有机化学实验讲义

1、有机化学实验讲义琚辉 2006年12月天津中医药大学有机化学实验室实验一 蒸馏及沸点的测定一、 实验目的1.学会常量法测定液体的沸点2.掌握蒸馏装置的安装3.学会利用蒸馏的方法别离沸点不同的液体二、 实验原理饱和蒸汽压、沸腾、沸点的概念。蒸馏：所谓蒸馏就是将液体物质加热到沸腾变为蒸汽，又将蒸汽冷凝为液体，这两个过程的联合操作。如：将沸点相差30以上的混合液体蒸馏时，沸点较低的先蒸出，沸点较高的随后蒸出，不挥发的物质留在蒸馏瓶内，这样可到达别离和提纯的目的。纯液体有机化合物在蒸馏过程中，沸点范围很小0.51，所以可以利用蒸馏测定沸点。气化中心及沸石的使用。三、 实验步骤升降台的作用，电热套的使用

2、及本卷须知，选用适当容积的蒸馏烧瓶，温度计的选择和使用，冷凝管的种类及使用，接受器和前馏分。仪器的安装顺序：由下到上，由左到右。如图安装磨口局部连接紧密，与大气联通。1. 250ml低烧瓶参加100ml乙醇水溶液，参加1-2粒沸石，通入冷凝水2. 翻开电源，节电压至100v3. 溶液沸腾，观察温度计示数变化4. 收集馏分，72-785. 量取收集馏分体积，计算产率6. 仪器的撤除顺序与安装顺序相反四、实验重点1.蒸馏的原理 2.仪器的合理使用 3.沸石的使用 4.产律的计算 5.仪器的安装和撤除6.蒸馏时温度计的位置实验二 熔点测定及温度计的校正一 实验目的1. 学会使用熔点仪测定有机物的熔点

3、。2. 掌握绘图法校正温度计的方法。3. 通过测定有机物熔点，判断物质的纯度。二 实验原理熔点：通常把晶体加热到一定温度时，即可以从固态转变液态，此时的温度就为该晶体的熔点。纯洁的晶体从开始熔化其现象为塌落并有液体产生即为始熔，至完全熔化其现象为晶体完全消失变为液体即全熔的温度范围叫熔距或熔程。当达熔点时，纯化合物晶体几乎同时崩溃熔化，熔距很短，一般在0.51;不纯的化合物晶体,即当有少量杂质存在时，其熔点一般会下降，熔距增大。因此，测定固体物质的熔点可鉴定其化合物的纯度。熔点是反映有机物纯度的指标，由于杂质的存在，常使熔点降低。同时，因为固体有机化合物有其固定的熔点，所以从熔点的测定，又可初

4、步推知其为某种化合物。三 实验步骤1.熔点管的制备：通常用内径约1mm长约60一70mm、一端封闭的毛细管作为熔点管。2.试样的装入：样品的高度约23mm3.熔点的测定与温度计的使用4.升温速度的控制5.绘制温度计校正曲线6.测量未知样品四 实验的本卷须知：1.药品应装填紧密2.升温速度应不阻碍观察3.温度降到适宜时再进行下一次测量实验三 水蒸汽蒸馏一、 实验目的1. 学习水蒸气蒸馏的原理及应用2. 掌握水蒸气蒸馏的装置及操作方法二、 实验原理水蒸汽蒸馏是用来别离和提纯有机化合物比较常用的方法，对于一些难溶于水但具有一定挥发性的物质，可以用通入水蒸汽的方法把它和水一起蒸馏出来，这叫水蒸气蒸馏。

5、能进行水蒸气蒸馏的有机物必须是具备以下三个特性： 1. 不溶或难溶于水(假设溶于水，那么蒸汽压显著下降，不易蒸出) 。2. 在沸腾下与水长时间共存不起化学反响。3. 在100左右时，必须有一定的蒸汽压(不小于1333.22Pa)。当有机物与水一起共热时，根据分压定律(道尔顿定律)，整个系统的蒸气压应为各组分蒸气压之和。 P总=P水+P有。当混合物中各组分的蒸气压总和等于外界大气压时，混合物开始沸腾。此法常用于以下几种情况：1.反响混合物中含有大量树脂状杂质或不挥发性杂质。2.从固体多的反响混合物中别离被吸附的液体产物。3.某些有机物在到达沸点时容易被破坏，采用水蒸汽蒸馏，可在100以下蒸出。三

