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有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院有机化学实验教案第一节基本知识介绍主要内容：1.介绍有机化学实验教学计划的安排情况、学时数和有机化学实验室的设施、安 全知识。2.介绍有机化学实验常用磨口玻璃仪器及其用途，同时清点和清洗实验仪器。3.重点介绍有机化学实验报告的撰写要求。要求：课前作好预习工作，写好实验预习报告，无预习报告者不准进入实验室；课 内详细记录实验过程和现象；课后按时上交实验报告。4.本课程最终成绩的评定方法：平时70%,期末考察30%。第二节工业酒精的蒸播一、实验目的1.掌握简单蒸储的原理，了解其意义。2.掌握简单蒸储的正确操作方法。3.学会用常量法测定液体物质的沸点。4.学习用阿贝折光仪测定液体物质纯度的正确操作方法。二、基本原理每种纯液态有机物在一定的压力下具有固定的沸点，当液态有机物受热时，蒸汽压 增大，待蒸汽压达到大气压或所给定的压力时，即P蒸=P夕卜，液体沸腾，这时的温度称 未液体的沸点。蒸储就是将液态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。如果将某液体混合物（内含两种以上的物质，这几种物质沸点相差较大）进行蒸 偏，那么沸点较低者先蒸出，沸点较高者后蒸出，不挥发的组分留在蒸储瓶内，这样就 可以达到分离和提纯的目的。纯液态有机物在蒸播过程中沸点变化范围很小（一般0.5 1.0 o根据蒸锵所测 1有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院定的沸程，可以判断该液体物质的纯度。归纳起来，蒸储的意义有以下三个方面：(1)分离和提纯液态有机物。(2)测出某纯液态物质的沸程，查物理常数手册，可以知道该未知物质可能是什 么物质。(3)根据所测定的沸程可以判断该液态有机物的纯度。三、药品及仪器1.药品：工业酒精，沸石2.仪器和材料：50ml圆底烧瓶、蒸储头、直形冷凝管、温度计套管、100 C温度计、接引管、锥形瓶、量筒、冷凝水管、铁架台附铁夹、擦镜纸阿贝折光仪四、实验装置图图2.1普通蒸储装置2有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院五、实验步骤2粒沸石20ml乙醇50ml圆底烧瓶-按图2.1搭装置-A开冷却水-至烧瓶中留有0.5ml液体时停止蒸储偏出速度为1-2滴/秒(1)收集沸点范围在78 C左右的液体，分别记下第一滴及最后一滴储出液滴入接收 器时的温度t，t2,。2七)即为乙醇的沸程。(2)量取所接收乙醇的体积，计算回收率。(3)测定蒸储所得乙醇的折光率，并与25 C下无水乙醇的理论折光率进行比较，判 断该回收液的纯度。六、基本操作简单蒸镭操作1.冷凝管的选择蒸储用的冷凝管主要有直形冷凝管及空气冷凝管，若被蒸储物质的沸点低于140 C,使用直形冷凝管，在夹套内通冷却水。若被蒸储物质的沸点高于140,直形冷凝 管的内管及外管接合处易发生爆裂，故应改用空气冷凝管。2.加热设备玻璃仪器和烧瓶、烧杯一般放在石棉网上加热。直接加热的话，仪器容易因受热不 均匀而破裂。如果要控制好加热的温度，应增大受热面积，使反应物质受热均匀，以避 免因局部过热而分解，最好用适当的热浴加热。(1)水浴：加热温度不超过100 C时最好用水浴。可将盛物料的容器浸在水中，调 节火焰大小，控制好温度，达到所要求的范围。(2)油浴：加热温度在100 250 时可用油浴。容器内的反应物的温度一般要比油 浴温度低20 C左右。有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院3.沸石通常以敲碎的小粒素烧瓷片或毛细管、小瓷圈等作为沸石。当液体加热到沸腾时，沸石内产生小气泡成为液体的汽化中心，使液体平稳地沸腾，防止液体因过热而产生暴 沸。如果事先忘记加入沸石，必须等液体冷却后补加，决不能在液体加热到沸腾时补加，否则会产生剧烈地暴沸。如果间断蒸储，每次蒸储前都要重新加入沸石。4.偏出液蒸储过程中，在达到收集物沸点之前常有沸点较低的液体先蒸出，这部分储液称 为前储分或储头。等前储分蒸储完，温度上升到所需的温度范围，而且温度趋向稳定,这时偏出的就是较纯的物质。操作中对于不同的储分应更换接收器，以便取得不同的储 分。折光率测定采用阿贝折光仪测定乙醇的折光率。具体操作步骤如下：1.用少量丙酮或乙醴清洗并擦净阿贝折光仪上下两镜面。2.在下玻璃面上滴加几滴待测液体，快速合上上下玻璃镜面，旋紧闭合旋钮。3.调节反射镜使光线射入棱镜。转动棱镜，直至目镜中可观察到视场中有界限或出现 彩色光带。