食品。(8)玻璃管(棒)或温度计插入塞中时，应先检查塞孔大小是否合适，然后将玻璃切口焙光，用布裹住并涂少许甘油等润滑剂后再缓缓旋转而入。握玻璃管(棒)的手应尽量靠近赛子，以防因玻璃管(棒)折断而割伤皮肤。(9)要熟悉安全用具如灭火器、砂捅以及急救箔的放置地点和使用方法，安全用具及急救药品不准移作它用，或挪动存放位置。1.2.2火灾、爆(1)实验中使用的有机溶剂大多是易燃的。因此，着火是有机实验中常见的事故。防火的基本原则是使火源与溶剂尽可能离得远些，尽量不用明火直接加热。盛有易燃有机溶剂的容器不得罪近火源。数量较多的易燃有机溶剂应放在危险药品棚内，而不存放在实验室内。回流或蒸馏液体时应放沸石，以防溶液因过热暴沸而冲比。若在加热后发现未放沸石，应停止加热，待稍冷后再放。否则在过热溶液中放入沸石会导致液体突然沸腾，冲出瓶外而引起火灾。不要用火馅直接加热烧瓶，而应根据液体沸点高低使用石棉网、油浴、水浴或电热套。冷凝水要保持畅通，若冷凝管忘记通水，大量蒸气来不及冷凝而逸出，也易造成火灾。在反应中添加或转移易燃有机溶剂时，应暂时熄火或远离火源。切勿用敞口容器存放、加热或其除有机溶剂。因事离开实验室时，一定耍关闭自来水和热源。(2)易燃有机溶剂(特别是低沸点易燃溶剂)在室温时即具有较大的蒸气压。空气中混杂易燃有机溶剂的蒸气达到某一极限时，遇有明火即发生燃烧爆炸。而且，有机溶剂蒸气都较空气的密度大，会沿着桌面或地面飘移至较远处，或沉积在低洼处。因此，切勿将易燃溶剂倒入废物缸中。量取易燃溶剂应远离火源，最好在通风橱中进行。蒸馏易燃溶剂(特别是低沸点易燃溶剂)的装置，要防止漏气，接受器支管应与橡皮管相连，使余气通往水槽或室外。(3)使用易燃、易爆气体，如氢气、乙炔等时要保持室内空气畅通，严禁明火，并应防止一切火星的发生，如由于敲击、鞋钉摩擦、静电磨擦、马达炭刷或电器开关等所产生的火花。(4)煤气开关应经常检查，并保持完好。煤气灯及其橡皮管在使用时亦应仔细检查。发现漏气应立即熄灭火源，打开窗户，用肥皂水检查橱气地方。若不能自行解决时，应急告指导老师，马上抢修。(5)常压操作时，应使全套装置有一定的地方通向大气，切勿造成密闭体系。减压蒸馏时，要用圆底烧瓶或吸滤瓶作接受器，不可用锥形瓶，否则可能会发生炸裂。(6)有些有机化合物遇氧化刘时会发生猛烈爆炸或燃烧，操作时应特别小心。存放药品时，应将氯酸钾、过氧化物、浓硝酸等强氧化剂和有机药品分开存放。(7)开启贮有挥发性液体的瓶塞既时，必须先充分冷却，然后开启，开启时瓶口必须指向无人处，以免由于液体喷溅而道致伤害。如遇瓶塞不易开启时，必须注意瓶内贮物的性质，切不可贸然用火加热或乱敲瓶塞等。(8)有些实验可能生成有危险性的化合物，操作时需特别小心。有些类型的化合物具有爆炸性，如叠氮化物、干燥的重氮盐、硝酸酯、多硝基化合物等，使用时须严格遭守操作规程，防止蒸干溶剂或震动。有些有机化合物如醚或共轭烯烃，久置后会生成易爆炸的过氧化合物，须特殊处理后才能应用。(9)当使用有毒药品时，应认真操作，安为保管，不许乱放，做到用多少，顿多少。实验中所用的剧毒物质应有专人负责收发，并向使用者提出必须遵守的操作规程。实验后的有毒残渣，必须作妥善而有效的处理，不准乱丢。(10)有些有毒物质会渗入皮肤，因此在接触固体成浓体有毒物质时，必须戴橡皮手套，操作后立即洗手。切勿让毒品沾及五官或伤口，例如氰化钠沾及伤口后就随血液循环全身，严重者会造成中毒死亡事放。