有机化学实验指导资料

1、有机化学实验(shyn)指导共六十五页常用(chn yn)玻璃仪器共六十五页共六十五页共六十五页共六十五页共六十五页共六十五页共六十五页共六十五页共六十五页共六十五页共六十五页共六十五页常用有机化学实验(shyn)装置共六十五页共六十五页共六十五页共六十五页共六十五页实验(shyn)一 蒸馏共六十五页 分离和纯化液体物质最重要的方法就是蒸馏。在混合液中，若各组分的相对挥发能力(nngl)存在差异，就能够借助蒸馏来进行分离。根据应用条件和分离对象，蒸馏分为简单蒸馏、分馏和水蒸气蒸馏三种类型。简单蒸馏和分馏既能在常压下进行，又可在一定真空度下进行，因而又有常压蒸馏和减压蒸馏之分。共六十五页简单蒸馏

2、原理 液体分子有自表面逸到气相的能力，同时，逸出的蒸气也可以返回液体。在一定温度下，两趋势达到平衡。此时，由蒸气产生的压力称为饱和蒸气压，简称蒸气压。一般来说纯液体的蒸气压只是温度的函数，并随温度的升高而增大。当蒸气压增大到等于液面上大气压力时，液体内部开始气化，产生大量气泡而沸腾，沸腾时的温度称为沸点。在一定的外压下，纯液体的沸点为常数，这也是测量沸点的依据。液体混合物沸腾时，不同组分自液相逸出的能力不同，结果，易挥发组分在平衡气相中的含量高于其在原液相中的含量。也就是说，液体混合物沸腾后，将蒸气再冷凝下来，结果，易挥发组分得到(d do)了富集。这一过程称为简单蒸馏。利用A、B二组分理想混

3、合物溶液的沸点组成图可以方便地说明上述过程。共六十五页蒸馏操作 用100mL圆底烧瓶组成蒸馏装置。将30mL工业乙醇通过一长颈漏斗(ludu)倒入圆底烧瓶，再放入23粒沸石，装好温度计。水浴中的水不要加的太多，一般高于烧瓶中液面1cm即可。加热后，观察温度计的读数及蒸气上升的情况。调节火焰的大小，控制蒸馏速度每秒23滴为宜。速度太快温度计的读数不准确；速度太慢有可能造成蒸气间断现象，使温度计读数不规则。但应注意的是在沸腾停止或停止蒸馏时，原有的沸石即失效，应待液体温度冷却一段时间后，再补加沸石。否则会引起剧烈的暴沸，使部分液体冲出瓶外而造成火灾等事故。 当馏出液从冷凝器流出时记下温度计的读数，

4、在收集最后一滴时记下终了时温度计的读数，此温度范围就是液体的沸点范围。共六十五页实验(shyn)二 苯甲酸的制备 共六十五页实验(shyn)目的掌握相转移催化氧化制备苯甲酸的方法。实验原理烷基苯在相转移催化剂存在下，在强氧化剂的氧化下，氧化生成苯甲酸。反应式：共六十五页仪器和药品仪器：250mL四口瓶、滴液漏斗、温度计、回流冷凝器、搅拌装置。药品：甲苯2.3g（2.7mL，0.25mol）、高锰酸钾8g（0.051mol）、二乙二醇二甲醚0.16g（45滴）、浓盐酸、亚硫酸氢钠、甘油。实验步骤 于250mL四口瓶上装好温度计、搅拌装置、回流冷凝器和滴液漏斗。将8g 高锰酸钾、0.16g（45滴

5、）二乙二醇二甲醚、0.4g氢氧化钠及100mL水依次加到四口瓶内，再将2.7mL甲苯倒入滴液漏斗中。在搅拌下回流，温度保持8090，在此温度下慢慢加入甲苯，控制滴加速度使其在30min内加完。滴加完毕，回流2.5h。反应完毕，停止加热(ji r)，在搅拌下，慢慢滴加少量甘油（约34mL）注1，使紫色消失。抽滤，滤去二氧化锰沉淀。溶液如仍有颜色，可加入少量亚硫酸氢钠，使其褪色。无色溶液浓缩至50mL，冷却至室温。然后用浓盐酸酸化，析出的白色晶体进行抽滤，干燥。若需要得到纯产物，可在水中进行重结晶注2。 纯苯甲酸为无色针状晶体，熔点为122.4。共六十五页检验与鉴别红外光谱鉴定 制备苯甲酸红外光谱