6、、 实验步骤按要求安装水蒸汽蒸馏的装置图。用500ml圆底蒸馏烧瓶作为水蒸馏器，用电热套加热。参加的水量以其容积的1/2-2/3为宜, 平安管几乎插至发生器底部，加二粒沸石(平安管插入蒸馏头接A接口至蒸馏烧瓶)。T型管止水夹及后面90°弯管、T型管的乳胶管插入蒸馏头侧管中，蒸馏局部为250ml三颈瓶。一颈用玻璃塞塞住，中间口插入90°玻璃管，顺序为90°玻璃管、温度计套管插入大小头接三颈瓶中间的口，调玻璃管接近烧瓶底部，没于待蒸馏液面之下，三颈瓶第二颈用蒸馏弯头75°与水冷凝器相连后，接尾接管、锥形瓶。加料：三颈瓶内参加30ml环己烷。蒸馏：翻开止水夹，

7、加热至水沸腾，关闭止水夹，水蒸气进入蒸馏局部，开始蒸馏,蒸馏速度为23滴/秒。结束：当蒸馏无明显油球，澄清透明时，先翻开止水夹，然后移开热源，以免发生倒吸现象。蒸出物用分液漏斗别离出环己烷。注意： 必须经常检查平安管中水位是否正常，如果平安管内水柱从顶端喷出，说明蒸馏系统内压力增高，应立即翻开弹簧夹，检查原因。 防止倒吸现象的发生。如果蒸馏瓶内压力大于水蒸汽发生器内的压力，将产生液体倒吸，也应立即翻开弹簧夹。 蒸馏局部混合物溅飞是否厉害，一旦发生不正常，应立即旋开螺旋夹，移走热源。排故障前方可继续蒸馏。实验四 萃取一、 实验目的1. 掌握分液漏斗的使用。2. 学会使用分液漏斗，进行有机物的萃取

8、、洗涤。二、实验原理萃取是有机化学实验中用来提取或纯化有机化合物的常用操作之一。应用萃取可以从固体或液体混合物中提取出所需要的物质，也可以用来洗去混合物中的少量杂质。通常称前者为“抽提或“萃取；后者为“洗涤。假设一物质在两液相A和B中的浓度分别为CA和CB,那么在一定温度下，CACBK。K是一常数，称为“分配系数，可近似地看作此物质在两溶剂中的溶解度之比。在萃取时，假设在水溶液中先参加一定量的电解质如氯化钠，利用所谓“盐析效应，所降低有机化合物和萃取溶剂在水溶液中的溶解度，常可提高萃取效果。用同样体积的溶剂，分屡次萃取比一次萃取效率高。一般同体积溶剂分为3-5次萃取即可。同理也适用于由溶液中除

9、去或洗涤溶解的杂质。三、实验操作1.分页漏斗的检漏2.凡士林的涂抹方法3.分页漏斗的枯燥4.正确使用分液漏斗握法，震荡，放气，静置实验五 正溴丁烷的制备一、实验目的：1学习用溴化钠、浓硫酸和正丁醇制备正溴丁烷的原理和方法。2掌握带有吸收毒气装置的加热回流操作。3学习分液漏斗的使用及复习蒸馏操作。二、实验原理： 用浓硫酸和溴化钠作溴代试剂。从正丁醇制备正溴丁烷。 主要反响：NaBr+H2SO4(浓) HBr+NaHSO4 n-C4H9OH +HBr n-C4H9Br +H2O 副反响： CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH=CH2 +H2O 2n-C2H9OH (n-C4H9)2O +