(11)在反应过程个可能生成有毒或有腐蚀性气体的实验，应在通风田内进行。使用后的器皿应及时清洗。在使用通风橱时，当实验开始后，不要把头仰入橱内。(12)使用电器时，应防止人体与电器导电部分直接接触，不能用湿的手或手强湿物接触电插头。为了防止触电，装置和设备的金属外壳等都应连接地线。实验完后先切断电源，再将这接电源的插头拔下。1.2.3事故的处理和1．火灾一旦发少了火灾，应保持沉着镇静，不必惊慌失措，并立即采取各种相应措施，以减少事故损失。首先，应立即焰灭附近所有火源(关闭煤气)，切断电源，并移开附近的易燃物质。少量溶剂(几毫升，周围无其它易燃物)着火，可任其烧完。锥形瓶内溶剂着火可用石棉网或湿布盖灭。小火可用湿布或黄砂盖灭。火较大时，应根据具体情况采用下列灭火器材，四氯化碳灭火器：用以扑灭电器内或电器附近之火，但不能在狭小和通风不良的实验室中应用，因为四氯化碳在高温时要生成剧毒的光气，此外，四氯化碳和金属钠接触也要发生爆炸。使用时只需连续抽动唧筒，四氯化碳即会由喷嘴喷出。二氧化破灭火器：是有机实验室中最常用的一种灭火器，它的钢筒内装有压缩的液态二氧化碳，使用时打开开关，二氯化碳气体即会喷出，用以扑灭有机物物及电器设备的着火。使用时应注意，一手提灭火器，一手应握在喷二氧化碳喇叭筒的把手上。因喷出的二氧化碳压力骤然降低，温度也骤降，手若捏在喇叭筒上易被冻伤。泡沫灭火器：内部分别装有含发泡剂的碳酸氢钠溶浓和硫酸铝溶液，使用时将筒身颠倒，两种溶液即反应生成硫酸氢钠、氧氧化铝及大量二氧化碳。灭火器筒内压力突然增大，大量二氧化碳泡沫喷出。非大火通常不用泡沫灭火器，因后处理较麻烦。无论用何种灭火器，皆应从火的四周开始向中心扑灭。油浴和有机溶剂着火时，绝对不能用水浇，因为这样反而会使火焰蔓延开来。若衣服着火，切勿奔跑，用厚的外衣包裹使其熄灭。较严重者应躺在地上(以免火焰烧向头部)用防火毯紧紧包住，直至火灭，或打开附近的自来水开关用水冲淋熄灭。烧伤严重者应急送医院治疗。2．割伤取出伤口中的破璃或固体物，用蒸馏水洗后涂上红药水，用绷带扎住或敷上创可贴药膏贴。大伤口则应先按紧主血管以防止大量出血，急送医院治疗。3．烫伤轻伤涂以玉树油，重伤涂以烫伤油膏后送医院。4．试剂灼伤酸：立即用大量水洗，再以3-5％碳酸氢钠溶液洗，最后用水洗。严重时要消毒，拭干后，涂烫伤油膏。碱：立即用大量水洗，再以1—2％硼酸液洗，最后用水洗。严重时同上处理。溴：立即用大量水洗，再用酒精擦至无溴液存在为止，然后徐上甘油或烫伤油膏。钠：可见的小块用镊子移去，其余与碱灼伤处理相同。5．试剂或异物溅入眼内任何情况下都要先洗涤，急救后送医院。酸：用大量水洗，再用1％碳酸氢钠溶液洗，碱：用大量水洗，再用1％硼酸镕浓洗。溴：用大量水洗，再用1％碳酸氢钠溶液洗。玻璃：用镊子移去碎玻璃，或在盆中用水洗。6．中毒溅入口中尚未咽下者应立即吐出，再用大量水冲洗口腔。如巳吞下，应根据毒物性质给以解毒剂，并立即送医院。腐蚀性毒物：对于强酸，先饮大量水，然后服用氢氧化钓杏、鸡蛋白，对于强碱，也应先饮大量水，然后服用酷、酸果汁、鸡蛋白。不论酸或碱中毒皆再灌注牛奶，不要吃呕吐剂。刺激剂及神经性毒物，先给牛奶或鸡蛋白使之立即冲淡和缓解，再用一大匙硫酸镁(约30g)溶于一杯水中催吐。有时也可用手指伸入喉部促使呕吐，然后立即送医院。吸入气体中毒者，将中毒者移至室外，解开衣领及钮扣。吸入少量氯气或溴者，可用碳酸氢钠溶液嗽口。1.2.4常用的玻璃仪器1.普通玻璃仪器2.标准口玻璃仪器无水乙醇的制备一.