4.调节消色散调节器，使彩色光带成一色，即明暗界线清晰，再转动棱镜使界线恰好 通过十字交点，记录读数与温度。七、注意事项1.蒸储装置搭建时，仪器连接应紧密，以防蒸汽挥发损失。2.必须注意蒸储装置中温度计的插入深度：温度计水银球的上端应恰好位于蒸储头支 管底边所在的水平线上。3.凡有铁夹夹持玻璃仪器处，绝不允许铁夹与仪器直接接触，必须用棉布、橡皮等作 衬垫，以防夹破玻璃仪器。4.不要忘记加沸石。5.由于乙醇易挥发，因此使用阿贝折光仪测定回收液折光率时必须快速。若发现目镜 中观察不到明显现象，首先应检查是否为液体量不足。4有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院八、思考题1.在进行蒸储操作时，应注意什么问题（从安全及效果两方面来考虑）？2.在进行蒸储操作时，若把温度计水银球插到液而下，或者在蒸偏头支管口的上端是 否正确？为什么？3.蒸储时为什么要加沸石，如果加热后才发现未加入沸石，应怎样处理？4.当加热后石储出液出来时才发现冷凝管未通水，请问能否马上通水？为什么？冷凝 管通水的方向如何？为什么？第三节1 一澳丁烷的制备一、实验目的1.学习以醇制备卤代焙的原理和方法。2.练习附带吸收有害气体装置的回流加热操作。3.学习并掌握分液漏斗的正确使用方法，掌握萃取、洗涤、干燥等基本操作及原 理。二、基本原理醇与氢卤酸作用，羟基被卤素取代而生成卤代烧，这是制备卤代煌的重要方法。由 伯醇制备相应的卤代烷时，一般用卤化钠和硫酸为试剂。反应式如下：NaBr+H2so4-HBr+NaHSO4C4H9OH+HBr C4H9Br+H2O可能生成的副反应：C4H90H HS A c4H8+H2oH2SO42C4H9OH-C4H90c4H9+H2O5有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院2HBr+H2sO4+SO2+2H2。三、药品及仪器1.药品：漠化钠，浓硫酸，正丁醇，10%碳酸钠，无水氯化钙2.仪器：空心塞，50ml圆底烧瓶（2,球形冷凝管，分液漏斗，接收瓶（2,温度计，75。弯管，长颈玻璃漏斗，烧杯，直形冷凝管，蒸储头，温度计套 管，接引管，量筒四、实验装置图图3.4分液漏斗6有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院五、实验步骤1.1澳丁烷的合成6.2ml正丁醇8.3g澳化钠女2粒沸石50ml圆底烧瓶 10mlH2O 稀酸 卜I 10mlH2so4V（分四次加入）搭回流装置如图3.1-2粒沸石回流30分钟 冷却5分钟|改搭蒸装置如图3.2A直至无油滴蒸出为止2.镭出液的处理倒出液：n-C4H9Br C4H9OC4H9 11-C4H9OH H20 HBrH2OHBr11-C4H9OH一口、上=C4H90c4H9下层油层 4949n-C4H9Br10ml 水洗涤w茗百八口 上层：油层C4H9Br,H2s。4（少）-静置分层-反应物在摇动过程中由橙红色 变为墨绿色，温度升至55。时 用冰水冷却控制反应温度55 60附2行2。7投料完毕，待反应温度呈 下降趋势，反应结束A水层（下）、加入 1 2mLCH30H,加 入25mL水，蒸储4g精盐，搅拌，分液环己酮+水混合物（约20mL微出液）有机层（上）无水Mg2s0%间歇振荡，蒸储收集151 156的微分六、注意事项1.重铭酸钠水溶液必须分批加入，且必须待上一批颜色由红综色变为墨绿色后方可加 下一批，否则易导致氧化反应过于剧烈。2.反应时温度应控制在55 C以下，但也不能过低，否则会导致反应不完全。18有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院3.待重铭酸钠投料完毕后，反应液温度出现明显下降趋势表明反应终止。4.中和过量的氧化剂可选择草酸或甲醇。5.加入精盐的目的是降低环己酮在水中的溶解度，并有利分层。6.蒸储时应采用空气冷凝管。七、思考题1.在加重铭酸钠溶液的过程中，为什么要待反应物的橙红色完全消失后，方能加下一 批重铭酸钠？在整个氧化反应过程中，为什么要控制温度在一定的范围？2.氧化反应结束后，为什么要往反应物中加入甲醇或草酸？3.如果从反应混合液中蒸储出过多的储出液，会有什么结果？如何弥补？4.从反应混合物中分离出环己酮，除了现在采用的水蒸气蒸储法外，还可采用何种方 法？5.在蒸锵环己酮、收集151 1561的微分时,应选用水冷却型冷凝管还是空气冷凝管？第七节乙酰苯胺的制备一、实验目的1.掌握苯胺乙酰化反应的原理和实验操作。2.进一步熟悉固体有机物提纯的方法重结晶。二、实验原理1.反应原理芳香族酰胺通常用伯或仲芳胺与酸酊或竣酸作用来制备。