10级有机化学实验(ii)教案

PAGEPAGE1有机化学实验（II）教案实验一减压蒸馏（4学时）[实验目的]1.学习减压蒸馏的原理2.熟悉减压蒸馏的装置和操作[实验药品]10mL环己醇[仪器设备]标准磨口仪，真空减压泵[实验原理]液体的沸点是指它的蒸汽压等于外界大气压时的温度，所以液体沸腾的温度是随外界压力降低而降低的，因而如用真空泵连接盛有液体的容器，使液体表面上的压力降低，即可降低液体的沸点，这种在较低压力下进行蒸馏的操作称为减压蒸馏，一些液体有机物沸点较高，加热到沸点时往往发生分解或氧化，应用减压蒸馏可以在比它正常的沸点低很多的情况下，蒸出这些有机物。[实验步骤]1.首先按图安装好装置，在未装样品前应检查是否漏气。2.装入样品安上毛细管，开启真空泵，再关上安全瓶活塞，调整真空度至所要求的数字。3.待压力稳定后，开始加热进行减压蒸馏，控制馏出速度，以每秒一滴为宜。4.蒸馏完毕，先放松毛细管活夹子，再开启安全瓶活塞通大气，停止加热，停止抽气。[注意事项]1.减压蒸馏装置的严密不漏气。2.液体样品不得超过容器的1/23.先恒定真空度再加热。4.开泵与关泵前，安全瓶活塞一定要通大气。5.沸点低于150℃[习题]课后第1，2题。预习分水器的使用。真空度计算：P=（0.1-读数）*106/133.3(mmHg)分数：预习15%，操作50%，产品10%，报告15%，卫生10%期末：40%，平时60%。实验二呋喃甲醇和呋喃甲酸的制备（6学时）（方法二）[实验目的]学习由呋喃甲醛制备呋喃甲醇与呋喃甲酸的原理和方法，从而加深对Cannizzaro反应的认识。[实验药品](药品为教材的1/2)43%NaOH3mL,新蒸馏呋喃甲醛3.3mL，乙醚16mL，无水硫酸镁1g，1:1盐酸7mL[仪器设备]分液漏斗、普通抽滤装置、标准磨口仪[实验原理][实验步骤][注意事项]1.发生歧化反应一定要注意控制好温度,保持8-2.酸化时，酸量一定要加足、保证PH=3,使呋喃甲酸充分游离出来。3.呋喃甲酸100℃思考题：1.为什么要使用新鲜的呋喃甲醛？长期放置的呋喃甲醛含有什么杂质？若不先除去，对本实验有何影响？2.酸化这一步为什么是影响产物收率的关键？应如何保证完成？实验三正丁醚的制备（6学时）[实验目的]1、学习以丁醇、浓硫酸制备正丁醚的方法。2、掌握带有分水器的回流等操作方法。3、掌握普通蒸馏的操作方法。[实验药品]15.5mL正丁醇，约15mL浓硫酸，约1g无水氯化钙[反应原理]主反应：副反应：[实验步骤]在50mL三口瓶中加入12.5mL正丁醇，再将2.2mL浓硫酸慢慢加入瓶中，将三口瓶不停地摇荡，使瓶中的浓硫酸与正丁醇混合均匀，并加入几粒沸石。在烧瓶口上装温度计和分水器，温度计要插在液面以下，分水器的上端接一回流冷凝管。分水器中需要先加入一定量的水，把水的位置做好记号。将三口瓶放在电热套中加热，开始调压不要太高，先加热20分钟但不到回流温度（约100~115℃），后加热保持回流约40分钟。随着反应的进行，分水器中的水层不断增加，反应液的温度也不断上升。当分水器中水层超过了支管而要流回烧瓶时，可以打开分水器的旋塞放掉一部分水。当分水器的水层不再变化，瓶中反应温度到达135℃左右时，停止加热。如果加热时间过长，溶液会变黑，并有大量副产物烯生成。待反应物稍冷，拆下分水器，将仪器改成蒸馏装置，补加1-2粒沸石，进行蒸馏至无馏出液为止。将馏出液倒入分液漏斗中，分去水层。粗产物每次用8mL冷的50%硫酸洗涤，共洗2次，再用水洗涤2次，最后用约1g无水氯化钙干燥。将干燥的粗产物倒入25mL圆底烧瓶中（注意不要把氯化钙倒进瓶中！）进行蒸馏，收集140~144℃的馏分。纯正丁醚为无色透明液体，b.p.为142℃，n为1.3992。