10、H2O三、实验步骤回流装置：如图如图安装,后加料，在150ml圆底烧瓶中放20ml水，再小心参加29ml浓硫酸。混合均匀后，冷至室温，边摇边加19ml正丁醇及25g研细的溴化钠。洄流： 先加沸石，尽快装上洄流冷凝管，从其上端接一溴化氢气体吸收装置。电热套加热回流1.5小时，反响发生，可见到分层，上层为产品。蒸馏：流结束后，移去电热套，让混合物冷却。改装仪器蒸馏，烧瓶中再加沸石，流速控制在23滴/秒。接受：0ml三角瓶浸在盐水溶液中，接受产品，产品分层。蒸至馏出液澄清或用水检确证无n-C4H9Br(油状物)，停止蒸馏。别离杂质：出液的主要成分是正溴丁烷和水，其它还有余下的正丁醇，副产物丁醚、1-

11、丁烯及少量的硫酸和HBr。用分液漏斗将杂质除去。(分液漏斗的使用方法要讲。)水和正溴丁烷不相混溶，将二者在分液漏斗中一起振摇，静置后分为二层。 用15ml水洗涤 加10ml浓硫酸洗涤 用水、饱和NaHCO3及水各15ml洗涤三次 枯燥：最后将有机层倒入50ml有塞的三角瓶中，加2g无水CaCl2 称重计算产率实验六 肉 桂 酸一、实验目的(1)熟悉采用珀金反响制备肉桂酸的原理和方法(2)掌握水蒸气蒸馏的原理及操作方法。二、实验原理芳香醛和脂肪酸酐在相应脂肪酸碱金属盐的催化下缩合，生成芳基丙烯酸类化台物，这个反响称为珀金(Perking)反响。本反响的实质酸酐与芳醛之间的羟醛缩合，其反响式为：三

12、、实验步骤 本实验所用反响仪器及量取反响试剂的容器必须是枯燥的。在枯燥的100ml圆底烧瓶中放入3g碾细的、新焙融过的无水醋酸钾粉料5m1(005mo1新蒸馏过的苯甲醛2和7m1醋酸酐，振荡使三者混合。装上空气冷凝管，在电热套上加热回流，保持75分钟。将反响物趁热倒入盛有150m1水的500m1圆底烧瓶内，原烧瓶用100m1沸水分两次洗涤，洗涤液也倒入500m1烧瓶中。一边充分摇动烧瓶，一边慢慢参加少量碳酸钠固体3，直至反响混合物呈弱碱性(约775g)。然后进行水蒸气蒸馏，蒸出未作用的苯甲醛至馏出液无油珠状为止。剩余物中参加少许活性炭，加热回流10分钟，趁热过滤。滤液小心地用浓盐酸酸化。将热溶

13、液放入冷水浴中，搅拌冷却。待肉桂醛完全析出后，减压过滤，产物用少量水洗净，挤压去水分，在100以下枯燥,计算产率。实验七 乙酸乙酯的制备一实验目的(1) 了解并掌握乙酸乙酯的制备方法。(2) 掌握蒸馏及分液漏斗的使用方法。二实验原理 本实验在浓硫酸催化下，采用乙酸与乙醇为原料，加热而制得乙酸乙酯。CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O为加快酯化反响速率，可增高温度或使用催化剂，使反响在较短的时间内到达平衡。破坏可逆平衡，使产量提高。三实验步骤 如图装置将15m1冰醋酸和23m195乙醇置于l00ml圆底烧瓶中，在振摇下参加75m1浓硫酸充分摇匀，加几颗沸石，装上回流冷凝管

14、，在水浴上加热回流30分钟。稍冷后，改成蒸馏装置，水浴上蒸馏，蒸至不再有蒸出物为止。往馏出液中加饱和碳酸钠溶液，充分摇匀，有机相呈碱性或中性。用分液漏斗分去有机相，有机相加等体积的饱和食盐水洗一次，再用等体积的饱和氯化钙溶液洗一次，分出有机相，用无水硫酸钠枯燥。枯燥后的粗产品滤至枯燥的蒸馏烧瓶中，加几颗沸石，于水浴上蒸馏，收集7378馏分。四计算产率实验八 甲基橙的制备一实验目的：1.掌握由重氮化、偶合反响制备甲基橙的原理和方法。2.稳固重结晶的操作。二实验原理重氮盐常用来制备芳香卤代物、酚、芳腈及偶氮染料等，如指示剂甲基橙，它是由对氨基苯磺酸重氮盐与N,N-二甲基苯胺的醋酸盐，在弱酸介质中偶