实验目的1.学习用氧化钙法制备无水乙醇。2.掌握回流和蒸馏的操作方法。二.实验原理：某些液态有机化合物和其他液态物质以某种比例混合时，会形成有固定沸点的二元或三元共沸物（即恒沸物），如95.5％的乙醇中含有4.5％的水，形成了沸点为78．1℃的二元共沸物。共沸混合物在共沸点时，混合物的蒸汽相组成与液相的组成完全相同，所以不能再用蒸馏的方法来分离提纯共沸物。含量为95．5％的乙醇还含有4.5％的水，若要得到纯度更高的乙醇，实验室中常用氧化钙法或分子筛法等除去乙醇中的水分。本实验在95％的乙醇中加入氧化钙加热回流，使水和氧化钙的反应生成不挥发、加热不易分解的氢氧化钙来除去水分。这佯制得的元水乙醇，纯度最高可达99.5％，已能满足一般实验需要，如要制得纯度更高的绝对乙醇(99.95％)，可用金属钠或金属镁进一步处理。反应式：三.实验仪器及材料：1．仪器100m2.药品95％乙醇40ml，氧化钙12g四.实验内容：实验前所有破璃仪器应洗净烘干。在100m1的圆底烧瓶中加入40ml95％乙醇和12g氧化钙，装上回流冷凝管，并在其上端安装一个氯化钙干燥管[图5-1(b)]．用电热套加热回流2-3h。稍冷后取下冷凝管，换为蒸馏装置，在蒸馏装置的接受管支管处连接一氯化钙干燥管，与大气相通，用电热套小心加热进行蒸馏。蒸出前馏分后，用一干燥锥形瓶接受器、收集78.5℃的馏分，直至基本无液滴流出为止。量出无水乙醇的体积，计算回收率。取后馏分2ml于小试管中，加入少量无水硫酸铜粉末，如果乙醇中含水，则无水硫酸铜变为蓝色，用95％乙醇作对比实验。无水乙醇(纯度99．5％)，相对密度：0.7893．沸点78.5℃。五.思考题：制备无水试剂时应注意什么？对回流和蒸馏装置有什么要求？用200ml工业乙醇（质量含量95%）制备无水乙醇时，理论上需要氧化钙多少克？为什么在回流装置中用球形冷凝管？乙酸乙酯的制备一.实验目的：1.通过乙酸乙酯的制备，了解酯化反应的原理及方法。2.学习并掌握分液漏斗的使用方法和液态有机物的洗涤与干燥技术。二.实验原理羧酸与醇作用生成酯和水的反应称为酯化反应。本实验采用浓硫酸作催化剂，由醋酸和乙醇反应生成乙酸乙酯。反应式：当反应温度较高时，由副反应发生：酯化反应是可逆反应，反应进行到一定程度后达到动态平衡，为了提高产率，常采用使原料之一过量或不断将生成物移出反应体系的方法，使平衡向生成酯的方向移动。本实验采用乙醇过量以及将生成的乙酸乙酯和水不断蒸出的方法，同时使用过量的硫酸，除作催化剂外还有吸水作用，有利于反应向右进行。在反应中蒸出的粗乙酸乙酯中还含有乙醇、醋酸、水等杂质，需精制除去。三．仪器与药品1.仪器100ml三口烧瓶，滴液漏斗，分液漏斗，蒸馏装置，100ml圆底烧瓶，100ml锥形瓶。2.药品95%乙醇16ml，冰醋酸8ml，浓硫酸8ml，饱和碳酸钠溶液6ml，饱和食盐水6ml，饱和氯化钙溶液6ml，无水硫酸镁或无水硫酸钠适量。四．实验步骤1.乙酸乙酯的制备在100ml的三口烧瓶中加入8ml95%乙醇，在冷水浴中振荡下分批加入8ml浓硫酸，使混合均匀，加入3~4粒沸石。三口烧瓶的中间口安装蒸馏装置，旁边两侧口分别安装滴液漏斗和温度计，滴液漏斗的末端及温度计的水银球均应浸入液面以下。在滴液漏斗中加入8ml95%乙醇和8ml（0.14mol）冰醋酸的混合液，先向三口烧瓶内滴入1~2ml混合液，然后用电热套加热烧瓶，使反应温度升至110~120℃左右，并保持在这个温度范围内，由滴液漏斗慢慢滴入其余的混合液，控制加料速度和馏出液的速度大致相等。