大学有机化学实验知识点总结

1 / 55 大学有机化学实验知识点总结 实验一 有机化学实验基本知识 课时数： 3 学时 教学目标： 通过学习使学生了解做有机化学实验时要达到的目的和实验要求，掌握有机化学实验室规则和实验室的安全知识，介绍有机化学实验常用仪器设备使用方法以及实验预习、实验记录和实验报告的要求，使学生能够在充分安全环境中，以实事求是、严格认真的科学态度与良好的工作习惯，系统地完成有机化学实验。 教学内容： 一、有机化学实验重要性 有机化学是一门实验科学。许多有机化学的理论和规律都是在大量实验的基础上总结、归纳出 来的，并接受实验的检验而得到发展和逐步完善。在高校中，有机化学实验课始终与有机化学理论并存。可以说，有机化学离不开有机化学实验。很难想象一个不具备实验技能的人会在有机化学的科学研究和有机化工的生产指导中有重大成就。因此我们必须重2 / 55 视实验的教学。 二、有机化学实验目的 1、 印证课本上学到的有机化学理论知识，并加深对理论的理解。 2、 熟悉、掌握有机化学实验基本知识，基本操作能力。 玻璃管的加工。 组装反应装置：不同的有机反应需要不同的仪器装置，做蒸馏实验就组装蒸馏装置，做 回流实验就要求用回流装置，等等。这就要求我们必须能够熟练组装各 种常用的反应装置。 必须掌握的基本操作：重结晶、熔点的测定、沸点的测定、萃取、分液、洗涤、蒸馏、色谱分析。 重结晶常用于固体有机物的分离、提纯。萃取、分液以及洗涤的原理是一样的，都是利用物质 在不同溶剂中的溶解度不同来进行分离。而蒸馏是分离、提纯液态有机物最常用的方法之一，有的 化合物沸点较高，例如乙酰乙酸乙酯，它常压下的沸点达到 ，而在这个温度下它已经部分分 解为去水乙酸和乙 醇，这种情况下，我们往往采用减压蒸馏的方法。 mp可用于识别物质和定性地检 测样品的纯度； bp测定可用于识别物质和液态有机化合物的分离纯化。至于色谱分3 / 55 析是下学期的实 验内容。 3、培养良好的科学素质。 培养认真、仔细的实验态度和良好的实验习惯，做到准确、及时、详细地记录实验数据现 象， 应一边实验一边直接在记录本上作记录，不能事后凭记忆补写； 培养观察、分析、解决问题的能力，能正确控制反应条件和对实验结果进行综合整理分析； 培养理论联系实际、严谨求实的实验作风，不虚报实验数据、现象； 正确对待实验的成功、失败。 三、有机化学实验规则 1、加强预习：实验前 须认真预习有关实验内容并写好预习报告，明确实验的目的要求，了解实验的原理，主要的实验试剂和实验的成败关键点、安全注意点，用简明的图表表示出反应步骤。每次实验开始前进行抽查。 2、仔细听老师讲解实验步骤、注意事项。 3、实验安全： 严格按造规程操作。未经老师同意，不得擅自改变药品 用量、操作条件或操作程序。 4 / 55 实验中集中思想、认真操作、仔细观察、如实记录，不做与该次实验无关的事，不能擅自离 1 开， 如必要时应请旁边同学代为照看。 操作、处理易燃药品，如乙醚，应远离火源。 取用试剂要小心。如强酸溅到皮肤上，立即用大量水冲洗，再用 1碳酸氢钠洗；如是沾到 强 碱，也先用水洗，再用 1硼酸洗，再用水洗，如情况严重，紧急处理后再送到医院。 有机溶剂着火：烧瓶内溶剂着火，可用湿毛巾盖灭；如果范围较大或电器着火，一定要先切 5 / 55 断 电源、煤气，然后用四氯化碳灭火器灭火。 4、实验结束后的清理： 废液倒入废液桶，不能倒入水槽。 及时清洗实验仪器，打扫实验台。 清点实验仪器，摆放整齐。经老师检查合格后方可离开。 学生轮流值日，打扫实验室。 四、实验仪器介绍 1、 各种仪器： 烧瓶： 19、 24，容量分为 50ml、 100ml、 260ml 等； 三口烧瓶： 324 ； 直形冷凝管：蒸馏装置中用到，进水口在下端，出水口在上端； 球形冷凝管：回流装置中用到，进水口在下端，出水口在上端； 真空接引管：蒸馏装置中用到； 干燥管：下端塞脱脂棉，干燥剂常用无水氯化钙； b形管：6 / 55 测熔点 蒸馏头；温度计套管；导气管；搅拌棒。 