15、合得到的。偶合首先得到的是嫩红色的取代甲基橙，称为酸性黄；在碱性中酸性黄转变为橙黄色的钠盐，即甲基橙。介质的酸碱性对偶合反响影响颇大，酚类的偶联反响宜在中性或假设碱性中进行；胺类偶联反响宜在中性或弱酸性中进行。三实验步骤1.准备几个小烧杯，配制以下溶液用。将20ml55碳酸钠溶液冲稀至45ml,加3.5g对氨基苯磺酸1,待其溶解后,在与7ml水溶解有1.2g亚硝酸的溶液混合均匀,倒入滴定管中。滴定管中放置20ml水冲洗的3ml盐酸溶液.滴定管中装有2.1ml N,N-二甲苯胺,1ml冰醋酸,和20ml乙醇的混合液。2.调节各滴定管的滴速，首先在滴定管中参加适量的蒸馏水，以调节滴速，按试剂量的比

16、例，必须使三管的溶液同时滴完调好后，分别将滴定管下口用一端封闭的朔料套管2套住，然后将水从滴定管上口到出，再分别到入已配制好的试剂，装置好后，用剪刀剪掉朔料套管，那么三种试剂可按已调好的流速进行反响。管与管溶液相遇后即发生重氮化反响而生成重氮盐。随即与管的溶液发生偶联反响，而生成甲基橙3。用烧杯接流出物。3.在所得浆状物中参加10ml25%氢氧化钠溶液，此时甲基橙由红变为橙黄色，过滤粗产品，用1%氢氧化钠溶液重结晶约60ml。得到橙黄或橙色小叶片状的甲基橙晶体。产量约需4g,产率约74%.实验九 从茶叶中提取咖啡碱一实验目的1.学习掌握从茶叶中提取咖啡碱的原理2.掌握用脂肪提取器进行液-固萃取

17、的方法3.掌握用升华进行固体有机物纯化的方法二实验原理结晶水的咖啡碱为白色针状结晶末，味苦，能溶于水、乙醇、丙酮、氯仿等。在100时失去结晶水，开始升华，120时升华相当显著，178以上升华加快。无水咖啡碱的熔点为238。三实验步骤1 提取：称取茶叶末10g装入脂肪提取器的滤纸套1筒内，在烧瓶中参加120ml80%乙醇，用电热套加热。连续提取75分钟虹吸管中的提取液为淡黄色，待冷凝液刚刚虹吸下去时，立即停止加热。改成蒸馏装置，回收大局部乙醇3。剩余约10-15ml，便与转移。2 熔炒：将残液倾入蒸发皿中，参加4g生石灰粉2，在蒸气浴上蒸干后在烘干的过程中，应不断搅拌，使之成为粉末。，隔石棉网在

18、酒精灯上熔炒，使水分全部除去。3 升华4：取适宜的玻璃漏斗，颈部塞一小块棉花，蒸发皿上盖着一刺有许多小孔的滤纸，再将漏斗盖在蒸发皿上，隔石棉网加热升华，当纸上出现白色针状结晶时，控制火焰，尽可能使升华速度放慢，如发现有棕色烟雾时，即升华完毕，停止加热。4 产品的收集：冷却后揭开漏斗和滤纸，用手术刀刮下结晶。残渣经搅拌后再升华一次，两次升华收集的咖啡碱。合并测定熔点假设产品不纯时，可用少量热水重结晶提纯或放入微量升华管中再次升华。5 称量计算产率实验十 醇、酚、糖的化学性质一 实验目的：1.通过实验进一步认识醇、酚、糖的一般性质，2.比较醇、酚、糖之间的化学性质上的差异，认识烃基和羟基之间的相互