6、图并与标准样品红外普图相比较，两者一致，可以认为是苯甲酸。注释甘油作为还原剂，反应较激烈(jli)。要慢慢地滴加至紫色消失。苯甲酸在100g水中的溶解度为：温度/ 4 18 75溶解度 0.18g 0.27g 2.2g共六十五页苯甲酸标准(biozhn)红外谱图共六十五页实验(shyn)三 溴乙烷的制备【注1】共六十五页实验(shyn)目的通过卤烷的制备掌握醇与氢卤酸发生的亲核取代反应。实验原理醇和氢溴酸作用可以生成溴代烷，而氢溴酸通过溴化钠与硫酸反应生成。反应式：副反应：共六十五页仪器和药品(yopn)仪器：蒸馏装置药品：乙醇7.9g（10mL,0.165mol）、无水溴化钠13g（0.12

7、6mol）、浓硫酸19mL、亚硫酸氢钠。实验步骤 用一锥形瓶，加入9mL水。在冷却和振荡下，慢慢加入19mL硫酸。用250mL圆底烧瓶装好蒸馏装置。将13g研细的溴化钠倒入烧瓶中【注2】，再将10mL乙醇加入，最后倒入冷却好的硫酸溶液，振荡，以防止溴乙烷挥发，在接收器内放入冷水，外用冷水冷却。再将接引管的末端刚好浸没在接收器里的水下面。 在石棉网上用小火加热，缓慢使其发泡。当气泡渐多时，控制火焰大小，慢慢蒸出反应的油状物【注3】。当反应不太激烈时可适当调大火焰【注4】，使其反应完全，直到无油滴蒸出（可用干净的表面皿放入一些净水，从接引管末端接几滴馏液，如无油状物即为反应完全）止。共六十五页共六

8、十五页 反应完全后，先将馏液移去，再停止(tngzh)加热。馏液用分液漏斗将其分离。下层的粗溴乙烷放入干燥的锥形瓶中。在冰水冷却下逐滴加入浓硫酸，同时振荡，直到溴乙烷变得澄清且有液层分出时止（约34mL硫酸）。用干燥的分液漏斗小心地将硫酸分出。溴乙烷从上口倒入干燥的50mL圆底烧瓶内，在干燥的蒸馏装置中用水浴加热，蒸出溴乙烷。收集3740馏分。溴乙烷为无色液体，沸点38.4，d204 1.46。测试与检验1. 铜的卤化物生成鄂尔斯坦实验 取一段细铜丝，将其一端绕成23圈螺旋，在火焰上加热至火焰无色。冷却后浸入溴乙烷中，然后将其放入火焰中。观察火焰的颜色变化。 共六十五页2. 硝酸银酒精溶液试验

9、卤代烃及其衍生物都与硝酸银作用生成卤化银沉淀：取0.5mL酒精溶液，放入洗净干燥的试管中，加入2滴新制的溴乙烷样品(yngpn)，振荡后，再静置约3min，观察有无沉淀。如不析出沉淀，在水浴中温热23min，再观察现象。3. 碘化钠的丙酮溶液试验氯化物及溴化物能与碘化钠反应生成氯化钠和溴化钠：取0.5mL碘化钠丙酮溶液放入干燥试管中，加入2滴溴乙烷，振荡后，静置约2min,观察有无沉淀，在水浴上加热，观察现象（如有淡红色出现，表现有碘析出）。共六十五页注释【注1】本实验及“苯乙醚的制备”实验既可单独开设，也可以组成一个系列实验。【注2】如有含结晶水的NaBr，应将含水分扣除。【注3】如果油状物