2、 注意点： 、不能加热的器皿：量筒、吸滤瓶、表面皿； 、需用石棉网加热的：烧杯、烧瓶、锥形瓶； 、温度计不能当搅拌棒，受热后不能急冷； 、带活塞的仪器用后洗净，用纸片塞上，用时涂凡士林； 、仪器实行赔偿制度，属仪器质量问题或意外损坏的酌情处理，属不按操作规定而损坏的按 全额赔偿。 五、预习报告、实验报告 1、预习报告：包括实验名称、实验目的、实验原理、主要试剂和产物的物理常数、试剂规格用量、装置示意图和操作步骤。在操作步骤的每一步后面都需留出适当空白，以供实验时作记录之用。 2、性质实验报告：分二部分写，第一部分为实验目的，第二部分为实验内容。实验内容部分可用表格形式，如下： 2 7 / 55 3、 合成实验的实验报告：装置图和操作规程都按实际情况记录，不要照搬书上。实验报告应包 括以下内容。 实验题目 实验目的； 实验原理； 主要试剂及产物的物理常数； 仪器装置图； 实验步骤和现象记录： 产品外观、重量、产率； 讨论：可写实验体会、成功经验、失败原因、反常现象的讨论分析、改进的设想等。 六、实验考核 实验课为单独设课的考查课程，成绩评定办法为：实验 60、理论考试 40。下学期还有设计实验、实验操作考核也列入成绩评定部分。 3 据当年出题助教给的要点进行的总结，可能由没写全或者自8 / 55 己比较熟悉就没总结的地方，每年考核重点也在变化，仅供参 考，一般考试涉及知识点很全，没有考不到，只有想不到，思考题也要复习到，会有原题 内容：重面不重点，包括绪论课，实验基础知识与基本操作。色谱、合成实验等。 题型：填空题，图释题，纠错题，简答题，综合题 绪论课知识点提要 1. 产率的计算： 理论产量：根据反应式原料全部转化成产物的数量。 实际产量：实验中获得的纯产物的数量。 产率：实际产量 /理论产量 *100%。 /(210*)*100%=% 注意有效数字 2. 环保 要求：节约；回收 9 / 55 严禁使用有机溶剂清洗仪器 2. 防火：不能用烧杯或敞口容器盛装易燃物 金属着火只能用黄沙灭火 有贵重仪器的实验室不能用干淀粉灭火器因为干粉灭火器中含有 NaHCO3，受热分解产生 H2O，导致干粉附着在仪器表面损坏仪器，精密仪器的灭火应该使用 3. 防爆：常压蒸馏禁止在封闭体系内进行 4. 部分危险品标志 5. 个人安全：紧急洗眼器的位置：每个实验台上，水龙头旁边；淋浴花洒的位置：楼道里； 灭火器的位置： 6. 浓酸烧伤：大量水洗， 3-5%碳酸氢钠溶液洗，涂烫伤 油膏。 10 / 55 浓碱烧伤：大量水洗， 1-2%硼酸溶液洗，涂烫伤油膏。 7. 取样注意事项：玻璃棒转移液体，镍勺、刮刀转移固体 取样：取出的试剂 立即盖好药瓶的瓶盖 回收试剂，切记不要与原试剂混淆 药品 遗洒后 必须立刻清理。 8. 升华法： 水蒸气蒸馏法： 9. 有机化学文献常见英文缩写： 10. 临床药物 合成阿司匹林的方法： 11. 化学设计 多步合成 12. 药物手性差异导致疗效不同 还会考各仪器名称，一些不常用的一定要记住，会考实验装11 / 55 置图 第一次实验提要 1. 位置：门；通风橱：实验室两头 2. 常压蒸馏：在一个气压下进行，利用蒸馏操作分离两种混溶液体的操作 【原理】蒸汽压：由于分子运动，液体分子有变为气体分子的倾向，用来衡量这种倾向大小的客观量度为蒸汽压。 蒸汽压和温度有关， T ，蒸汽压 当蒸汽压等于外界压力时，液体沸腾 此时对应的温度为沸点 蒸馏：将液体加热至沸腾变为蒸汽，然后使蒸汽冷却，再凝结为液体，这两个过程的联合操作就是蒸馏 沸程：记录液体开始馏出时第一滴和最后一滴时温度计的读12 / 55 数，该温度范围为沸程 温度计示数随加热时间的变化：温度不变，快速上升，达到沸点，稳定下来；提高温度 继续加热，温度显著上升；维持原来温度加热，温度计示数骤然下降，应停止蒸馏 前馏分：在温度达到预期馏分的沸点之前，可能带有沸点较低的液体先被蒸出 共沸物：当两种或多种不同成分的均相溶液，以一个特定的比例混合时，在固定的压力下，仅具有一个沸点 