19、影响。3.进一步认识单糖、双糖和多糖，的特性，掌握复原糖和非复原糖区别。二实验步骤醇的性质1 醇钠的生成和水解 取2支枯燥的试管,分别参加1ml无水乙醇1、正丁醇.然后分别向两支试管里参加1粒绿豆大小洁净的金属钠。用大母指按住试管口,待气体平稳放出并增多时,将试管口靠近火焰,放开大拇指,有何现象发生。 在所得的溶液参加5ml水2,摇动试管,参加2滴酚酞试剂,有何现象出现,并说明原。2 硝酸铈铵试验3 分别参加5滴95%乙醇 乙二醇 甘油和饱和甘露醇水溶液于4支试管中,然后各滴加2滴硝酸铈铵试剂,摇动试管,观察溶液颜色的变化。 含10个碳以下的醇和硝酸铈铵溶液作用可生成红色的络合物，溶液的颜色有

20、橘黄变成红色，此反响可用来鉴别化合物中是否含有羟基。醇、二元醇、羟醛、羟酮、羟腈都可由阳性反响，多元醇更可反响，但容易被氧化而褪色。3 卢卡氏(Lucas)试验取3支枯燥试管，分别参加0.5ml正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、然后各参加1ml卢卡试剂4，振摇试管后静置，观察变化并记录分层的时间。假设现象不明显，可在热水浴中进行观察。用1ml浓盐酸代替卢卡氏试剂做上述的试验。比较结果。 不同类型的醇与卢卡试剂反响的速度不同，三级醇最快，二级醇次子，一级醇最慢，固可用来区别一、二、三级醇。含3-6个碳原子的醇可溶于氯化锌-盐酸溶液中，反响后由于生成不溶于试剂的卤代烷，故会出现混浊或分层，利用各种醇出现混浊

21、或分层的速度不同可加以区别。含6个碳原子以上的醇类不溶于水，故不能用此法检验，而甲醇和乙醇由于生成相应卤代烷的挥发性，故次法也不适用。4醇的氧化在3支试管中，各参加5滴0.5%高锰酸钾溶液和5滴5%碳酸钠溶液;然后分别滴加5滴正丁醇、仲丁醇、叔丁醇。振摇试管，观察混合液的颜色有何变化？ 伯醇被氧化生成酸 都使KMnO4褪色 仲醇被氧化生成酮 MnO2棕褐色沉淀 叔醇不被氧化 KMnO4不褪色多元醇的反响1氢氧化铜试验 在4支试管中，分别参加3滴5%硫酸铜溶液和6滴5%氢氧化钠溶液，观察现象，然后分别参加5滴10%乙二醇、10%1，3-丙二醇、10%甘油、10%甘露醇水溶液。摇动试管，有何现象？

22、最后，在每支试管里各参加1滴浓盐酸，混合液的颜色又有何变化？为什么？ 除1，3丙二醇外均生成降蓝色溶液2.高碘酸试验 1分别参加3滴10%乙二醇、10%1，3-丙二醇、10%甘油、10%甘露醇水溶液于4只试管中，然后，各参加3滴5%高碘酸溶液。将混合物静置5分钟，再各参加3-4滴的饱和亚硫酸钠溶液以复原过量的高碘酸。最后，再各参加1滴希夫schiff试剂，将混合物静置数分钟后，观察混合液颜色变化。 邻二醇被氧化生成醛酮，再生成的醛与希夫试剂反响生成紫红色。希夫试剂可用来鉴别醛酮.醛和希夫试剂作用后,溶液呈紫红色,通常,酮不与希夫试剂反响.配方-把0.05 g碱性品红研细,溶于含0.5 mL浓H