本实验采用苯胺与醋酸共 热制备乙酰苯胺。此反应为可逆反应，加入过量的醋酸，同时用分储柱把反应过程中生 成的水蒸出，以提高乙酰苯胺的产率。反应式如下：19有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院2.重结晶原理固体有机物在溶剂中的溶解度与温度有密切的关系，一般温度升高溶解度增大。若 把固体溶解在热的溶剂中达到饱和，冷却时由于溶解度降低，溶液变成过饱和而析出晶 体。利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，可以使被提纯物质从溶液中析出，而 让杂质仍留在溶液中或被滤除，从而达到提纯的目的。三、药品及仪器1.药品：苯胺5.1g,冰醋酸7.8g,锌粉0.1g,活性炭2.仪器：锥形瓶，分储柱，烧杯，布氏漏斗，吸滤瓶，表面皿，支管接引管,玻璃棒，量筒，温度计，温度计套管，蒸偏头四、实验装置图7.1乙酰苯胺制备装置20有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院五、实验步骤1.合成5ml苯胺7.4ml冰醋酸0g锌粉小火加热至沸腾-1。5度保温-温度计读数上下波动-=上 4060分钟 反应器中出现白雾 乂口八八、V V 中100ml单口烧瓶2.结晶将反应物趁热以 细流倒入盛有 100ml水中的烧杯A析出粗乙酰苯胺固体用 10mlv滤饼粗乙酰苯胺滤液（弃）3.重结晶粗乙酰苯胺倒入盛150ml热水中250ml加热至沸十按80度溶解度计算水量/补加水至油珠完全溶解力口 1g活性炭,煮沸5分钟立趁热减压过滤上减压析出晶体-乙酰苯胺滤液（弃）减出过滤，稍冷r六、基本操作1 分储普通蒸偏只能分离和提纯沸点相差较大的物质，一般至少相差30 C以上才能得到 较好的分离效果。对沸点较接近的混合物用普通蒸储法就难以分开。虽然多次的蒸储可 达到较好的分离效果，但操作比较麻烦，损失量也很大。在这种情况下，应采取分储法 21有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院来提纯该混合物。分储的基本原理与蒸储相类似，所不同的是在装置上多一个分储柱，使汽化、冷 凝的过程由一次变为多次。简单地说，分储就是简单蒸储。分储就是利用分储柱来实现这“多次重复”地蒸储过程。当混合物的蒸气进入分 储柱时，由于柱外空气的冷却，蒸气中高沸点的组分易被冷凝，所以冷凝液中就含有较 多高沸点物质，而蒸气中低沸点的成分就相对地增多，冷凝液向下流动时又与上升的蒸 气接触，二者之间进行热量交换，使上升蒸气中高沸点的物质被冷凝下来，低沸点的物 质仍呈蒸汽上升；而在冷凝液中低沸点的物质则易受热气化，高沸点的物质仍呈液体。如此经多次的液相与气相的热交换，使得低沸点得物质不断上升最后被蒸储出来，高沸 点得物质则不断流回烧瓶中，从而将沸点不同的物质分离。故分储是分离提纯沸点接近 液体混合物得一种重要的方法。2.减压过滤3.重结晶重结晶的一般过程如下：将不纯的固体有机物在溶剂的沸点或接近沸点的温度 下制成近饱和的溶液；若溶液含有有色杂质，可加活性炭煮沸脱色；趁热过滤以除 去不溶物质及活性炭；冷却滤液，使结晶从滤液中析出而杂质仍留在母液中；减压 过滤，将晶体从母液中分出，洗涤晶体以除去吸附的母液。七、注意事项1.久置的苯胺因有杂质而颜色变深，会影响所制备的乙酰苯胺的质量。故最好用新蒸 过的无色或前黄色苯胺，为了防止苯胺在蒸储过程中被氧化，蒸储时可加入少许锌 粉。2.本实验中加入锌粉的作用是防止苯胺在蒸储过程中被氧化，但必须注意，不能加得 过多，否则在后处理中会出现不溶于水的氢氧化物。3.收集醋酸及水的总体积约为2-3 mL。4.反应物冷却后，会立即析出固体产物，粘在瓶壁上不易处理，故应趁热在搅拌下倒 入冷水中，以除去过量的醋酸及未作用的苯胺（它可成为苯胺醋酸盐而溶于水）。22有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院5.粗乙酰苯胺进行重结晶时，在热水中加热到沸腾，若仍有未溶解的油珠，应补加水 至油珠消失。油珠是熔融状态下的含水乙酰苯胺（83 C时含水13%,如果溶液温 度在83 C以下，溶液中未溶解的乙酰苯胺以固态存在。6.乙酰苯胺在不同温度下的100 ml水中的溶解度分别为：25。0.53 g；80,3.5g；100,5.2go在以后各步加热煮沸时，会蒸发掉一部分水，需随时再补充热水。本 实验重结晶时水的用量需控制，最好使溶液在80 左右为饱和状态。7.沸腾的溶液应稍冷后再加入活性炭，因向沸腾的溶液中加入活性炭，会引起暴沸。八、思考题1.在本实验中采用哪些方法来提高乙酰苯胺的产率？2.反应时为什么要控制分储柱上端的温度在105 C?3.