恒沸点：沸点不因蒸馏的进行而改变的溶液进行 蒸馏时的沸点 【用途】分离互溶液体混合物，测定物质的沸点 【适用条件】非挥发性和挥发性或两种液体的沸点相差 30以上；蒸馏物质在沸点范围内不发生分解等化学反应，混合的蒸馏物质在加热条件下彼此不发生化学反应 【装置】蒸馏部分、冷凝部分、接收部分 安装与拆除的顺序：从左下到右上，拆除顺序正好相反 13 / 55 常压蒸馏装置严禁装成封闭体系 双顶丝在铝夹子的 下方，防止固定不够紧时铝夹子掉落损坏仪器；铝夹子夹在烧瓶、冷凝管颈部 磁子：引入气化中心，防止暴沸。 温度计水银球的位置：温度计在蒸馏头支管处，球泡上端和蒸馏头支管下沿在同一水平线上，保持球泡上被冷凝的液滴包裹 冷凝水：下进上出，先开水再加热，先停热，后关水。 蒸馏速度的控制：调节加热温度控制蒸馏速度，每秒 1-2 滴，否则温度不准，沸点越高流速越慢 真空接引管： 前馏分：在温度达到预期物质的沸点之前，可能带有沸点较低的液体先蒸出 【注意事项】 14 / 55 3. 折射率的测定： 【原理】折射率：光在真空中和介质中的相速度之比值，是有机物纯度的标志 折射：光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射 全反射：光由光密介质射到光疏介质的界面时，全部被反射回原介质内的现象 【仪器】阿贝折射仪：利用全反射原理，棱镜的折射率大于液体的折射率时，可以看到半明半暗的视场，由于明暗视场的分界线对应于掠面入射光，可以据此确定全反射的临界角，根据 sinC=1/n 得到折射率 反射式：固体的折射率 透射式：透明液体的折射率 测量范围： 15 / 55 有效数字： 记录顺序：波长：温度；折射率 【注意事项】 保持镜面清洁：丙酮洗，镜头纸擦，不要损伤镜面，全干后再滴待测液体 用滴管在镜面上滴几滴待 测液体，轻轻向下按压使棱镜密合，以防有机物挥发导致看不清明暗分界线，完成最后一次测定后，清洗镜面并在棱镜间加一张镜头纸 4. 薄层色谱： TLC，以涂布于支持板上的支持物作为固定相， 以合适的溶剂作为流动相，对混合样品进行分离、鉴定和定量的一种层析分离技术。 【原理】 16 / 55 薄层色谱：以涂布于支持板上的支持物作为固定相，合适的溶剂为流动相，对混合样品进行分离、鉴定、定量的一种层析分离技术；属于固液吸附色谱 色谱法：利用样品混合物中各组分的理化性质差异，各组分程度不同的分 配到互不相溶的两相中，当两相两对运动时，各组分在两相中多次重新分配，结果使得混合物分离。 薄层色谱法：物理吸附，由于混合物中个组分对固定相的吸附能力不同，当展开剂流经固定相时，发生无数次吸附和解吸附过程，吸附能力弱的组分随流动相向前移动，吸附力强的组分滞留在后面，各组分移动速率不同使得混合物在固定相薄层上分离 固定相：又称吸附剂，两相中固定不动的一项；常用硅胶或氧化铝，分为加粘合剂的硬板和不加粘 合剂的软板，厚度之间 流动相：又称展开剂，两相中移动的一相 吸附色谱：样品各组分对固定相表面吸附力不同 Rf：化合物与展开剂迁移距离的比值 Rf =实验中测量原点到展开后斑点中心的距离 /原点到展开17 / 55 剂前沿的距离 极性： 色谱分类： 【用途】小量样品的的定性鉴别与分离；检测反应进程；通过与已知标准物的对比，进行未知物的定性检验；快速检验化合物的纯度；探索柱色谱法的分离条件； 【操作】 铺板：平铺法，将调匀的糊 状物倒在玻璃板上，用一根均匀地玻璃棒将糊状物均匀平铺， 振动至表面平整，静置让其固化室温晾干。有时还需在烘箱中 “ 活化 ” ，硅胶 1101 小时，氧化铝 80 半小时。 点样：样点大小 ：斑点直径不超过 2mm 样点间距： 轻 展开：在密闭容器中进行，展开剂加入的高度略超过薄板的厚度 18 / 55 显色：有色斑点；碘熏蒸；腐蚀性显色剂显色；含有荧光剂可在紫外灯下在亮色背景下看到暗色斑点 【注意事项】 展开过程中不可以移动展开缸，展开剂倒回原瓶，展开缸不用洗涤 5. 