[注释][1]本实验利用恒沸混合物蒸馏方法，利用分水器将反应生成的水层上面的有机层不断流回到反应器中，而将生成的水除去。[2]按反应式计算，实际上分出水层的体积要略大于理论量，否则产率很低。[3]50%硫酸的配制方法：20mL浓硫酸缓慢加入到34mL水中。[4]丁醇能溶于50%硫酸，而正丁醚溶解很少。[思考题]P107，T1,2分水装置图（正丁醚的制备装置）实验四肉桂酸的制备及水蒸气蒸馏（6学时）[实验目的]1．了解肉桂酸的制备原理和方法。2．掌握回流，水蒸汽蒸馏等操作。[实验药品]新蒸馏过的苯甲醛1ml，新蒸馏过的醋酐2.7ml，研细的无水碳酸钾1.4克，10%NaOH溶液6.7ml，浓盐酸，刚果红试纸。[仪器设备]普通抽滤装置、水蒸气蒸馏装置、标准磨口仪[实验原理]1.水蒸气蒸馏原理：当有机物与水一起共热时，整个系统的蒸汽压根据分压定律，各组分蒸汽压之和,即P=P(H2O)+PA当总蒸汽压（P）与大气压力相等时，则液体沸腾。显然，混合物的沸点低于任何一个组分的沸点。有机物可以在比其正常沸点低得多的温度，而且在低于100℃2.肉桂酸的制备原理：[实验步骤]按图安装装置[注意事项]1．苯甲醛，醋酐使用前重新蒸馏。2．回流所需的仪器必须干燥。3．回流完毕后，不必冷却，且加热水，否则固体难以捣碎。4.利用水蒸气蒸馏的物质必须以下条件：（1）不溶或难溶于水；（2）与水煮沸很久不发生化学反应；（3）在100℃[习题]课后第1，2题。实验五己二酸的制备（6学时）[实验目的]1.学习用环己醇氧化制备己二酸的原理和方法；2.掌握电动搅拌（或磁力搅拌）、浓缩、过滤及重结晶等操作技能[实验药品]（用量为教材中的1/2）1.3mL环己醇，1.9g碳酸钠，6g（高锰酸钾，浓硫酸[仪器设备]电动搅拌器（或磁力搅拌器）、循环水泵、电热套、标准磨口仪[实验原理][实验步骤]1.在三颈瓶中加入高锰酸钾固体6g和碳酸钠（1.9g碳酸钠溶于17.5mL水中），温水加热使反应物的温度为40℃2.移去水浴，在搅拌下，从恒压漏斗中滴入4～5D环己醇，反应开始，然后慢慢滴入剩余的环己醇，控制滴加速度，使瓶内温度维持40～45℃，温度过高时则用冷水浴冷却，温度低于403.环己醇加完后，继续搅拌10分钟，然后在60～70℃4.冷却后抽滤，滤渣用60～70℃[注意事项]1.该反应为放热反应，反应一当开始，则会放出大量的热，开始时温度不能超过40℃2.滴加环己醇的速度必须控制1～2D/秒，否则反应速度太快不易控制。3.酸化必须充分PH=2，且加浓硫酸速度不要太快。[思考题]P120，T1，3。电动搅拌装置图实验六2-甲基-2-丁醇的制备（8学时）[实验目的]1.学习Grignard试剂的制备、应用和进行Grignard反应的条件；2.掌握电动搅拌（或磁力搅拌）、回流、萃取、蒸馏（包括低沸点物蒸馏）等操作技能。[实验药品]（用量为教材中的1/2）1.7g镁屑，6.5mL溴乙烷，5mL丙酮，20mL无水乙醚，8mL5%碳酸钠，[仪器设备]电动搅拌器（或磁力搅拌器）电热套标准磨口仪[实验原理][实验步骤]1.乙基溴化镁的制备：按图安装好装置，在三颈瓶中放入1.7g镁屑及一小粒碘。在恒压漏斗中加入6.5mL溴乙烷和15mL无水乙醚，混匀。从恒压漏斗中滴入约1.7mL混合液于三颈瓶中，溶液呈微沸，随即碘的颜色消失（必要时可用温水浴温热）。开动搅拌，慢慢滴加剩下混合液，维持反应液2.与丙酮的加成反应：将反应瓶置于冰水浴中，在搅拌下从恒压漏斗中滴入5mL丙酮及5mL无水乙醚混合液，滴加完毕后，在室温下搅拌15min，瓶中有灰白色粘稠状固体析出。3.加成物的水解和产物的提取：将将反应瓶在冰水冷却和搅拌下，从从恒压漏斗中滴入30mL20%硫酸溶液分解产物。