根据理论计算，反应完成时应产生几毫升水？为什么实际收集的液体要比理论多？4.常用的乙酰化试剂有哪些？哪一种较经济？哪一种反应最快？5.应用苯胺为原料进行苯环上一些取代反应时，为什么通常要先进行乙酰化反应？6.乙酰苯胺与热的稀盐酸或稀氢氧化钠溶液反应时生成什么产物？7.在重结晶操作中，应注意哪几点才能使产品产率高，质量好？8.试计算重结晶时留在母液中的乙酰苯胺的量。第八节乙酰苯胺熔点测定一、实验目的了解熔点测定的意义，掌握毛细管法和显微熔点仪测定熔点的正确操作方法。二、基本原理通常当结晶物质加热到一定的温度时，即从固态转化为液态，此时的温度可视为该 物质的熔点。然而熔点的严格定义，应为固液两态在大气压下达到平衡时的温度。23有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院加热S _ ,：L冷却从初溶至全溶（称为熔程），纯物质的熔点范围不超过0.5-1 C,如果物质含有杂 质，则熔点往往下降，熔程增长。因此常常利用测定熔点来评估有机化合物的纯度。三、药品及仪器1.药品：自制的乙酰苯胺样品，丙三醇2.仪器：b型管，温度计，表面皿，显微熔点仪，毛细熔点管，长40 50cm的玻璃 管，橡胶圈，酒精灯，盖玻片四、实验装置b型管熔点测定的装置如图8.1所示显微熔点仪如图8.2所示样品的融化过程如图8.3所示图8.1 b形管熔点测定装置图8.2显微熔点仪24有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院图8.3样品融化过程示意图五、实验步骤1.毛细管法（b型管法）测定装置如图8.1所示。测定步骤：选择外径为约1 1.2 mm,长约100 mm的毛细管2-3支。把每支毛细管的一端在火焰上封口。把干燥的粉末状试料在表面皿上堆成小堆,研细,将毛细管的开口端插入试料中，装取少量粉末试料后把毛细管竖起来，在桌子上或在表面皿上顿几下，毛细管的 下落方向必须和桌面垂直，最后使毛细管从一根长约40-50 cm高的玻璃管中掉 到表面皿上，重复几次，使试料紧聚在管底，试料必须装得均匀而结实，高度约 2 3 mmo把装好试料底毛细管附在温度计上（橡皮圈位于热浴液面之上），使试料部分靠 在温度计水银球底中部。按图8.1装好装置，然后用酒精灯加热（热浴用浓硫酸）。在加热到接近试料底 熔点时（一般低于熔点10 ,必须使温度上升底速度缓慢而均匀（每分钟上 升1 C,每种试料必须测定两次（两根毛细管）。注意观察试料的变化，融化过程见图8.3,记录下熔点管中刚有小液滴出现心和 试料完全熔融t2这两个温度读数，熔程为t2 两次测得的数据最好一致或相 差不大于0.5 o25有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院2.显微熔点测定法X4显微熔点测定仪（数显）工作原理见示意图8.4,操作步骤如下:图8.4 X-4型显微熔点测定仪示意图对待测样品进行处理，把少量干燥的待测样品放在表面皿上，用玻璃钉研细。取两片干净的载玻片，将适量待测样品（不大于0.1 mg 放在一片载玻片上并使 样品分布薄而均匀，盖上另一片载玻片，轻轻压实，然后放置在热台中心。盖上隔热玻璃。松开显微镜的升降手轮，参考显微镜的工作距离（88 mm，上下调节显微镜，直到 从目镜中能看到熔点热台中央的待测样品轮廓时锁紧该手轮；然后调节调焦手轮,直至能清晰地看到待测样品为止。打开电源开关，调节测温仪显示热台即时的温度值。（注意：测试操作过程中，熔 点热台属高温部件，一定要使用镶子夹持放入或取出样品。严禁用手触摸，以免烫 伤!）根据被测熔点样品的温度值，控制调温手钮1或2 1 升温电压宽量调整，2一升 温电压窄量调整，其电压变化可参考电压表的显示），以期达到在测样品熔点过程 中，前段升温迅速，中段升温渐慢，后段升温平缓。具体方法如下：先将两调温手 钮顺时针调到较大位置，使热台快速升温。当温度接近被测样品熔点以下40 左右时（中段），将调温手钮逆时针调节至适当位置，使升温速度减慢。在被测样 品熔点值以下10 C左右（后段）时，调整调温手钮，控制升温速度约每分钟1。26有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院C左右（注意：尤其是后段升温的控制对测量精度影响较大。当温度上升至被测样 品熔点值以下10 C左右时，一定要将升温速度控制在大约每分钟1 C。观察被测样品的熔化过程，记录初熔和全熔时的温度值，用镶子取下隔热玻璃和载 玻片，即完成一次测试。如需重复测试，只需将散热器放在热台上，电压调为零或 切断电源，使温度降至熔点值以下40 C即可进行另一次测试。