10、为棕黄色，说明溴被分解出来。可以加入亚硫酸氢钠除去颜色。【注4】此时容易发生倒吸。如由此现象发生，可将接引管轻轻移动，使倒吸上来的液体回到接收器中，再适当调大火焰，使其恢复正常反应。思考题（1）制备溴乙烷时为什么加入一定量的水？（2）粗溴乙烷中加入硫酸的目的是什么？（3）本实验极易产率不高，分析(fnx)其原因。共六十五页实验(shyn)四 乙酸乙酯的制备【注1】共六十五页实验目的1.通过乙酸乙酯的制备加深对酯化反应(fnyng)的理解；2. 掌握回流、洗涤、分离和干燥的操作方法。实验原理有机酸与醇在酸性催化下进行酯化反应可生成酯。主反应(fnyng)：副反应：共六十五页仪器和药品仪器：回流装

11、置药品：冰乙酸14.7g（14mL,0.25mol）、乙醇18.2g（23mL,0.39mol）、浓硫酸3mL、饱和碳酸钠溶液、饱和氯化钠水溶液、饱和氯化钙溶液、无水硫酸镁（或无水硫酸钠）。实验步骤（1）回流 将14 mL冰乙酸、23 mL乙醇及3 mL浓硫酸放入干燥的100 mL圆底烧瓶中，再加入23粒沸石。将回流冷凝器安装在圆底烧瓶上【注2】，然后在石棉网上开始小火加热，当沸腾后可适当提高火焰，加热回流1.5h。（2）分离 经回流后的反应混合物，除产品外，还有没有反应完的乙醇、乙酸和少量副产物，如乙醚、亚硫酸等。将装置改成蒸馏装置，在水浴上蒸馏，直到没有馏液蒸出为止。将馏液倒入分液漏斗中加

12、入10 mL饱和碳酸钠溶液。小心振荡洗涤，并不时地缓缓从分液漏斗的下旋塞放出CO2气体。洗好后，将分液漏斗放在铁环上静置分层。从分液漏斗下口分出水溶液。酯层用pH试纸(shzh)检查如仍呈酸性，再重复此操作，直到酯层不显酸性为止。用约等体积的饱和氯化钠溶液洗去多余的碱，再用等共六十五页回流(hu li)装置共六十五页体积的饱和氯化钙溶液洗去没有反应的醇【注3】。酯层从分液漏斗上口倒入干燥的磨口锥形瓶中，再加入23无水硫酸镁干燥。（3）蒸馏 干燥好的酯层通过(tnggu)漏斗放入50mL干燥的锥形瓶中（为防止干燥剂倒入烧瓶中，可在漏斗中放一小块滤纸和棉团）。在水浴上进行蒸馏。用事先称好重的干燥细

13、口瓶或锥形瓶收集7379的馏液。乙酸乙酯：沸点77.06，d4200.901。检验与测试 （1）酯的氧肟酸铁实验 酯与羟胺反应生成一种氧肟酸。氧肟酸与铁离子形成牢固的品红色（或葡萄酒色）的络合物。共六十五页 在试管(shgun)中加入两滴新制备的酯，再加入5滴溴水。如果溴水的颜色不变或没有白色沉淀生成就可以做下面的实验。 将5滴新制备的酯滴入干燥的试管中，再加入7滴3的盐酸羟胺的95酒精溶液和3滴2的NaOH溶液，摇匀后滴加7滴5HCl溶液和1滴5FeCl3溶液。试管中液体显示品红色（或葡萄酒色），证明酯的存在。共六十五页（2）乙酸乙酯的色谱分析(s p fn x)乙酸乙酯液相色谱(s p)图

14、共六十五页注释【注1】本实验和 “1溴丁烷的制备”、“乙酰乙酸乙酯的制备”、“正丁基乙酰乙酸乙酯的制备”及“正戊基甲基酮（庚酮）的制备”共同组成一个多步综合性实验。【注2】也可采用滴加的方法制备。在三口瓶中，放入3mL乙醇，在搅拌下慢慢加入3mL浓硫酸。三口瓶一侧口装好滴液漏斗，将剩余的乙醇和14.7g冰乙酸倒入漏斗中混合。另一侧口安装好蒸馏装置，用塞子封上第三个瓶口。加热三口瓶使其保持在120125，然后(rnhu)调节加料速度，使和蒸出酯的速度接近相等。滴加完毕，继续加热，直到不再有馏液蒸出为止。分离、处理及蒸馏如前。【注3】饱和氯化钙溶液使过量的乙醇形成络合物溶于水中被分出。在洗涤时每步