23、Cl的50 mL水中,再参加0.5 g Na2SO3固体,搅拌后,静置,直到红色褪去-为最正确配方.2在黑色点滴板上分别滴加2滴10%乙二醇、10%1，3-丙二醇、10%甘油、10%甘露醇水溶液，然后，再各参加2滴高碘酸-硝酸银试剂，注意观察现象。 邻二醇被HIO4氧化有HIO3生成,可与硝酸银反响生成AgIO3白色沉淀。酚的性质：1.酚的酸性 1水溶液的试纸试验 分别参加0.1g苯酚、对苯二酚、间苯二酚、1，2，3，-苯三酚、- 萘酚、-萘酚于6支试管中，再各加4ml 水。振摇试管，观察酚的溶解情况。将不溶者加热煮沸，冷却后有何变化？分别各取1滴所制得的溶液滴在兰色的石蕊纸上，有何现象？2）

24、 氢氧化钠试验在2支试管中，分别参加0.3g苯酚和- 萘酚，各加1ml水，振摇试管。再滴加5%氢氧化钠溶液至酚全部溶解，然后用15%稀盐酸酸化，观察现象。与碱反响生成盐，遇酸生成酚，析出。 2酚的取代反响酚与饱和溴水的反响 分别滴入5滴苯酚、对苯二酚、间苯二酚、1，2，3-苯三酚、-萘酚、-萘酚的饱和水溶液于6支试管中，再各加5滴饱和溴水。振摇试管，观察有何现象4。生成沉淀的速度，和颜色。 3酚和三氯化铁的反响 在6支试管里分别参加苯酚、对苯二酚、间苯而酚、1，2，3-苯三酚、-萘酚、-萘酚饱和水溶液各0.5ml。再各加3滴1%三氯化铁溶液5，有何现象。 大多数酚与三氯化铁有特殊的颜色反响，而

25、且各种酚产生不同的颜色，多数酚呈现红色、蓝色、紫色、绿色，颜色的产生是由于形成电离度很大的络合物。4酚的氧化在6支试管里分别参加苯酚、对苯二酚、间苯二酚、1，2，3-苯三酚、-萘酚、-萘酚的饱和水溶液0.5ml。再各加0.5ml5%碳酸钠溶液和2-3滴0.5%高锰酸钾溶液,振摇试管,观察有何变化。糖的性质氧化反响：1.与菲林试剂的反响： 取五支试管，编号后，分别参加菲林试剂A和 B各10滴，摇匀，分别参加2%葡萄糖、2%果糖、2%麦芽糖、2%蔗糖、2%淀粉溶液10滴，将五支试管同时放到水浴中加热，观察哪些糖有氧化亚铜生成。2.与托伦试剂1的反响： 取一支洁净试管，加5%AgNO33ml，加10

26、%NaOH溶液1滴，再滴加2%氨水，直到沉淀刚刚沉淀溶解为止，将此托伦试剂分置于五支试管中，分别参加2%葡萄糖、2%果糖、2%麦芽糖、2%蔗糖、和2%淀粉溶液各10滴，将五支试管同时放入热水浴中加热，观察哪些糖有银镜反响。蔗糖的水解： 在两支试管中，各加2%蔗糖1ml,然后在其中的一支试管内，加4滴3MH2SO4，同时在沸水浴上加热510分钟，放冷，加10%NaOH调至碱性红色石蕊试纸变兰。在两支试管中，各加菲林试剂1ml即A液和B液各0.5ml混合，加热，观察两试管中现象有何不同。糖脎2的生成：分别参加2%葡萄糖、2%果糖、2%麦芽糖、2%蔗糖和2%淀粉各1ml于四支试管中，再参加新配制的苯肼试剂0.5ml,摇匀，用少量棉花塞住管口3，在沸水浴中加热，记录各试管内形成晶体的时间，如在20分钟后尚无结晶析出，那么放冷后再观察。在显微镜4下观察糖脎的晶形。与次碘酸钠5的反响分别加2%葡萄糖和果糖各1ml于两支试管中，各加1滴碘液，振摇均匀后，再各加5%氢氧化钠溶液，边滴加边振荡，直至反响液的颜色刚好退去为止，静置10分钟，在各参加20%硫酸溶液0.5ml,观察各溶液的颜色变化。淀粉的性质试验：1.与碘的作用6：取2%淀粉溶液6滴，加水1ml参加碘试液1滴 有何颜色产生？将液体加热，有何变化？放冷后又有什么现象？2.淀粉水解：取2%