对已知熔点的样品，可根据所测样品的熔点值及测温过程（参照步骤6,适当调 节调温旋钮，实现测量；对未知熔点样品，可先用中、较高电压快速初测一次，找 到物质熔点的大约值，再根据该值适当调整和精细控制测量过程（参照步骤6,最后实现较精确测量。精密测试时，对实测值进行修正，并多次测试，计算平均值。测试完毕，应及时切断电源，待热台冷却后，方可将仪器按规定装入包装盒。六、注意事项1.两次熔点测定之间，必须待热溶液温度下降约30 C后换一根样品管再测定。2.导热液甘油回收。3.显微熔点仪测定熔点时，盖玻片中必须放微量待测样品进行测定，否则会带来较大 误差。七、思考题测熔点时，如果遇到下列情况，将会产生什么后果？熔点管壁太厚；熔点管不 洁净；样品研得不细装得不紧；加热太快。第九节 乙酸乙酯的制备及纯度鉴定一、实验目的1.了解较酸酯化的一般原理，掌握乙酸乙酯的制备方法。2.巩固蒸储及液态有机物的洗涤、干燥等基本操作。27有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院3.掌握滴液漏斗的正确使用方法。4.复习阿贝折光仪的使用。二、实验原理主反应：CH3COOH+C2H50H CH3coOC2H5+H20(120-125,H2SO4)付反应：H2SO42c2H50H-C2H5-O-C2H5+H2O三、药品和仪器1.药品：冰醋酸，乙醇(95%),浓硫酸，饱和Na2c。3溶液，饱和CaCLz溶液，饱和食 盐水，无水K2cO3(s.)2.仪器：100mL三口烧瓶，50mL筒形滴液漏斗，分储柱，分液漏斗，接收器，温度 计，烧杯，直形冷凝管，蒸偏头，温度计套管，接引管，量筒，空心塞四、实验装置图9.1滴加蒸出反应装置图9.2普通蒸储装置五、实验步骤28有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院用无水K2c。3干燥，间震荡直至澄清 蒸储-液体倒入50ml烧瓶中 收集74-80C的微分六、注意事项1.干燥剂用无水K2c03而不用无水CaCL2是因为：CaCL2能和醇、酚、酰胺、胺及某些 醛和酯等形成络合物。2.用食盐水洗涤而不用水洗的原因是因为考虑到比重的关系，水的比重与乙酸乙酯的 相近，不易分层，用食盐水则较容易分层。3.滴液时滴液漏斗滴液速度的控制。4.洗涤时“等体积”的概念。七、思考题1.本实验中硫酸起什么作用？2.为什么要用过量的乙醇？29有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院3.蒸出的粗乙酸乙酯中主要有哪些杂质？4.能否用浓氢氧化钠溶液代替饱和碳酸钠溶液来洗涤蒸储液？5.用饱和氯化钙溶液洗涤，能除去什么？为什么先要用饱和食盐水洗涤？是否可用水 代替？第十节苯甲酸的制备一、实验目的1.学习苯甲酸的制备原理和方法。2.掌握机械搅拌操作。3.掌握减压抽滤等基本操作。二、基本原理芳香族酸酸通常可由芳香烂氧化来制备。苯环比较稳定，难以氧化，而环上的 支链被氧化成竣基。反应式如下：三、药品及仪器1.药品：甲苯 2.3g 7ml,0.025mol)高镒酸钾 8.5g(0.054mol)浓盐酸、饱和NaHSOs溶液2.仪器：2501nl三口烧瓶，球形冷凝管，300 C温度计，温度计套管，机械搅拌器,搅拌棒连密封套管，烧杯，布氏漏斗，吸滤瓶，蒸发皿，10 ml、100 ml30有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院量筒四、实验装置图10.1苯甲酸制备装置五、实验步骤|l00mlH2OIII250ml三口烧瓶8.5g KMnO42.7ml甲苯从冷凝管上端加入一如图10 1搭好装置 3ml饱和NaHSC）3溶液-反 应字毕-搅拌下回流约2小时 搅拌至紫色减退趁热减压过滤预热布氏漏斗无色滤液转入烧杯中冷却缓慢加入浓盐酸V 至酸性（pH=23 苯甲酸晶体析出31有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院滤饼用少量水洗涤-A抽干A表面皿上称重（湿重）晾干A红外光谱分析六、基本操作1.机械搅拌当进行非均相反应（如固一液反应或互不相溶的液一液反应），或反应物之一逐渐 滴加时，为使反应混合物能充分接触，避免局部过浓、过热而导致其它副反应或有机化 合物分解，须进行强烈的搅拌，搅拌常能使反应温度均匀，缩短反应时间和提高产率。本实验的装置由机械搅拌器、搅拌棒、三口烧瓶及温度计和球形冷凝管组成，其 安装顺序为：根据搅拌马达与电炉的垂直距离选择一定长度的搅拌棒。用短橡皮 管（或连接器）把已插入塞子的搅拌棒连接到搅拌器的转动轴上。小心将三口烧瓶 从搅拌棒下端套进去，搅拌棒距瓶底大约5m明然后将三口烧瓶夹紧。检查这几件仪 器安装得是否牢固，搅拌轴、搅拌棒及瓶基应在同一直线上。