15、必须分净再进行下一步洗涤，以防止沉淀析出影响分离。思考题（1）硫酸在实验中起什么作用？（2）用浓氢氧化钠溶液代替饱和碳酸钠溶液来洗涤馏液可以吗？共六十五页实验(shyn)五 乙酰乙酸乙酯的制备共六十五页实验目的掌握克莱森（Claisen）酯缩合反应及互变异构现象；熟悉减压蒸馏操作。实验原理含有氢的酯在碱性催化剂存在下，可与另一分子的酯发生克莱森酯缩合反应，生成羰基酸酯。我们依次来制备乙酰乙酸乙酯。采用金属钠作催化剂，所值得的乙酰乙酸乙酯是一个(y )酮式和烯醇式的混合物，在室温下含有93的酮式及7的烯醇式。反应式：共六十五页反应式 ：共六十五页仪器和药品仪器：圆底烧瓶、球形冷凝器、分液漏斗、直

16、形冷凝器、磨口锥形瓶、减压蒸馏装置。药品：乙酸乙酯22.5 g（25mL,0.26mol）、金属钠2.5g（0.11mol）、乙酸溶液（50）、饱和氯化钠水溶液、无水硫酸镁、碳酸钠溶液（5）。实验步骤 本实验所用的药品必须是无水的，所用仪器必须是干燥的。 取100 mL干燥的圆底烧瓶，加入25 mL乙酸乙酯及迅速切细的2.5g金属钠【注1】。在安装的球形冷凝器的上口连接一个氯化钙干燥管。在石棉网上直接小火加热。为防止反应过于剧烈，要控制火焰大小，保持反应物成微沸状态并有缓慢回流。直至金属钠完全作用完后【注2】，停止加热。此时，反应混合物呈透明桔红色并有绿色荧光的液体，同时有黄白色沉淀物析出(x

17、ch)。待反应混合物稍冷后，在摇动和冷水浴下，缓慢加入20 mL50乙酸溶液【注3】，加入适量的饱和氯化钠溶液，使反应混合物成弱酸性及固体沉淀物溶解。用分液漏斗分出上层酯层，用pH试纸检验酯层，如仍呈酸性，再用5碳酸钠溶液中和，分出酯层，倒入干燥的磨口锥形瓶中，加入无水硫酸镁干燥。共六十五页按水浴蒸馏装置安装(nzhung)仪器，将粗乙酰乙酸乙酯倒入干燥的50 mL圆底烧瓶中，加入12粒沸石，水浴上加热，蒸出乙酸乙酯，倒入回收瓶中。按减压蒸馏装置安装仪器。减压蒸馏粗乙酰乙酸乙酯【注4】。减压蒸馏开始时，应缓慢加热，待残留的低沸物蒸出后，再加大火焰，收集乙酰乙酸乙酯【注5】。所收集的馏分的沸点可

18、根据下表所对应的压力而定。 乙酰乙酸乙酯沸点与压力的关系表压力/kPa1.671.872.404.005.338.0010.6713.3324.13沸点/71747988929497100181纯乙酰乙酸乙酯为无色(w s)液体，沸点为180.4。 共六十五页检验与测试 乙酰乙酸乙酯的互变异构现象可通过以下试验来验证。 取23滴样品溶于2mL水中，加入1滴1三氯化铁水溶液，观察现象。再加入溴水至溶液颜色褪去为止。静置观察颜色变化。颜色显现后，再加溴水，多次重复，观察现象。注释【注1】金属钠遇水即燃烧、爆炸，所以使用时防止与水接触。在称取及切碎的过程中应当迅速。由于金属钠颗粒(kl)的大小直接影

