化学实验讲义.doc

实验二 黄连中小檗碱的提取和鉴定（设计性实验）一、目的与要求1.通过对黄连中小檗碱的提取，掌握天然产物的提取技术。2.通过对小檗碱的鉴定，掌握一般生物碱的鉴别方法。3.通过查阅资料并结合所学知识，初步了解并完成实验方案的设计。二、基本原理黄连主含小檗碱，含量为5.20%-7.69%，还含黄连碱，甲基黄连碱、掌叶防己碱等，由于它们有相似结构，常统称为黄连生物碱。小檗碱异名为黄连素，在水或稀乙醇中结晶所得小檗碱为黄色针状结晶。游离小檗碱微溶于冷水，易溶于热水，几乎不溶于冷乙醇、氯仿和乙醚。小檗碱和大分子有机酸生成的盐在水中的溶解度都很小。小檗碱有季铵式、醛式、醇式，3种能互变的结构式，以季铵式最稳定。小檗碱的盐都是季铵盐，于硫酸小檗碱的水溶液中加入计算量的氢氧化钡，生成棕红色强碱性游离小檗碱，易溶于水，难溶于乙醚，称为季铵式小檗碱。如果于水溶性的季铵式小檗碱水溶液中加入过量的碱，则生成游离小檗碱的沉淀，称为醇式小檗碱。如果用过量的氢氧化钠处理小檗碱盐类则能生成溶于乙醚的游离小檗碱，能与羟胺反应生成衍生物，说明分子中有活性醛基，称为醛式小檗碱。小檗碱的提取方法主要有溶剂法（包括水或水有机溶剂法、醇酸水有机溶剂法、碱化有机溶剂法）、离子交换树脂法、沉淀法等，通过生物碱特有的沉淀反应和显色反应对其进行鉴别.小檗碱的结构式三、仪器和试剂1.仪器与材料100mL园底烧瓶、冷凝管、50mL、100mL烧杯各1只，10mL、25mL量筒各1个，铁架台1个、漏斗1个、滤纸若干、滴管1个、蒸发皿、小试管三支等。2. 试剂与原料黄连粉2.0g，体积分数为95%的乙醇15mL，浓HCl10mL、蒸馏水、碘化铋钾试液、碘碘化钾试液、硅钨酸试液等。四、实验步骤1.小檗碱的提取2.小檗碱的鉴定实验十 香豆素-3-羧酸的制备（综合性实验）一、实验目的1学习利用Knoevenagel反应制备香豆素的原理和实验方法。 2了解酯水解法制羧酸。 二、实验原理本实验以水杨醛和丙二酸二乙酯在六氢吡啶存在下发生Knoevenage缩合反应制得香豆素-3-羧酸酯，然后在碱性条件下水解制得目标产物。 反应式为： 三、基本操作训练：（含仪器装置和主要流程）回流与无水操作、结晶、抽滤、洗涤、重结晶等基本操作；IR测定与分析【操作步骤】1、在25mL圆底烧瓶中依次加入1mL水杨醛、1.2mL丙二酸二乙酯、5mL无水乙醇和0.1mL六氢吡啶及一滴冰醋酸，在无水条件下搅拌回流1.5h，待反应物稍冷后拿掉干燥管，从冷凝管顶端加入约6mL冷水，待结晶析出后抽滤并用1mL被冰水冷却过的50%乙醇洗两次，粗品可用25%乙醇重结晶，干燥后得到香豆素-3-羧酸乙酯，熔点93。 2、在25mL圆底烧瓶中加入0.8g香豆素-3-羧酸乙酯、0.6g氢氧化钾、4mL乙醇和2mL水，加热回流约15min。趁热将反应产物倒入20mL浓盐酸和10mL水的混合物中，立即有白色结晶析出，冰浴冷却后过滤，用少量冰水洗涤，干燥后的粗品约1.6g，可用水重结晶，熔点190（分解）。 四、实验关键及注意事项1、实验中除了加六氢吡啶外，还加入少量冰醋酸，反应很可能是水杨醛先与六氢吡啶在酸催化下形成亚胺化合物，然后再与丙二酸二乙酯的负离子反应。 2、用冰过的50%乙醇洗涤可以减少酯在乙醇中的溶解。 五、主要试剂及产品的物理常数：（文献值）名 称分子量性 状比 重熔点沸点溶解度：克/100ml溶剂水醇醚香豆素-3-羧酸190.15白色结晶190（分解）六、产品性状、外观、物理常数：（与文献值对照）己内酰胺为白色粉末或者白色片状固体七、产率计算：八、提问纲要1、试写出用水杨醛制香豆素-3-羧酸的反应机理。 2、羧酸盐在酸化得羧酸沉淀析出的操作中应如何避免酸的损失，提高酸的产量。 九、主要试剂用量、规格水杨醛、丙二酸二乙酯、无水乙醇、六氢吡啶、冰醋酸、浓盐酸、氢氧化钾、无水氯化钙。实验八 1，2，4，-三唑的制备（设计性实验）Preparation of 1H-1,2,4-三唑-triazole一、实验目的了解无取代三唑环的合成和应用；了解文献资料的收集和整理；学会对实验数据的处理和分析。二、实验原理根据实验数据和文献资料写出本实验的可能反应机理。应用与发展根据文献资料用自己的语言总结出该化合物的应用、意义等。三、实验仪器和试剂（实验前要根据实验内容写出详细的实验仪器名称，熟悉实验仪器及所涉及到仪器设备的使用）带机械搅拌蒸馏装置（尾气吸收）等，有机溶剂重结晶反应装置。水合肼C.P.80 甲酰胺 C.P.99.5 常用溶剂四、实验内容在配有温度计，蒸馏头、直型冷凝器，机械搅拌和恒压滴液漏斗的100ml四口瓶中，加入甲酰胺（0.8mol），加热搅拌至一定温度，搅拌并在一定时间内滴加80水合肼，逸出的氨气和甲酸引入吸收瓶（内盛20-30H2SO4）吸收。滴加完毕，在于180-185下继续反应一段时间，然后冷至130-140，倾倒于烧杯或表面皿中，用玻璃棒搅拌冷却析出固体，过滤得粗产品1,2,4-三唑，记录产品质量，用溶剂重结晶得白色结晶，记录产量，换算产率。熔点117-120。(IR v: 3129,3097,3055,2926,1764,1532,1484,1362,1272,1258,1180cm-1) 为了了解反应及反应条件对反应的影响，完成了几组实验数据如下：1：改变物料配比加入甲酰胺后，使用电炉子加热至180，使反应液保持在180下滴加80%的水合肼，滴加时间为90min。滴毕，180保温30min，撤掉热源，冷至130-140，倾倒于烧杯中，析出固体，过滤，称量质量。