用手实验搅拌器转动 的灵活性，再以低速开动搅拌器试验运转情况，直至连接部位无摩擦声时可认为仪器装 配合格，否则需要重新调整。装上冷凝管及温度计，用夹子夹紧。整套仪器应安装 在同一铁台上。2.减压过滤操作 滤纸应能盖住布氏漏斗的所有小孔并紧贴其上。在吸滤瓶与水泵间无缓冲瓶 时应特别注意过滤完成后先拔去抽气的橡皮管，然后关水泵。趁热过滤前应先将布 氏漏斗浸在水浴锅内充分加热，使热过滤快速进行，防止在过滤时溶液冷却，结晶析出，造成操作困难和产品损失。七、注意事项1.搅拌桨离瓶底约5mm左右。2.注意控制实验过程中带入的水量，以利于结晶析出。八、思考题1.本实验如何使用搅拌装置？32有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院2.安装搅拌装置应注意哪些问题？3.如何判断反应已完成？4.反应终点不明显或回流完毕后反应液仍呈紫色的可能原因是什么？此时应采用什 么措施？5.两次减压过滤的目的及操作的异同点是什么？第十一节 乙酰苯胺的表征（红外光谱）一、实验目的1.了解红外光谱法测定有机化合物结构的原理。2.掌握澳化钾压片及红外检测的操作方法。3.学习初步的谱图解析方法。二、基本原理红外光谱是基于分子中原子的振动。由于有机分子不是刚性结构，分子中的共价 键就像弹簧一样，在一定频率的红外光辐射下会发生各种形式的振动，如伸缩振动、弯 曲振动等，伸缩振动中又分为对称伸缩振动和不对称伸缩振动。不同类型的化学键，由 于它们的振动能级不同，所吸收的红外射线的频率也不同，因而通过分析射线吸收频率 谱图（即红外光谱图）就可以鉴别各种化学键。红外光谱可由红外光谱仪测得。红外光 谱仪工作原理如图n.i所示。33有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院图11.1照射式红外光谱仪工作原理图红外辐射源是由硅碳棒发出，硅碳棒在电流作用下发热并辐射出2 15范围的连 续红外辐射光。这束光被反射镜折射成可变波长的红外光，并分为两束。一束是穿过参 比池的参比光；另一束是通过样品池的吸收光。如果样品对频率连续变化的红外光不时 地发生强度不一的吸收,那么穿过样品而到达红外辐射检测器的光束的强度就会相应的 减弱。红外光谱仪就会将吸收光束与参比光束作比较，并通过记录仪在图纸上形成红外 光谱图。由于玻璃和石英几乎能吸收全部的红外光，因此不能用来作样品池。制作样品池的 材料应该是对红外光无吸收，以避免产生干扰。常用的材料有卤盐如氯化钠和漠化钾。三、实验方法通常，测定液体样品的红外光谱都采用液膜法。先将干燥后的液体样品滴一滴在 盐片上，再用另一块盐片盖上，并轻轻旋转滑动，使样液涂布均匀。然后将涂有液体样 品的盐片置放在盐片支架上，并安放在红外光谱仪中，记录红外光谱。固体样品的测试一般可采用石蜡油研糊法和卤盐压片法。石蜡油研糊法：将3-5mg干燥固体样品和2滴石蜡油在研体中研磨成糊状，然后 将糊状物涂抹在盐片上并用另一块盐片覆盖在上面。再将该盐片置放在盐片支架上，并 安放在红外光谱仪中，记录红外光谱。卤盐压片法：取2 3mg干燥固体样品在研钵中研细，再加入100 200mg充分干34有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院燥过的溟化钾，混合研磨成极细粉末,并将其装入金属模具中分布均匀。然后再真空条件下加压，使其压成片状。打开模具,小心地取下盐片，置放在盐片支架上，并安放在红外光谱仪中，记录红外光谱。6。20。012001000ROO1HOOIGOO400030001100cr.u BC-Ccil BC-C1)1置一氯51*C-BlSJ 1 14-H1Ar-Hl*-C-IIUF1c-oMB 酝jC-K 搅拌下缓慢加入浓盐酸1025ml-a pH试纸变红（明显酸性）r 滤饼一一-/z兀体 4 转入表面皿,称重（湿重），回收进一步冷却后 I减压过滤 滤液（水及可溶性无机盐）六、基本操作1.水蒸气蒸镭的基本原理当有机物与水一起共热时，根据道尔顿 Dalton 分压定律，整个系统的蒸气 压应为各组分蒸气压之和，即：P=PH2O+PA其中P代表总的蒸气压，PH2O为水的蒸气压，为与水不相溶物或难溶物质的蒸气 压。当总蒸气压P与大气相等时，则液体沸腾。这时的温度即为它们的沸点。这时 的沸点必定较任一组分的沸点低。因此在常压下用水蒸气蒸储，就能在低于100 的情况下将高沸点组分与水一起蒸出来。例如水与苯甲醛混合物的沸点为97.9O 此时：P=760mmHg PH2o=703.5mmHg P苯甲醛二65.5mmHg水蒸气蒸储法的优点在于使所需要的有机物可在较低的温度下从混合物中蒸锵 44有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院出来，可以避免在常压下蒸播时所造成的损失，提高分离提纯的效率。