液体的量取： 量筒： 10ml 50ml 有效数字： 液体的转移：漏斗、移液管 玻璃漏斗： 玻璃滴管： 6. 电加热套和电磁搅拌器的使用：瓶子外壁干燥，空气浴19 / 55 加热；加热旋钮的位置 第二次实验 重结晶操作、熔点 测定和薄层色谱 1. 重结晶：将晶体溶于溶剂或熔融以后，又重新从溶液或熔体中结晶的过程。 【原理】利用溶剂对被提纯物质和杂质的溶解度不同，使杂质在热过虑使被滤除或冷却后留在母液中与结晶分离，从而达到提纯的目的。 溶解度：一定温度下， 100g水中最多能溶解的该物质的质量。 溶解度随温度变化关系：一般 TS ，也有些随温度上升溶解度变化不明显，甚至下降 重结晶溶剂的选择：目标物质于试管中，滴加约 1ml 溶剂，加热至沸腾 最佳：能完全溶解，冷却后析出大量晶体 合适：每次添加，到 4ml都不能溶不合适；能溶，冷却析出20 / 55 大量晶体，合适 能溶，冷却不析出晶体，不合适 不合适：冷热都能溶 完全溶解的判断标准： 目的：减少目标物在母液中的损失，在溶剂的沸腾温度下配置热饱和溶液。 操作：在保持溶 液微沸的温度下，用滴管不断滴加溶剂，至混合物恰好溶解，注意溶液中是否有不溶物防止误加。 完全溶解后多加 20%溶剂：防止晶体在漏斗中大量析出 活性炭用量：固体粗产品的 1-5% 注意事项：先将固体完全溶解，稍冷，加入活性炭，煮沸5-10min 常压热过滤：一般用于低沸点有机溶剂的重结晶 21 / 55 减压热过滤：水和较高沸点或难挥发有机溶剂的重结晶多用(转 载 于 : 海达范文网 :大学有机化学实验知识点总结 ) 过滤操作在减低压力下进行，滤液在内外压力差作用下透过滤纸或砂芯流下，实现和不溶物的分离 滤纸大小：一般用双层滤纸，防止透滤；比布氏漏斗内径略小的圆形滤纸片平铺在漏斗底部 压力控制：根据溶剂的沸点选择合适的压力 /真空度，防止过早析晶或滤液暴沸 优缺点：优点：过滤和洗涤速度快，液 体 和 固 体 分 离 较 完 全 ， 滤 出 的 固 体 容 易 干 燥 缺点：减压能够使低沸点液体的热溶液沸腾、蒸发，导致溶液浓度的改变，暴 沸 /过早析晶 【用途】提纯固体化合物 【适用条件】杂质含量在 5%以下，杂质过多会影响提纯效果，往往需要多次重结晶。 22 / 55 或者先用水蒸汽蒸馏 /萃取初步纯化。 【装置】吸滤瓶、布 氏漏斗、抽滤垫、橡胶管、安全瓶、循环水泵 【注意事项】 热过滤时整个操作要迅速 先用母液洗涤，收集得到的所有晶体，压成滤饼，有少量溶剂洗涤，洗去少量附着在晶 体上的可溶性杂质 晶体的洗涤在常压下进行；然后再减压过滤除去溶剂 打开安全瓶，拆开吸瓶与水泵之间的橡胶管 2. 熔点的测定： 【原理】 23 / 55 熔化：熔化是指对物质进行加热，使物质从固态变成液态的过程 温度计示数随时间变化关系： 熔点：固体有机物固液两相在大气压下达到平衡的温度；可以作为有机物纯度的一种标志 初熔：样品从固体开始熔融时的温度， 全熔：样品全部融化为液体的温度 熔程：初熔和全熔的温度差，纯净的固体有机化合物一般都有固定的熔点且熔程不超过 1 【用途】鉴定晶状的有机化合物，测定熔点，作为化合物纯度判断的标志 【仪器】 毛细管显微熔点仪：用于测定物质的熔点，可以在视场中观24 / 55 察到样品的熔融情况 装样：样品放入标准毛细管，压实后一般高 2-3mm 自由落体压实：冷凝管辅助 操作：粗调升温速率，离沸点 10-15C 时，细调升温速率 【注意事项】 重新测定需将温度调至熔点 30 以下，已经熔融过的样品不能再用 降温快 ，操作简单，但不够精确 3. 薄层色谱：见第一次实验 4. 固体的称量： 【仪器】百分之一天平： 有效数字： 25 / 55 有机化学实验归纳小结 一、有机物物理性质归纳 有机物的物理性质与化学性质同等重要，且 “ 结构决定性质，性质反映结构 ” 不仅表现在化学性质中，同时也体现在某些物理性质上。有机物一些物理性质存在着内在规律，如果抓住其中的规律，可以更好地认识有机物。 