滴加完毕，继续加热数分钟，直至温度升高至130℃，不再有液体馏出为止。将馏出液移入分液漏斗中，加入饱和碳酸钠溶液约6ml，振荡，并及时旋开活塞放出产生的二氧化碳气体，静置分层，弃去水层，酯层依次用6ml饱和食盐水和6ml饱和氯化钙溶液洗涤，弃去水层，酯层由上口倒入一干燥的100ml锥形瓶中，加入适量无水硫酸钠，塞上塞子，干燥0.5h。将干燥过的粗乙酸乙酯慢慢倒入干燥的100ml圆底烧瓶中（勿倒入干燥剂），加入1~2粒沸石，用电热套加热蒸馏。用事先称量过的干燥锥形瓶作接收瓶，收集73~78℃的馏分，称量，计算产率。纯粹乙酸乙酯为无色液体，沸点77.06℃。五．思考题1.酯化反应有什么特点？实验中采取了哪些措施使反应向生成酯的方向进行？2.在用分液漏斗洗涤产物时，为什么要充分振荡？在振荡后为什么要放气？应怎样操作？3.在中和粗产物中的酸时，为什么用饱和碳酸钠而不用浓的氢氧化钠？4.粗产物中主要含有哪些杂质，如何除去各种杂质？乙酰苯胺的重结晶及熔点测定一．实验目的1.掌握有机化合物的重结晶方法，能对一般的有机物进行重结晶操作。2.学习熔点仪测有机物熔点的方法。二．基本原理：固体有机化合物在溶剂中的溶解度与温度有密切关系。一般是温度升高，溶解度增大。若将固体溶解在热的溶剂中达到饱和，冷却时即由于溶解度降低，溶液变成过饱和而析出结晶。利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，可以使被提纯物质从过饱和溶液中析出。而让杂质全部或大部分仍留在溶液中（若在溶剂中的溶解度极小，则配成饱和溶液后被过滤除去），从而达到提纯目的。一般过程：（1）将不纯的固体有机化合物在溶剂的沸点或接近于沸点的温度下溶解在溶剂中，制成接近饱和的浓溶液，若固体有机化合物的熔点较溶剂沸点低，则应制成在熔点温度一下的饱和溶液。（2）若溶液含有有色杂质，可加适量活性炭煮沸脱色。（3）过滤此热溶液以除去其中不溶性杂质及活性炭。（4）过滤液冷却，使结晶从过饱和溶液中析出，而可溶性杂质仍留在母液中。（5）抽气过滤，从母液中将结晶分出，洗涤结晶以除去吸附的母液，所得的结晶，经干燥后测定熔点。如发现其纯度不符合要求时，可重复上述操作，直至熔点不再改变。理想溶剂必须具备的条件：不与被提纯物质起化学反应。在较高温度时能溶解多量的被提纯物质，而在室温或更低温度时，只能溶解很少量的该种物质。对杂质的溶解度非常大或非常小。容易挥发（溶剂的沸点较低），易与结晶分离除去。沸点通常在50~120℃为宜。溶剂的沸点应低于被提纯物质的熔点。能给出较好的结晶。无毒或毒性很小。三．实验步骤取2g粗乙酰苯胺，放于150mL锥形瓶中，加入70mL水。石棉网上加热至沸，并用玻璃棒不断搅动，使固体溶解，这时若有尚未完全溶解的固体，可继续加入少量热水，至完全溶解后，再多加2~3mL水（总量约90mL）。移去火源，稍冷后加入少许活性炭，稍加搅拌后继续加热沸腾5~10min。事先在烘箱中烘热无颈漏斗，过滤时趁热从烘箱中取出，把漏斗安置在铁圈上，于漏斗中放一预先叠好的折叠滤纸，并用少量热水润湿。将上述热溶液通过折叠滤纸，迅速地滤入150mL烧杯中。每次倒入漏斗中的液体不要太满；也不要等溶液全部滤完后再加。在过滤过程中，应保持溶液的温度。为此将未过滤的部分继续用小火加热以防冷却。