研究生高等有机合成实验教材

1、高 等 有 机 合 成 实 验东北师范大学化学学院2015年10月实验一 基本操作实验一实验目的：1. 掌握固体和液体的称量与移取基本操作。2. 掌握容量瓶、移液管、滴定管等基本操作技能和方法。3. 掌握有机溶剂的减压蒸馏方法。二实验内容：1. 0.1 mol.L-1氯化钠溶液的配制。2. 减压蒸馏DMF溶剂。3. 乙酸乙酯萃取水中的乙酸。三实验步骤：在50 mL圆底烧瓶中加入25 mL DMF和磁子，装好减压蒸馏装置，开启水泵。等反应体系达到所要求的压力且压力稳定时，开始加热蒸馏，蒸馏速度以0.5-1滴/秒为宜。等达到溶剂沸点时，更换接收器，继续蒸馏。蒸馏完毕，移去热源，然后慢慢打开安全瓶上

2、的旋塞，平衡内外压力，关闭水泵。用10 mL乙酸乙酯萃取20 mL水和冰醋酸的混合溶液（体积比：20：1）2次。萃取后有机相用无水硫酸镁干燥、蒸馏。计算产率。0.1 mol.L-1氯化钠溶液的配制过程。四实验思考题：1. 精密天平的使用和注意事项。2. 循环水泵的使用方法和注意事项。3. 油泵的使用方法和注意事项（油泵检测、换油）。4. 玻璃仪器的洗涤。4. 固体的称量方法(包括微量固体、液体以及催化剂的称量方法)。5. 固体的干燥和注意事项。6. 液体的量取方法和注意事项。7. 有机试剂和溶剂干燥方法和处理的注意事项（绝对无水方法）。8. 加热方式和注意事项。9. 冷却方式和注意事项。10.

3、 分液漏斗的操作方法和使用注意事项。11. 移液管的使用和注意事项。12. 容量瓶的使用和注意事项。13. 酸式滴定管的使用和注意事项。14. 减压蒸馏操作和注意事项。 15. 萃取操作和注意事项。实验二 绝对无水乙醚的制备一实验目的：1. 掌握金属钠的使用注意事项。2. 掌握绝对无水乙醚的制备方法。3. 掌握低沸点溶剂的蒸馏方法。二实验内容：1. 活泼金属钠的使用。2. 绝对无水乙醚的制备。三实验步骤：在50 mL三颈圆底烧瓶中加入25 mL无水乙醚和磁子，装上回流冷凝管。然后分批次加入适量的钠丝（每次加钠丝时，要观察乙醚溶液中是否有气泡产生），当加入钠丝没有气泡产生时，把反应装置放在加热套

4、上，加热回流半小时（观察钠丝表面变化），加入少量二苯甲酮，看溶液是否变蓝。变蓝后，把反应装置变成蒸馏装置蒸出乙醚。最后，用乙醇把反应瓶中的钠丝处理干净。四实验思考题：1. 无水装置和绝对无水装置的操作方法。2. 金属钠的使用和处理的注意事项。3. 乙醚使用和蒸馏时的注意事项。4. 乙醚中过氧化物的检测和除去方法。5. 无水乙醚和绝对无水乙醚的制备。6. 蒸馏装置的安装与操作。7. 回流装置的安装与操作。8. 绝对无水乙醚的鉴定方法及原因。9. 反应仪器必须干燥。10. 加热方式必须用电热套不能用热水浴。实验三 二苯乙二酮的制备一实验目的：1. 掌握薄层色谱的原理、作用以及操作过程。2. 掌握重

5、结晶、抽滤以及干燥等基本实验操作技能和方法。二实验原理：三实验步骤：在50 mL三颈圆底烧瓶中加入4.3 g（0.02 mol）安息香、12.5 mL冰醋酸、2 g（0.025 mol）粉状硝酸铵和2.5 mL 2 %硫酸铜溶液，加入几粒沸石，装上回流冷凝管，在石棉网上缓缓加热并时加振荡。当反应物溶解后开始放出氮气，TLC监测反应完全。将反应混合物冷却至50 60 ，在搅拌下倾入20 mL冰水中，析出二苯乙二酮结晶。抽滤，用冷水充分洗涤，尽量压干。粗产物用乙醇重结晶并计算产率。四实验思考题： 1. 色谱法的原理和作用。2. 薄层色谱的原理与作用。 3. 薄层色谱和纸色谱的异同点。 4. 薄层色