同时在操作 和装置方面也较减压蒸储简便以下，所以水蒸气蒸储可以应用于分离和提纯有机物。在微出物中，随水蒸气一起蒸的有机物同水的质量（GA和&。）之比，等于两者 的分压（PA和PH2O）分别和两者的分子量（取和18 的乘积之比，所以储出液中有 机物质同水的重量之比可按下式计算：GA _ GA*PAGH2O 18*PH2O例如，用水蒸气蒸储苯甲醛和水的混合物，苯甲醛的沸点为178。2而苯甲醛 与水的混合物在97.9 C就沸腾。在这个温度下，苯甲醛的蒸气压是56.5 mmHg,水的蒸气压是703.5 mmHgo两者相加等于760 mmHg。苯甲醛的分子量为106,所以 储出液中苯甲醛与水的重量比等于：G苯甲醛106*56.5_.G水 18*703.5一出即每蒸出1克水伴随蒸出苯甲醛0.473克。水蒸气蒸储常在下列情况下使用：混合物中含有大量的固体，通常的蒸储、过滤、萃取等分离方法都不适用。混合物中含有焦油状物质，采用通常的蒸储、萃取等方法非常困难。在常压下蒸偏高沸点有机物质会发生分解。被提纯物质必须具备以下几个条件：不溶或难溶于水。在沸腾下与水不发生化学反应。在100 C左右必须具有一定的蒸气压（一般不小于10毫米汞柱）。2.水蒸气蒸镭的实验操作水蒸气蒸储的装置如图14.2所示，用500ml的圆底烧瓶作水蒸气发生器，内盛水 约占其容量的1/22/3,以长玻璃管作为安全管，管的下端接近瓶底，根据管中水柱 的高低，可以估计水蒸气压力的大小。水蒸气导管末端应接近烧瓶底部，以使水蒸气和 被蒸储物质充分接触并起搅拌作用。发生器的水蒸气导出管与一个T形管相连，T形管 的支管套一个短橡皮管，橡皮管上用螺旋夹夹住，T形管的另一端与蒸锵部分的导管相 45有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院连，T形管用来除去水蒸气中冷凝下来的水分。在操作中，如果发生不正常现象，应立 刻打开螺旋夹，使之与大气相通。将反应装置按图14.2连接好，打开T形管上的螺旋夹，用电炉把发生器里的水加 热到沸腾，当有水蒸气从T形管的支管冲出时，再旋紧螺旋夹，让水蒸气通入烧瓶中，这时可以看到烧瓶中的混合物翻腾不息，不久再冷凝管中就会出现有机物质和水的混合 物。调节加热速度，使瓶内的混合物不致飞溅的太厉害，并控制储出液的速度为2-3 滴。为了使水蒸气不致与在烧瓶内过多地冷凝，在蒸储时通常也可用小火将烧瓶加热。在操作时，要随时注意安全管中地水柱是否发生不正常地上升现象，以及烧瓶中地液体 是否发生倒吸现象，一旦发生这种现象，应立刻打开螺旋夹，移去热源，找出发生故障 的原因。必须把故障排除后，方可继续蒸储。当储出液澄清透明，不再含有油滴时，一 般可停止蒸储，这时应首先打开螺旋夹，然后移去热源，以免发生倒吸现象。七、Perkin反应简介芳香醛和酸酊在碱性催化剂的作用下，可以发生类似的羟醛缩合作用，生成a、B 不饱和芳香酸，这个反应称为Perkin反应。催化剂通常是相应酸酊的竣酸钾或钠盐，有时也可用碳酸钾或叔胺代替。例如苯甲醛和醋酸酊在无水醋酸钾（钠）的作用，生成 一个酸酎的负离子，负离子和醛发生亲核加成，生成中间物B羟基酸酊，然后再发生 失水和水解作用得到不饱和酸。反应机理如下：46有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院o o2L。L 用 M+CHWOH(CH3CO)2O+CH3COOK-OICIHOHCOHCCH=CH-COOH+CH3COOHCH3COOHOHC八、注意事项1.久置的苯甲醛含苯甲酸，故需蒸储提纯。苯甲酸含量较多时可用下法除去：先用10%碳酸钠溶液洗至无二氧化碳放出，然后用水洗涤，再用无水硫酸镁干燥，干燥时加入 1%对苯二酚以防氧化，减压蒸储，收集79C/65 mlliHg,或69C/15mmHg,或62C/10 mniHg的储分，沸程2 C,贮存时可加入0.5%的对苯二酚。2.无水醋酸钾需新鲜熔融，将含水醋酸钾放入蒸发皿内，加热至熔融，立即倒再金属 板上，冷后研碎，置于干燥器中备用。3.反应混合物在加热过程中，由于二氧化碳的逸出，最初反应时会出现泡沫。4.反应混合物在150 170 C下长时间加热，发生部分脱竣而产生不饱和焙类副产物,并进而生成树脂状物，若反应温度过高(200),这种现象更明显。5.肉桂酸有顺反异构体，通常以反式存在，为无色晶体，熔点133 C。如果产品不纯，可在水或3：1稀乙醇中进行重结晶。九、思考题1.具有何种结构地醛能进行伯金反应？47有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院2.