待所有的溶液过滤完毕后，用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸。滤毕，用表面皿将盛滤液的烧杯盖好，放置一旁，稍冷后，用冷水冷却以使结晶完全。如要获得较大颗粒的结晶，可在滤完后将滤液中析出的结晶重新加热使溶，于室温下放置，让其慢慢冷却。结晶完成后，用布氏漏斗抽滤（滤纸先用少量冷水润湿，抽气吸紧），使晶体与母液分离，并用玻璃塞挤压，使母液尽量出去。拔下吸滤瓶上的橡胶管（或打开安全瓶上的旋塞），停止抽气。加少量冷水至布氏漏斗中，使晶体润湿，然后重新抽干，如此重复1-2次，最后用刮刀将结晶移至表面皿上，摊开成薄层，置空气中晾干或在干燥器中干燥。测定干燥后精制产物的熔点，并与粗产物熔点作比较，称量并计算收率。用水重结晶乙酰苯胺时，往往会出现油珠。这是因为当温度高于83℃时，未溶于水但已熔化的乙酰苯胺会形成另一液相所致，这时只要加入少量水或继续加热，此种现象即可消失。乙酰苯胺的制备及薄层色谱一．基本原理：一级和二级芳胺在合成中通常被转化为它们的乙酰基衍生物，以降低芳胺对氧化降解的敏感性，使其不被反应试剂破坏，同时，氨基经酰化后，降低了氨基在亲电取代反应中的活化能力，使其由很强的第I类定位基变为中等强度的第I类定位基，使反应由多元取代变为有用的一元取代；由于乙酰胺基的空间效应，往往选择性地生成对位取代产物。在某些情况下，酰化可以避免氨基与其他功能基或试剂（如RCOCL，—SO2CL，HNO2等）之间发生不必要的反应。在合成的最后步骤，氨基很容易通过酰胺在酸碱催化下水解重新产生。二．实验方法（一）：用冰醋酸为酰化试剂[反应式]C6H5NH2+CH3CO2HF==C6H5NHCOCH3+H2O[试剂]5.1g(5mL,0.0505mol)苯胺（自制），7.8g（7.5ml,0.13mol）冰醋酸，锌粉[步骤]在25ml圆底烧瓶中，加入5ml苯胺、7.5mL冰醋酸及少许锌粉（约0.05g），装上一短的刺形分馏柱，其上端装一温度计，支管通过支管接引管与接收管相连，接收瓶外部用冷水浴冷却。将圆底烧瓶在石棉网上用一小火加热，使反应物保持微沸约15min。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1.5h，生成的水及大部分醋酸已被蒸出，此时温度计读数下降，表示反应已经完成。在搅拌下趁热将反应物倒入100mL冰水中，冷却后抽滤析出的固体，用冷水洗涤。粗产物用水重结晶，产量4~5g，熔点113~114℃。纯粹乙酰苯胺的熔点为114.3℃。本实验需3-4h。[注释]久置的苯胺色深有杂质。会影响乙酰苯胺的质量，故最好用新蒸的苯胺。加入锌粉的目的，是防止苯胺在反应过程中被氧化，生成有色的杂质。因属小量制备。最好用微型分馏管代替刺形分馏柱。分馏管支管用一段橡胶管与玻璃弯管相连玻璃管下端伸入试管中，试管外部用冷水浴冷却。收集醋酸及水的总体积约2.2mL。反应物冷却后，固体产物立即析出，沾在瓶壁不宜处理。故须趁热在搅动下倒入冷水中，以除去过量的醋酸及未作用的苯胺（它可成为苯胺醋酸盐而溶于水）。三．实验方法（二）：用醋酸酐为酰化试剂[反应式]C6H5NH2—C6H5NH3Cl—C6H5NHCOCH3+2CH3CO2H+NaCl[试剂]2.8g（2.6mL,0.03mol）苯胺，3.8g(3.7mL,0.037mol)醋酸酐，4.5g（0.0325mol）结晶醋酸钠（CH3CO2Na3H2O），浓盐酸[步骤]在250mL烧杯中，溶解2.5mL浓盐酸于60mL水中，在搅拌下加入2.8g苯胺，待苯胺溶解后，再加入少量活性炭（约0.5g），将溶液煮沸5min，趁热滤去活性炭及其他不溶性杂质。