熔沸点 1烃、卤代烃及醛 各种烃的同系物、卤代烃及醛的熔沸点随着分子中碳原子数的增加而升高。如： CH4、 C2H6、 C3H8、 C4H10 都是烷烃，熔沸点的高低顺序为： CH4?C2H6?C3H8?C4H10； C2H4、 C3H6、C4H8都是烯烃，熔沸点的高低顺序为： C2H4?C3H6?C4H8；再有 CH3Cl?CH3CH2Cl， HCHO?CH3CHO 等。 同类型的同分异构体之间，主链上碳原子数目越多，烃的熔沸点越高；支链数目越多，空间位置越对称，熔沸点越低。如 CH3(CH2)3CH3?(CH3)2CHCH2CH3?C(CH3)4。 26 / 55 2醇 由于分子中含有 OH，醇分子之间存在氢键，分子间的作用力较一般的分子间作用力强，因此与相对分子质量相近的烃比较，醇的熔沸点高的多，如 CH3CH2OH 的沸点为 78 ，CH3CH2CH3 的沸点为 42 ， CH3CH?CH2 的沸点为 48 。 影响醇的沸点的因素有： 分子中 OH 个数的多少： OH 个数越多，沸点越高。如乙醇的沸点为 78 ，乙二醇的沸点为 179 。 分子中碳原子个数的多少：碳原子数越多，沸点越高。如甲醇的沸点为 65 ，乙醇的沸点为 78 。 3羧酸 羧酸分子中含有 COOH，分子之间存在氢键，不仅羧酸分子间羟基氧和羟基氢之间存在氢键，而且羧酸分子间羰基氧和羟基氢之间也存在氢键，因此羧酸分子之间形成氢键的机会比相对分子质量相近的醇多，因此羧酸的沸点比相对分子质27 / 55 量相近的醇的沸点高，如 1丙醇的沸点为 ，乙酸的沸点为 118 。 影响羧酸的沸点的因素有： 分子中羧基的个数：羧基的个数越多，羧酸的沸点越 高； 分子中碳原子的个数：碳原子的个数越多，羧酸的沸点越高。 状态 物质的状态与熔沸点密切相关，都决定于分子间作用力的大小。 由于有机物大都为大分子，所以有机物分子间引力较大，因此一般情况下呈液态和固态，只有少部分小分子的有机物呈气态。 1随着分子中碳原子数的增多，烃由气态经液态到固态。分子中含有 14个碳原子的烃一般为气态， 516个碳原子的烃一般为液态， 17 个以上的为固态。如通常状况下 CH4、 C4H8呈气态，苯及苯的同系物一般呈液态，大多数呈固 态。 2醇类、羧酸类物质中由于含有 OH，分子之间存在氢键，28 / 55 所以醇类、羧酸类物质分子中碳原子较少的，在通常状况下呈液态，分子中碳原子较多的呈固态，如：甲醇、乙醇、甲酸和乙酸等呈液态。 3醛类 通常状况下除碳原子数较少的甲醛呈气态、乙醛等几种醛呈液态外，相对分子质量大于 100的醛一般呈固态。 4酯类 通常状况下一般分子中碳原子数较少的酯呈液态，其余都呈固态。 5苯酚及其同系物 由于含有 OH，且苯环相对分子质量较大，故通常状况下此类物质呈固态。 密度 烃的密度一般随碳原子数的增多而增大；一氯代烷的相对密29 / 55 度随着碳原子数的增加而减小。 注意： 1通常气态有机物的密度与空气相比，相对分子质量大于29的，比空气的密度大。 2通常液态有机物与水相比： 密度比水小的有烃、酯、一氯代烃、一元醇、醛、酮、高级脂肪酸等； 密度比水大的有溴代烃、硝基苯、四氯化碳、氯仿、乙二醇、丙三醇等。 溶解性 研究有机物的溶解性时，常将有机物分子的基团分为憎水基和亲水基：具有不溶于水的性质或对水无吸引力的基团，称为憎水基团；具有溶于水的性质或对水有吸引力的基团，称为亲水基团。有机物的溶解性由分子中亲水基团和憎水基团的溶解性决定。 30 / 55 1 官能团的溶解性 易溶于水的基团有： OH、 CHO、 COOH、 NH2。 难溶于水的基团有：所有的烃基、卤原子、硝基等。 2分子中亲水基团与憎水基团的比例影响物质的溶 解性 当官能团的个数相同时，随着烃基碳原子数目的增大，溶解性逐渐降低，如溶解性： CH3OH?C2H5OH?C3H7OH；再如，分子中碳原子数在 4 以下的羧酸与水互溶，随着分子中碳链的增长，在水中的溶解度迅速减小，直至与相对分子质量相近的烷烃的溶解度相近。 