本实验中在水蒸气蒸储前为什么用饱和碳酸钠溶液来中和反应物？3.为什么不能用氢氧化钠来代替碳酸钠溶液进行中和？4.水蒸气蒸储除去什么？5.试述水蒸气蒸偏的原理。6.水蒸气蒸储通常在哪三种情况下使用？被提纯物质必须具备哪些条件？7.肉桂酸能溶于热水，难溶于冷水，试问如何提纯之？定出操作步骤，并说明每一步 的作用。附：重结晶及熔点测定一、实验目的1.学习固体有机物重结晶提纯的原理与方法。2.了解熔点测定的意义，掌握测定熔点的操作。二、基本原理固体有机物在溶剂中的溶解度与温度有密切的关系，一般温度升高溶解度增大。若 把固体溶解在热的溶剂中达到饱和，冷却时由于溶解度降低，溶液变成过饱和而析出晶 体。利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，可以使被提纯物质从溶液中析出，而 让杂质仍留在溶液中或被滤除，从而达到提纯的目的。通常当结晶物质加热到一定的温度时，即从固态转化为液态，此时的温度可视为该 物质的熔点。然而熔点的严格定义，应为固液两态在大气压下达到平衡时的温度。加热三、药品及仪器3.药品：粗样品，重结晶溶剂，活性炭，丙三醇。48有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院4.仪器：漏斗，吸滤瓶，温度计，表面皿，锥形瓶，球形冷凝管，显微熔点仪，熔 点 管，b形管，橡胶圈四、实验装置重结晶的实验装置如图1所示减压过滤的装置如图2所示b形管熔点测定的装置如图3所示显微熔点仪如图4所示样品的融化过程如图5所示图1重结晶的实验装置图图2减压过滤装置图3 b形管熔点测定装置49有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院图5样品融化过程示意图五、实验步骤1.重结晶重结晶的一般过程如下：将不纯的固体有机物在溶剂的沸点或接近沸点的温度下制成近饱和溶液;若溶液含有有色杂质，可加活性炭煮沸脱色；趁热过滤以除去不溶物质及活性炭；冷却滤液，使结晶从滤液中析出而杂质仍留在母液中；减压过滤，将晶体从母液中分出，洗涤结晶以除去吸附的母液。2.熔点测定毛细管法（b形管法）测定装置如图3所示。测定步骤：50有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院选择外径为约1 1.2mm,长约100 mm的毛细管4 6支。把每支毛细管的一端在火焰上封口。把干燥的粉末状试料在表面皿上堆成小堆,研细,将毛细管的开口端插入试料中，装取少量粉末试料后把毛细管竖起来，在桌子上或在表面皿上顿几下，毛细管的 下落方向必须和桌面垂直，最后使毛细管从一根长约40-50 cm高的玻璃管中掉 到表面皿上，重复几次，使试料紧聚在管底，试料必须装得均匀而结实，高度约 2 3mm.把装好试料底毛细管附在温度计上（橡皮圈位于热浴液面之上），使试料部分靠 在温度计水银球底中部。按图3装好装置，然后用酒精灯加热（热浴用浓硫酸）。在加热到接近试料底熔 点时（一般低于熔点10 C,必须使温度上升底速度缓慢而均匀（每分钟上升1）,每种试料必须测定两次（两根毛细管）。注意观察试料的变化，融化过程见图5,记录下熔点管中刚有小液滴出现tl和 试料完全熔融t2这两个温度读数，熔程为t2 tl,两次测得的数据最好一致或 相差不大于0.5 o显微熔点测定法：X4显微熔点测定仪（数显）工作原理见示意图6,操作步骤如下：图6 X-4型显微熔点测定仪示意图对待测样品进行处理，把少量干燥的待测样品放在表面皿上，用玻璃钉研细。51有机化学实验教案浙江科技学院生物与化学工程学院取两片干净的载玻片，将适量待测样品（不大于O.lmg 放在一片载玻片上并使样 品分布薄而均匀，盖上另一片载玻片，轻轻压实，然后放置在热台中心。盖上隔热玻璃。松开显微镜的升降手轮，参考显微镜的工作距离 88mm，上下调节显微镜，直到 从目镜中能看到熔点热台中央的待测样品轮廓时锁紧该手轮；然后调节调焦手轮,直至能清晰地看到待测样品为止。打开电源开关，调节测温仪显示热台即时的温度值。（注意：测试操作过程中，熔 点热台属高温部件，一定要使用镶子夹持放入或取出样品。严禁用手触摸，以免烫 伤!）根据被测熔点样品的温度值，控制调温手钮1或2 1升温电压宽量调整，2一升 温电压窄量调整，其电压变化可参考电压表的显示），以期达到在测样品熔点过程 中，前段升温迅速，中段升温渐慢，后段升温平缓。具体方法如下：先将两调温手 钮顺时针调到较大位置，使热台快速升温。当温度接近被测样品熔点以下40 左右时（中段），将调温手钮逆时针调节至适当位置，使升温速度减慢。在被测样 品熔点值以下10左右（后段）时，调整调温手钮，控制升温速度