将滤液转移到锥形瓶中，冷却至50℃，加入3.7mL醋酸酐，摇振使其溶解后，立即加入事先配制好的4.5g结晶醋酸钠溶于10mL水的溶液，充分摇振混合。然后将混合物置于冰浴中冷却，使其析出结晶。减压过滤，用少量冷水洗涤，干燥后称量，产量2~3g，熔点113~114℃。用此法制备的乙酰苯胺已足够纯净，可直接用于下一步合成。如需进一步提纯，可用水进行重结晶。本实验需2~3h。[注释]学生自制的苯胺中有少量硝基苯，用盐酸使苯胺成盐后。此时苯胺溶解，可用分液漏斗分出硝基苯油珠。第六章从茶叶中提取咖啡因一.实验目的学习天然药物中有机物质的提取分离方法。学习脂肪提取器的原理和使用方法。学习有机化合物升华的基本原理和方法。二.基本原理茶叶中含有多种生物碱，其中以咖啡碱（又称咖啡因）为主，约占1%-5%。另外还含有11%-12%的单宁酸（鞣酸），0.6%的色素、纤维素、蛋白质等。 咖啡碱是弱碱性化合物，易溶于氯仿（12.5%）、水（2%）及乙醇（2%）等。在苯中溶解度为1%（热苯为5%）。单宁酸易溶于水和乙醇，但不溶于苯。 咖啡碱的化学名称为1，3，7-三甲基-2，6-二氧嘌呤，结构式如下： 含结晶水的咖啡因系无色针状结晶，味苦，能溶于水、乙醇、氯仿等。100oC失去结晶水，并开始升华，120oC升华相当显著，170oC升华很快。无水咖啡碱熔点为234.5oC。 咖啡因工业上靠人工合成。它具有刺激心脏、兴奋大脑神经和利尿等作用，因此可以作为中枢神经兴奋药。 咖啡因可以通过测定熔点和光谱法加以鉴别。脂肪提取器是利用溶剂回流和虹吸原理，使固体物质连续不断地为纯溶剂所萃取的仪器。溶剂沸腾时，其蒸气通过侧管上升，被冷凝管冷凝成液体，滴入套筒中，浸润固体物质，使之溶于溶剂中，当套筒内溶剂液面超过虹吸管的最高处时，即发生虹吸，回入烧瓶中。通过反复的回流和虹吸，从而将固体物质富集在烧瓶中。脂肪提取器为配套仪器，其任一部件损坏将会导致整套仪器的报废，特别是虹吸管极易折断，所以在安装仪器和实验过程中须特别小心脂肪提取器也可以将固体物质中所含有的的可溶性物质富集，根据其原理固体物质每一次都能被纯的溶剂所萃取，因而效率较高，为增加液体浸溶的面积，萃取前应先将物质研细，用滤纸套包好置于提取器中，通过不断萃取虹吸，固体中的可溶物质富集到烧瓶中，将提取液浓缩后，得到想得到的固体物质。为了提取茶叶中的咖啡碱，往往利用适当的溶剂（氯仿、苯、乙醇等）在脂肪提取器中连续抽提茶叶，然后蒸去溶剂，即得到粗咖啡因。 粗咖啡因还含有其他一些生物碱和杂质，利用升华可进一步提纯。三.主要仪器和药品药品：10g茶叶，95%乙醇，生石灰，二氯甲烷。主要仪器：电热套，索氏提取器1套，长方形滤纸，量筒100ml1支，棉花，玻璃棒1根，温度计0-250℃，普通漏斗1支，蒸发皿1支，普通圆形滤纸（跟漏斗口大）。四.操作步骤视频资料：（视频上有详细演示，实验之前要预习）/v_show/id_XMTgzODcyNDk2.html图1索氏提取器图2升华装置1—冷凝器2—提取器3—虹吸管4—烧瓶装好提取装置。称取10g茶叶末，放入脂肪提取器的滤纸套筒中（２），在250mL圆底烧瓶中加入75mL95％乙醇，用电热套加热，连续提取3-4个虹吸（约1.0小时）（3）。待冷凝液刚刚虹吸下去时，立即停止加热。稍冷后，改为蒸馏装置，回收提取液中的大部分乙醇（４）。