甲酰胺的量0.8mol 36.0g水合肼物质的量（mol）0.160.200.240.280.320.360.400.440.480.520.560.6080%水合肼的质量（g）10.012.515.017.520.022.525.027.530.032.535.037.6水合肼甲酰胺物料比0.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.700.75三唑理论质量（g）11.013.816.619.022.124.827.627.627.627.627.627.6同学甲三唑实际质量（g）4.27.59.311.114.816.217.717.116.020.919.918.6实验粗产率（%）38.0454.3556.0258.4266.9765.3264.1361.9657.9775.7272.1067.39同学乙三唑实际质量（g）3.16.18.013.815.617.016.714.913.621.318.621.6实验粗产率（%）28.1849.2048.1972.6370.5968.5560.5153.9948.2878.8967.3978.26同学丙三唑实际质量（g）8.113.315.718.316.017.420.318.121.915.419.4实验粗产率（%）58.6980.1282.6382.8164.5263.0473.5565.5879.3555.7971.012. 1：改变滴加时间加入22.6g（2mol）甲酰胺后，使用电炉子加热至180，使反应液保持在180下滴加80%的水合肼12.6g。滴毕，180保温30min，撤掉热源，冷至130-140，倾倒于烧杯中，析出固体，过滤，称量质量。甲酰胺的量0.5mol，22.6g 水合肼物质的量0.25mol，12.6（80%水合肼）水合肼甲酰胺物料比2：1三唑理论质量（g）17.3g同学丁滴加时间（小时/h）0.50.751.01.251.51.752.02.252.52.753.0实验粗产率（%）5.16.98.46.28.97.58.910.410.08.87.6三唑实际质量（g）4.27.59.311.114.816.217.717.116.020.919.918.6实验粗产率（%）38.0454.3556.0258.4266.9765.3264.1361.9657.9775.7272.1067.39同学乙三唑实际质量（g）3.16.18.013.815.617.016.714.913.621.318.621.6实验粗产率（%）28.1849.2048.1972.6370.5968.5560.5153.9948.2878.8967.3978.26同学丙三唑实际质量（g）8.113.315.718.316.017.420.318.121.915.419.4实验粗产率（%）58.6980.1282.6382.8164.5263.0473.5565.5879.3555.7971.01注：同学们应在实验前认真熟悉所用磨口仪器的安装及其注意事项。参考文献：1Panw D D ENew antifungal agents and preparations工International Journal of Antimicrobial Agents2000，16：1471502周文明，王昌钊，李长杰，等新三唑类化合物的合成及抑菌活性研究J西北农林科技大学学报，2005，33(6)：1471503 白雪，周成合，米佳丽三唑类化合物研究与应用J化学研究与应用，2007，19(7)：7217294 NHNam，et a1Carboxylic acid and phosphate esterderivatives of Flueonazole：synthesis and antifunhalactivitiesJBioorganic and Medicinal Chemistry Lette墙，2004，12(12)：625562695Khana F R，Smithb L JEvaluating fungicides for controllingCercospom leaf spot on sugar beetJCropProtection，2005，24：79866Horsley R D，Pederson J D，Sehwarz P B，et a1Integrateduse of tebueonazole and fnsarium head blight一胁sistant barleygenotypesJAsronoJ2006，98(1)：1941977杨典文. 1，2，4三唑类化合物的合成J浙江化工，2004，35(7)：4-58马晓燕，王国强，田战省1，2，4-三唑的制备方法J火炸药，1997(4)：51529马晓燕，程永清，宁荣昌1，2，4-三唑的合成工艺研究J陕西化工，1998(3)：262810杜斌1H1，2，4三唑的制备J中国医药工业杂志，2000，31(11)：515实验五 高锰酸钾法测定蛋壳中CaO的含量（设计性实验）一、实验目的1.学习间接氧化还原测定CaO的含量。2.巩固沉淀分离、过滤洗涤与滴定分析基本操作。3.培养学生理论联系实际，独立进行实验的能力二、实验原理 鸡蛋壳的主要成分为CaCO3,其次为MgCO3、蛋白质、色素以及少量的Fe、Al。利用蛋壳中的Ca2+与草酸盐形成难溶的草酸盐沉淀，将沉淀经过滤洗涤分