当烃基中碳原子数相同时，亲水 基团的个数越多，物质的溶解性越强。如溶解性： OH |OH|OH|。 CH2?CH?CH2?CH3CH2CH2OH 31 / 55 当亲水基团与憎水基团对溶解性的影响大致相同时，物质微溶于 水。例如，常见的微溶于水的物质有：苯酚 C6H5?OH、苯胺 C6H5?NH2 、 苯 甲 酸 C6H5?COOH 、 正 戊 醇CH3CH2CH2CH2CH2?OH。 由两种憎水基团组成的物质，一定难溶于水。例如，卤代烃R X、硝基化合物 R NO2均为憎水基团，故均难溶于水。 3有机物在汽油、苯、四氯 化碳等有机溶剂中的溶解性与在水中相反。如乙醇是由较小憎水基团 C2H5?和亲水基团 OH构成，所以乙醇易溶于水，同时因含有憎水基团，所以也必定溶于四氯化碳等有机溶剂中。其他醇类物质由于都含有亲水基团 OH，小分子都溶于水，但在水中的溶解度随着憎水基团的不断增大而逐渐减小，在四氯化碳等有机溶剂中的溶解度则逐渐增大。 二、有机物的鉴定 不同的有机物首先从物理性质：状态和溶解性来区分，中学阶段接触的有机物中， C 原数小于等于 4的烃为气态，还有；C 原子数在 5到 16 之间的烃为液态，还有常用的一些烃的衍生物； C原子数大于 16的烃为固态，还有苯酚，部分高级脂32 / 55 肪酸，脂肪等，从溶解性看，大部分有机物不溶于水，如所有的烃，卤代烃等。易溶于水的有：低级的醇、醛、酸和多元醇，用化学方法鉴定的试剂有如下 使溴水和溶液褪色的：不饱和烃、醛、有醛基的物质、酚、醇、裂化汽油等 仅使 使 使浓褪色的：苯的同系物 悬浊液生成砖红色沉淀的：醛、甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖等。 显 紫色的：含有酚羟基的物质 变黄的：蛋白质 发生银镜反应和与新制 使碘水变蓝的：淀粉 三、有机物分离、提纯 有机物的分离应结合有机物的物理性质和化学性质。例如乙烷中混有乙烯时，有将气体通过溴水或溶液，用洗气的方法将乙烯除去，若溴乙烷中混有乙醇时，可用水除去，利用乙醇与水互溶，水与溴乙烷不互溶，用水将乙醇从溴乙烷中萃取出来，苯中混有苯酚时，单纯用物理性质或单纯用化学性质都无法将它们分开，而且苯与苯酚互溶，此时应先加入，苯酚与起反应生成苯酚钠，苯酚钠类似于无机盐的性质，与苯不互溶，于是溶液就分层了，可以用分液 的方法把它们分开，也可以用分馏的方法把它们分离开。若乙醇中混有水，欲除去时，加33 / 55 入生石灰，生石灰与乙醇中所含的水生成乙酯时，用的是饱和 液反应生成可溶于水的 A混合物的分离提纯 固体与固体混和物 ,若杂质易分解 ,易升华时用加热法；若一种易溶 ,另一种难溶，可用溶解过滤法；若二者均易溶，但其溶解度受温度的影响不同，用重结晶法。 液体与液体混和物，若沸点相差较大时，用蒸馏法；若互不混溶时，用分液法；若在溶剂中的溶解度不同时，用萃取法。 气体与气体 混和物：一般可用洗气法。 若不具备上述条件的混和物，可先选用化学方法处理，待符合上述条件时，再选用适当的方法。 该类题目的主要特点有三个：一是选取适当的试剂及分离的方法除去被提纯物中指定含有的杂质；二是确定除去被提纯物质中多种杂质时所需加入试剂的先后顺序。三是将分离提纯与物质的制34 / 55 备，混和物成分的确定等内容融为一体，形成综合实验题。 B物质的鉴别 不用任何外加试剂鉴别多种物质主要有如下四种形式： 顺序型：通过观察，加热焰色反应或两两混合等方法，先确定某种物质，再用这种物质作为试剂，依次鉴别本组内各物质。 一次型：用某种方法鉴别出一种物质后，这种物质能与其它几种物质分别反应呈现不同的现象，一次性地鉴别本组物质。 分组型：用某方法将原物质组分成若干组，再对各小组内物质进行鉴别。 综合型：以上几种类型的组合。 任选试剂鉴别多种物质的题目往往以简答题的形式出现 ,回答时要掌握以下要领： 35 / 55 选取试剂要最佳：选取的试剂对待检物质组中的各物质反应现象要有明显差异。 