然后在分液漏斗中分离出醚层，水层用乙醚萃取2次，每一次6.5mL。合并醚层，用8mL5%碳酸钠溶液洗涤，再用无水碳酸钾干燥。用热水浴蒸去乙醚，再直接加热蒸馏，收集95~105℃[注意事项]1.Grignard反应所用的仪器和药品必须经过干燥处理；实验装置与大气相连处需接上装有无水氯化钙干燥管。2.滴加溴乙烷的速度必须控制。3.2-甲基-2-丁醇与水能形成共沸物，最后用无水碳酸钾干燥时一定要完全。4.乙醚容易燃烧，必须远离火源。5.乙醚和溴乙烷的沸点都很低，操作时，应尽量防止其挥发。带干燥管的电动搅拌装置实验七色谱法分离鉴定有机染料[实验目的]1、学习并掌握薄层色谱、柱色谱法的原理及其应用。2、学习并掌握薄层色谱、柱色谱法的实验操作技能。[实验药品]甲基橙0.1g，亚甲基蓝0.1g，柱层析硅胶7g，石英沙约1.0g，硅胶板1块,乙醇约40mL，棉花少许，展开剂：乙醇:水:乙酸(v:v:v)=1:1:1约1mL[仪器设备]色谱柱,锥形瓶，烧杯，滴管，展开缸，长颈漏斗[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。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。色谱法的基本原理是利用混合物各组分在某一物质中的吸附或溶解性能（即分配）的不同，或其它亲和作用性能的差异，混合物的溶液流经该种物质，进行反复的吸附或分配等作用，从而将各组分分开。实验方案：分组联合完成。柱层析一组做一次，薄层层析每位同学做，各自算出各样点的Rf值，并算出每组的Rf平均值。[实验步骤]一、柱层析1.取一支色谱柱，在柱子的收缩部塞一小团脱脂棉花，注意松紧要适度。然后在棉花上铺一层厚约5mm的石英砂。2.将色谱柱垂直固定在铁架台上，往柱内加适量无水乙醇，打开活塞，赶走气泡。3.在小烧杯中称取7g柱层析硅胶，量取15mL无水乙醇，倒入小烧杯中。再向柱中倒入约5mL无水乙醇，打开活塞，控制滴速为1滴／秒，用小锥型瓶承接，同时通过漏斗慢慢装入烧杯中的硅胶乙醇糊液，使硅胶逐渐沉入底部。当硅胶基本上沉降紧密后，通过干燥的漏斗装入约5mm厚的石英沙（在装吸附剂的过程中，要一次性徐徐倒入，不要中断，同时应用质软的物体如试管夹、吸耳球等轻轻敲击柱身，促使吸附剂装填紧密，排除气泡。最终应使吸附剂的上端平整，无凹凸面。）4.当溶剂的液面刚好流至石英砂面约5mm处时关闭二通活塞，立即用长滴管加入约0.3mL的甲基橙和亚甲基蓝的乙醇混合液，尽量避免待分离混合液粘附在柱的内壁上。打开活塞，使样品液均匀吸附在硅胶上。5.当溶剂的液面刚好流至石英砂面时，向柱内加入无水乙醇，打开二通活塞进行洗脱。用锥形瓶承接流出液，流出的没有颜色的乙醇可倒入色谱柱中，用干净的锥形瓶收集橙色的甲基橙溶液。二、薄层层析1.在薄板上距离底边约3mm处轻轻画上点样线，并用铅笔标出一个点样位置。2.用毛细管吸取样品液，轻触薄板的点样处（样点要能清晰可见，但不要太多）3.在展开缸中加入约1ml已准备好的展开剂4.将薄板放在展开缸中展开（注意不要让展开剂没过样点）。直到溶剂接近薄板前沿。取出薄板，用铅笔标出溶剂到达的位置以及展开后各样品的位置，按照下列公式算出Rf值。Rf=样品点到点样点的距离/溶剂前沿到点样点的距离[思考题]总结实验中的经验教训。实验八乙酰水杨酸（阿司匹林）的制备及用薄层法鉴定产物纯度（5学时）[实验目的]1．掌握阿司匹林的制备原理和实验方法[实验药品]水杨酸1.60g，乙酸酐2.4g[仪器设备]熔点仪、标准磨口仪[实验原理][实验步骤]1．乙酰水杨酸的制备2．产品纯度的鉴定取少许样品配成乙酸乙酯的溶液待用。将水杨酸、乙酰水杨酸标样（这两种样品溶液已经配好）和样品点点在