19、响反应的快慢，所以，在切去表面氧化层后，应把金属钠切成薄片，再立刻移入盛有乙酸乙酯的瓶中，尽量缩短金属钠与空气接触的时间。【注2】金属钠全部作用完所需时间，取决于钠的颗粒大小，如有少量的钠未反应并不妨碍下一步操作。【注3】用乙酸中和时，应避免加入过量，否则会增加酯在水中的溶解度而降低收率。【注4】由于乙酰乙酸乙酯在常压下蒸馏时，很容易分解而降低产率，故采用减压蒸馏。【注5】本实验最好连续进行。间隔时间过长，会降低产率。思考题（1）为什么本实验要求所用的仪器都是干燥的？否则，会有何影响？（2）加入50醋酸溶液及饱和氯化钠水溶液的目的是什么？共六十五页实验六 乙酰苯胺(bn n)的制备共六十五页实

20、验目的（1）掌握(zhngw)芳胺的乙酰化反应及操作方法；（2）巩固重结晶的方法。实验原理芳香族伯和仲胺都易与酰化剂作用发生酰基化反应，生成酰胺。反应式：共六十五页仪器和药品仪器：分馏装置药品：苯胺5.1g（5mL,0.055mol）、冰醋酸8.3g（8mL,0.132mol）、锌粉、活性碳。实验步骤按分馏装置在50 mL干燥的圆底烧瓶上装好分流柱、蒸馏头、温度计及接引管和接收瓶。圆底烧瓶中放入5 mL新蒸过的苯胺【注1】和8 mL冰醋酸，再加入少量锌粉【注2】，在石棉网上用小火加热至沸腾。控制火焰(huyn)，保持温度在105以上，不超过110使反应生成的水充分蒸出来。约经4060min，当

21、温度计读数发生波动和减小，或容器内出现白雾状时说明反应已达到终点，停止加热。在搅拌下将反应物缓慢倒入盛有100 mL水的烧杯中，继续搅拌并冷却烧杯，使粗乙酰苯胺完全析出。用布氏漏斗抽滤，固体再用510 mL冷水洗涤，除去多余的酸。共六十五页将粗乙酰苯胺移入烧杯中，加入150mL水，加热沸腾。如仍有油状物【注3】需补加热水，直到油珠在沸腾下全部溶解后再加入约2mL水【注4】。稍冷，在搅拌下加入0.5g活性炭，再煮沸约5min，趁热进行过滤。滤液冷至室温，乙酰苯胺呈片状晶体析出(xch)。减压过滤，尽量除去晶体中的水，产品放在表面皿上干燥。纯乙酰苯胺为白色片状晶体，熔点114。共六十五页检验(ji

22、nyn)与测试（1）胺酰基化产物在酸性条件下水解，经亚硝酸钠处理(chl)形成重氮盐，再与萘酚反应，可形成鲜红色到深褐色的沉淀。取一支试管，加入约0.2g乙酰苯胺，再加入1mL70硫酸，加热使乙酰苯胺全部溶解。然后将溶液冷至5，加34滴5NaNO2水溶液，再加入几滴5的萘酚的10NaOH溶液。观察颜色变化。如有鲜红色到深褐色的沉淀说明乙酰苯胺已形成。共六十五页（2）红外光谱(gungp)鉴别 作产物的红外光谱(gungp)并与标准谱图对比后鉴别。共六十五页注释【注1】久置的苯胺易氧化成深色，实验前应该先蒸馏一次。【注2】锌粉主要防止苯胺在反应中被氧化。注意(zh y)不能加的太多，否则会形成氢

23、氧化锌不利于后处理。【注3】油珠为熔融状态的含水乙酰苯胺。乙酰苯胺在100mL水中的溶解度为：20，0.563g；80，3.5g；100，5.2g。【注4】为防止溶液过饱和，加入一定量的水有利于热过滤。思考题（1）本实验应注意什么才能使反应完全？（2）重结晶操作中，应注意哪些才能使产率提高、质量好？共六十五页实验七 天然色素的提取及薄层(bo cn)色谱分析共六十五页实验目的掌握薄层色谱分析原理和天然色素的提取方法。实验原理用适合的萃取液提取天然物质，再利用天然色谱进行分离。薄层色谱是色谱分析的一种方法，和柱色谱一样属于固液吸附(xf)色谱。其基本原理是利用混合物中各组分的吸附(xf)或分配的