不许原瓶操作。 不许 “ 指名道姓 ” ：结论的得出来自实验现象，在加入试剂之前，该物质是未知的，叙述时不可出现取某某物质加入某某试剂 的字样，一般简答顺序为：各取少许 溶解 加入试剂 描述现象 得出结论。 ， 与乙醇的沸点相差较大，可用分馏的方法把它们分开。象实验室制乙酸溶液来使酯析出，目的是为了除去混在乙酸乙酯中的乙酸，乙酸与溶，与酯不互溶，用分液的方法即可得到较纯的酯。后面这几种分离的方法都是综合应用了有机物的物理性质和化学性质。 1.酸性比较 -H 存在于羰基的 -C 上 它的酸性由旁边的吸电子基团的强弱决定 一般的，相邻基团的吸电子效果越强 其酸性越强 相反则越弱 如果连接了硝基之类的效果就相当不错了。 36 / 55 在强碱性环境的条件下 可以类似于酸的电离一样 从分子上解离 被强碱捕获 其母体分子形成了碳负离子 碳负离子作为富电子基团 作为亲核试剂 具有 很强的亲核活性 对高度极化的基团的正电中心进行进攻 常见的是羰基碳 溶剂的碱性强可以促进这类反应的正反应方向进行 可以促进脱质子嘛！ 比较弱的 可以用氢氧化钾 也可以用乙醇钠 LDA之类的强碱。 2.反应活性 有很多有机化学反应，反应时对于不同的烷基或者比如卤代反应对于不同的卤代烃有不同的活性，那么活性的不同是由于什么引起的呢？ 其实化学反应就是电性相反的原子或者基团重新组合， 因此， 表面上看不同的，烃基或者卤素原子活性不同，其实就是电子云的疏密不一样， 电负性也是这个原因。 比如卤代烃的反应活性 R3H-xR2CH-XR-CH2-X 37 / 55 而醚的碳氧键断裂醚键断裂顺序刚好相反，因为有些是亲电的反应， 要求电子云密度大的，活性高。有些是亲核的，要求电子云密度小。 是由烷基或卤代基的给电子或吸电子能力不同引起的。 不同的机理，活性刚 好是相反的因为烷基给电子而卤代基吸电子。 3.碳正离子 碳正离子，也称作碳阳离子，是含有正电碳的活性中间体，通常碳为 sp2杂化，与三个基团结合，留下一对垂直于平面的 p 轨道。 碳正离子在有机化学中具有很重要的地位，如 SN1 反应即经由碳正离子中间体。 一般具有能稳定正电荷的基团的碳正离子具有较高的稳定性。一般而言，三级碳正离子的稳定性大于二级碳正离子；二级碳正离子大于一级碳正离子。 38 / 55 反应中间体涉及碳正离子者通常会发生重排，例如 SN1反应及 E1 反应等。重排 的种类则有氢阴离子迁移与甲基迁移两种。 碳正离子是一种带正电的极不稳定的碳氢化合物。 碳正离子与自由基一样，是一个活波的中间体。碳正离子有一个正电荷，最外层有 6 个电子。带正电荷的碳原子以 SP2杂化轨道与 3个原子结合，形成 3 个 键 ,与碳原子处于同一个平面。碳原子剩余的 P轨道与这个平面垂 直。碳正离子是平面结构。 根据带正电荷的碳原子的位置，可分为一级碳正离子，二级碳正离子和三级碳正离子。 碳正离子的结构与稳定性直接受到与之相连接的基团的影响。它们稳定性的一般规律如下： 苄基型或烯丙型一般较稳定； 其它碳正离子是： 3 2 1 ； 39 / 55 碳正离子越稳定，能量越低，形成越容易，加成速度也越快，可见碳正离子的稳定性决定烯烃加成的取向。 正电荷定域在一个碳原子或非定域地分布在包括碳原子在内的几个原子上，并且 是偶数价电子的中性物种的质子化或脱去氢负离子得到的产物。这是一类缺电子物种。 例 图 (a) 叔丁基正离子，它相当于从异丁烷的 2 位碳上移走一个 H-，或是由异丁 烯在双键末端结合一个质子的产物。叔丁基正离子是电荷定域的。 (b)为卓基离子，是 由还庚三烯移除一个 H-而成的。并且是电荷非定域的。 (a) 的中心碳原子周围只有 六 个价电子。中每个碳分得 个电子，因此均不足八个电子如图是甲烷在超酸中 质子化生成的甲翁离子。从不同的角度出发，可将碳正离子进行不同的分类。 叔丁基正离子；卓基正离子；甲翁离子 CH5+ 有机化学 一有机化合物的命名 40 / 55 1. 