趁热将烧瓶中的残液倾入蒸发皿中，拌入3-4g（５）生石灰粉，使成糊状，在电热套中小火缓慢蒸干，其间应不断搅拌，并尽可能压碎块状物，待干燥后将固体在研钵中研碎。最后将蒸发皿放在石棉网上，用小火烘炒片刻，使水分全部除去。冷却后，擦去沾在边上的粉末，以免在升华时污染产物。取一支口径合适的玻璃漏斗，罩在隔以刺有许多小孔滤纸的蒸发皿上，在电热套中小心加热升华（６），控制电热套温度在220℃左右。当滤纸上出现许多白色毛状晶体，暂停加热，让其自然冷却至100℃左右。小心取下漏斗，揭开滤纸，用刮刀将纸上和器皿周围的咖啡因刮下。残渣经拌和后用较大的火再加热片刻，使升华完全。合并两次收集的咖啡因，称重并测定熔点。纯粹咖啡因的熔点为234.5℃。注意事项1、脂肪提取器的虹吸管极易折断，装置仪器和取拿时须特别小心。2、滤纸套大小既要紧贴器壁，又能方便取放，其高度不得超过虹吸管；滤纸包茶叶时要严谨，防止漏出堵塞虹吸管；纸套上面折成凹形，以保证回流液均匀浸润被萃取物。3、瓶中乙醇不可蒸得太干，否则残液很粘，转移时损失太大。4.在萃取回流充分的情况下，升华操作是实验成败的关键。升华过程中，始终都需用小火间接加热。如温度太高。会使产物发黄。注意温度计应放在合适的位置，使正确反映出升华的温度。如无砂浴，也可以用简易空气浴加热升华，即将蒸发皿底部稍离开石棉网进行加热。并在附近悬挂温度计指示升华温度。5.必须将残留液-生石灰粉混合物的水份除净，必须将残留液-生石灰粉混合物压碎成细末6.严格升华时砂浴温度在220℃左右0.5h五.思考题：如何提高萃取的效率？在萃取液中，可能含有啊些物质？加入生石灰粉的作用是什么？升华方法适应哪些物质的纯化？如何改进升华的实验方法？第七章柱色谱分离一．实验目的1．学习色谱法分离的原理及其应用；2．熟练掌握柱色谱法分离的操作二.实验原理色谱法是分离、提纯和鉴定有机化合物的重要方法，有着广泛的用途。常用的色谱法有柱色谱法、纸色谱法、薄层色谱法和气相色谱法。色谱法的分离原理是利用混合物中各组分在不同的两相中溶解和吸附的亲和作用差异，当两相作相对运动时，使各组分在两相中反复的多次受到上述作用力的作用而得到分离。色谱法按固定相使用的形式可分为柱色谱法、纸色谱法和薄层色谱法。1．薄层色谱法薄层色谱法是一种微量、快速、简易、灵敏的色谱法，其基本原理为吸附色谱和分配色谱。吸附色谱是利用混合物中各组分被吸附能力的不同以及在流动相中的溶解度不同而使之分离；分配色谱则是利用混合物中各组分在固定相和流动相中的分配系数不同而使之分离。通常用比移值（Rf）表示溶质（样品）移动和展开剂（流动相）移动的关系。例如：化合物A的Rf值=a/c（良好的分离，Rf值应在0.15-0.75之间）图1.薄层色谱比移值2．柱色谱法柱色谱属于液-固吸附色谱。当混合物溶液加在固定相（吸附剂）上，由于吸附剂对各组分的吸附能力不同，当流动相流过固体表面时，混合物各组分在液-固两相间分配。吸附牢固的组分在流动相分配少，吸附弱的组分在流动相分配多。流动相流过时各组分会以不同的速率向下移动，吸附弱的组分以较快的速率向下移动。随着流动相的移动，在新接触的固定相表面上又依这种吸附-溶解过程进行新的分配，新鲜流动相流过已趋平衡的固定相表面时也重复这一过程，结果是吸附弱的组分随着流动相移动在前面，吸附强的组分移动在后面，吸附特别强的组分甚至会不随流动相移动，各种化合物在色谱柱中形成带状分布，分别收集即可达到分离混合物的目的。图