24、不同，或其他亲和作用性能的差异，通过在两相之间的分配使混合物各组分得到分离。共六十五页天然色素的提取番茄和胡萝卜中都含有红色色素番茄红素和黄色(hungs)色素胡萝卜素，这些都属于类胡萝卜素。它们的结构为： 图2 胡萝卜素(h lu bo s)分子结构 共六十五页 由于它们的结构相似可以使用同一种方法提取，称取2g番茄酱放在50mL的锥形瓶中，加入10mL丙酮。用刮刀搅动和压挤固体以萃取有色物质。萃取液通过滤纸小心过滤到分液漏斗中，尽量不使固体倒在滤纸上，再用10mL丙酮萃取一次。然后用20mL石油醚（6090）分两次萃取。萃取液滤到分液漏斗中。混合的萃取液用50mL饱和氯化钠溶液洗涤，吸取溶

25、液中的水溶物及萃取部分丙酮（食盐水防止乳浊液生成），再用40mL水分两次萃取丙酮。将有机(yuj)层放入干燥的锥形瓶中用无水硫酸钠干燥，分出的水层回收以便收取丙酮。 干燥好的液体放入100mL圆底烧瓶中，在水浴中进行蒸馏，蒸出石油醚。得到的固体就是所提取的色素。加入2mL石油醚，就制成了试样。留待点样使用。将蒸出的石油醚回收。共六十五页薄层色谱分析 薄层色谱用样品量少（0.01g到几个(j )微克），操作简单快速。可用来分离混合物，鉴别和精制样品。特别适用于挥发性小以及在高温下易发生变化的化合物的分析。它所使用的条件也是用于柱色谱的先导。 薄层色谱是通过制浆、涂片、点样、展开及显色来完成的。（

26、1）制浆 选好所需要的吸附剂，一般常用的吸附剂为氧化铝和硅胶。硅胶可分为硅胶H（不含黏合剂）、硅胶G（含黏合剂）和硅胶HF（含荧光物质，可在紫外光下观察）等。氧化铝同样也可分为以上几种类型。浆液的制备可分为干法和湿法。干法是将选好的硅胶G慢慢倒入溶剂中调成糊状备用。湿法是将水和硅胶G按1：4的比例在搅拌下将硅胶G慢慢地倒入水中调成糊状，不要反过来加，防止形成团块。湿法制浆要在使用前调制，否则浆料容易凝固结块。共六十五页(2)涂片 大量使用可用涂布器涂布。简单的涂布方法是将两片载玻片用肥皂水和水洗涤干净，再用碎滤纸吸干玻片上的水分，然后将其重叠在一起，用手夹住片的上端，慢慢浸入已调好的浆液浸涂2

27、s左右（上端留一些不浸涂），然后缓慢地将载玻片从浆液中取出，要求版面均匀平滑，载片边缘上的浆料用抹布轻轻地擦去，小心将两片分开，放在磁盘中。待浆料自然干燥后放入烘箱，在105110下活化，约30min就制成了薄层板，取出来进行点样。（3）点样 在活化好的薄层板下约1cm处的边上轻轻地用铅笔点一个标记作为起始线。用一根内径约一毫米的毛细管吸取制备好的试样。吸取的试样不要太多，防止样点扩散。在起始线的中央轻轻地接触薄层板，点样要迅速，接触即刻移开。待样点溶剂挥发后再重复点样约34次。样点直径不要超过2mm，太大会出现拖尾现象(xinxing)。如果在一块薄层板上点两个以上的样点要分开距离。样点点好后就可以展开。共六十五页（4）展开 为使混合物的组分能满意地分开，应选好合适的展开剂。展开剂的选择主要是根据样品的极性、溶解度和吸附剂的活性等因