能够用系统命名法命名各种类型化合物： 包括烷烃，烯烃，炔烃，烯炔，脂环烃，芳烃，醇，酚，醚，醛，酮，羧酸，羧酸衍生物，多官能团化合物。 立体结构的表示方法： COOH CH3 H OHC2H5 1 ）伞形式： 3OH 2）锯架式： H 41 / 55 3） 纽曼投影式： 4）菲舍尔投影式： H CH3 OH 5）构象 (conformation) (1) 乙烷构象：最稳定构象是交叉式，最不稳定构象是重叠式。 (2) 正丁烷构象：最稳定构象是对位交叉式，最不稳定构象是全重叠式。 (3) 环己烷构象：最稳定构象是椅式构象。一取代环己烷最稳定构象是 e 取代的椅 式构象。多取代环己烷最稳定构象是 e取代最多或大基团处于 e键上的椅式构象。 42 / 55 立体结构的标记方法 1. Z/E标记法：在表示烯烃的构型时，如果在次序规则中两个优先的基团在同一 侧，为 Z 构型，在相反侧，为 E构型。 2H5CH3CH3 CCC H2H5H(Z) 3氯 2戊烯 (E) 3氯 2戊烯 2、 顺 /反标记法：在标记烯烃和脂环烃的构型时，如果两个相同的基团在同一侧， 则为顺式；在相反侧，则为反式。 CH3HC 43 / 55 C CH3CH3H CH 3 3 顺 2丁烯 H33 反 2丁烯顺 1,4二甲基环己烷反 1,4二甲基环己烷 3、 R/S 标记法：在标记手性分子时，先把与手性碳相连的四个基团按次序规则排 序。然后将最不优先的基团放在远离观察者，再以次观察其它三个基团，如果优先顺序是顺时针，则为 R构型，如果是逆时针，则为 S构型。 44 / 55 R 型 S 型 注：将伞状透视式与菲舍尔投影式互换的方法是：先按要求书写其透视式或投影式，然后分别标出其 R/S构型，如果两者构型相同，则为同一化合物，否则为其对映体。 二 . 有机化学反应及特点 1. 反应类型 自由基取代：烷烃卤代、芳烃侧链卤代、烯烃的 H卤代 自由基加成：烯 ,炔的过氧化效应 亲电加成：烯、炔、二烯烃的加成，脂环烃小环的开环加成 亲电取代：芳环上的亲电取 代反应 A 亲核取代：卤代烃、醇的反应，环氧乙烷的开环反应，醚键断裂反应类型：烯烃、炔烃、环烷烃、芳烃、卤代烃 离子型反应 反应 ,卤苯的取代反应 (按历程分 )；炔烃高锰酸钾氧化，臭氧氧亲核加成：炔烃的亲核加成 45 / 55 2. 1） 马氏规律：亲电加成反应的规律，亲电试剂总是加到连氢较多的双键碳上。 2） 过氧化效应：自由基加成反应的规律，卤素加到连氢较多的双键碳上。 3） 空间效应：体积较大的基团总是取代到空间位阻较小的位置。 4） 定位规律：芳烃亲电取代反应的规律，有邻、对位定位基，和间位定位基。 5） 查依切夫规律：卤代烃和醇消除反应的规律，主要产物是双键碳上取代基较多的烯 烃。 6） 休克尔规则：判断芳香性的规则。存在一个环状的大 键，成环原子必须共平面或 接近共平面， 电子数符合 4n+2规则。 7） 霍夫曼规则：季铵盐消除反应的规律，只有烃基时，主要产物是双键碳上取代基较 46 / 55 少的烯烃。当 碳上连有吸电子基或不饱和键时，则消除的是酸性较强的氢，生成较稳定的产物。 8） 基团的 “ 顺序规则 ” 3. 反应 中的立体化学 烷烃： 烷烃的自由基取代：外消旋化 烯烃： 烯烃的亲电加成： 溴，氯， HOBr，羟汞化 -脱汞还原反应 -反式加成 其它亲电试剂：顺式 +反式加成 烯烃的环氧化，与单线态卡宾的反应：保持构型 烯烃的冷稀 KMnO4/H2O 氧化：顺式邻二醇 烯烃的硼氢化 -氧化：顺式加成 烯烃的加氢：顺式加氢 环己烯的加成 炔烃： 47 / 55 选择性加氢： Lindlar催化剂 -顺式烯烃 Na/NH3-反式加氢 亲核取代： SN1：外消旋化的同时构型翻转 SN2：构型翻转 消除反应： E2， E1cb: 反式共平面消除。 环氧乙烷的开环反应：反式产物 四概念、物理性质、结构稳定性、反应活性 .概念 1. 同分异构体 2. 试剂 CH3 碳架异构 H2CCCH2CH2H2CCCH3 H 48 / 55 位置