6、谱板的制备、点样、展开以及显色等过程和注意事项。 5. 重结晶和混合物重结晶的过程和注意事项。 6. 固体有机化合物抽率和干燥的注意事项。 7. 分配色谱、吸附色谱、离子交换色谱以及凝胶色谱的原理。 8. 由安息香氧化制备二苯乙二酮时可使用哪些氧化剂？简述硝酸及醋酸铜氧化法的反应特点。 9. 上述氧化反应的反应机理。实验四 三苯甲醇的制备一实验目的：1. 学习Grignard试剂的制备方法、技巧和应用。2. 学习由Grignard试剂制备结构复杂醇的原理和方法。3. 学习有机化学合成实验中的无水操作基本技巧。二实验原理：三实验步骤： 1. 苯基溴化镁的制备： 在 50 mL 的三颈圆底烧瓶上分

7、别装置搅拌器、回流冷凝管和滴液漏斗，在冷凝管和滴液漏斗的上口装置氯化钙干燥管，瓶内加入镁屑0.4 g（0.015 mol）和5 mL无水乙醚及一小粒碘，滴液漏斗中加入1.6 mL （2.4 g, 0.015 mol）溴丁苯和10 mL无水乙醚，混匀。将恒压漏斗中的溴苯乙醚溶液滴加约三分之一到三颈圆底烧瓶中以引发反应，片刻微沸（若不反应，可用水浴温热），开始搅拌。然后慢慢滴入剩下的溴苯和乙醚溶液，控制滴加速度，以维持乙醚溶液呈微沸状态。加完后，用水浴温热回流 30 min，使镁几乎作用完全。 2. 三苯甲醇的合成： 冰水浴冷却反应混合物，在搅拌下，由滴液漏斗滴入2.75 g（0.015 mol）

8、二苯甲酮和10 mL无水乙醚的混合液。滴毕，用温水浴加热0.5 h，使反应完全，然后冷却到室温。 将反应瓶用冰水浴冷却，搅拌下加入稀硫酸溶液（1 mL 浓硫酸 + 15 mL 水）分解加成物。可观察到反应瓶中溶液分为两层，上层为溶有三苯甲醇的醚层，下层为水层。分解完毕后，将溶液转入分液漏斗，分出醚层，然后利用蒸馏装置水浴加热蒸出醚相中的乙醚，得到粘稠物，冷却到室温后，加入10 mL 石油醚，充分搅拌，析出三苯甲醇。抽滤，用少量石油醚洗涤，粗产品用乙醇水混合溶剂重结晶，干燥后产量约23g。纯三苯甲醇为无色棱状晶体，mp 164.2 C。四实验思考题：1. 所用的仪器和药品必须干燥的原因及干燥方法

9、。2. 镁屑要求和处理方法。3. 机械搅拌器的使用注意事项。4. 碘的作用机理。5. 若不反应，用热水加热时的注意事项。6. 制备Grignard试剂，为什么反应开始前不搅拌，而反应发生后必须搅拌。7. Grignard反应发生标志以及制备成Grignard试剂溶液的颜色。8. 镁盐水解时所加酸的种类以及加入方式。 9. 制备格氏试剂时， 为什么用乙醚和四氢呋喃作为常用的试剂？其它溶剂为什么不可以？ 10. 该反应副产物联苯主要是如何生成？实验五 1,2-环已二胺光学异构体对的拆分一参考文献：1. Larrow, J. F.; Jacobsen, E. N. A Practical Metho

10、d for the Large-Scale Preparation of N,N-Bis(3,5-di-tert-butylsalicy1idene)-1,2-Cyclohexanediamin-ato2(-) manganese Chloride, a Highly Enantioselective Epoxidation Catalyst, J. Org. Chem. 1994, 59, 1939.2. Gasbel, F.; Steenbel, P.; Seremen, B. S. The Preparation, Separation, and Characterization of

11、the lel3- and ob3-Isomers of Tris(trans-1,2-cyclohexanediamine)rhodium (III) Conplexes, Acta Chem. Scad. 1972, 26, 3605.3. Trost, B. M.; OBoyle, B. M. Synthesis of 7-Epi (+)-FR900482 An Epimer Comparable Anti-Cancer Activity, Org. Lett. 2008, 10, 1369.4. 尹国，刘振华，曾珊珊，朱国洪，手性异构体拆分方法和研究进展，中国药物化学杂志，2001, 11, 57.5. 彭智勇，张康，葛建利，1,2-环己二胺的化学拆分方法，中国发明专利，2012年。6. 周维善，庄治平著，不对称合成，北京科技出版社, 1997。7. 林国强，手性合成-不对称反应及其应用，科学出版社, 2