高等有机化学实验报告

高等有机化学实验报告 高等有机化学实验讲义 实验一 对甲氧基肉桂酸的合成 张玲玲6130601012 化学与学院 分析化学 一、目的 1(掌握丙二酸常用合成 2(熟悉各种基本操作 二、原理 三、实验装置 四、及现象 实验步骤 实验现象 (1)搭具有搅拌、滴液、加热、温度控制和回流冷凝的反应 装置。 (2)在三颈烧瓶中加入12.6 g丙二酸、30 mL吡啶，搅拌溶解。 体系呈淡黄色; (3)在滴液漏斗中加入12.5 mL茴香醛和1 mL哌啶，振荡使 之混合均匀。 (4)待三颈烧瓶中溶液温度达到40 ?时，将茴香醛缓慢滴入搅拌后瓶壁有小气泡附三颈烧瓶，控制滴加速度，约40 min滴加完毕，保持体系温度着; 40 ?继续搅拌反应2 h。 不断有气体排出 (5)将体系温度升至90~100?，待气体排尽后结束反应。 有馏分蒸出，恒定温度(6)用2 mol/L NaOH溶液调节体系pH=10，常压蒸馏出吡啶，在93?，之后出现溶液回收。 浑浊，停止加热，在结(7)用2 mol/L HCl调节体系pH=5。 束后，出现固体; (8)抽滤，洗涤滤饼至滤液呈弱酸性，将滤饼置于烘箱中烘 干，称重，计算收率。 得到淡黄色固体; 1 高等有机化学实验讲义 (9)测产品熔点。 五、数据记录 对甲氧基肉桂酸的实际质量:9.3g 理论质量: 18.3g 产率:9.3/18.3=50.82% 对甲基肉桂酸的熔点:160.2-178.5 六、思考题 (1)丙二酸二乙酯与茴香醛反应也可制备对甲氧基肉桂酸，且丙二酸二乙酯的价格较丙二酸低，但工厂仍然优选丙二酸为原料，试用有机化学反应基本原理解释之。 答:该反应是丙二酸的α—H进攻茴香醛的醛基，生成羟基后脱水消除成碳碳双键。 由于丙二酸二乙酯中两个乙基具有诱导效应，使得亚甲基上的氢不及丙二酸上亚甲基的氢的活性大，即丙二酸亚甲基上的氢更容易进攻羰基上的氧。 (2)如果体系中不加入哌啶，该反应也能够进行，但是反应速度稍慢，试用有机化学基本原理解释并用反应机理式表示哌啶在反应中的催化作用。 答:哌啶分子提供氢原子的能力较强，可通过提供氢来引发反应，使反应速度加快。哌啶环上的氮原子有一对未共用电子对处于sp2杂化轨道上，因它不参与共轭而能与H+结合，所以具有弱碱性，易夺取丙二酸中间碳上的氢离子而形成碳负离子，碳负离子再去进攻茴香醛羰基上的碳正离子。而哌啶是六氢吡啶，不含有双键，性质与脂肪族仲胺相似，N上也存在一对未共用电子对，再综合烃基的给电子效应，碱性增强，夺取质子的能力增强，所以，加入哌啶后可明显加速反应。 七、实验小结 通过本次实验，掌握了对甲氧基肉桂酸的合成方法。并进一步巩固了冷凝回流、常压蒸馏等基本操作。在查找实验文献的过程中也学习了如何去筛选有用信息等技能。 2 高等有机化学实验讲义 实验二 对甲氧基苯丙酸合成 张玲玲6130601012 化学与材料工程学院 分析化学 一、目的 3(掌握加氢是基本方法与步骤 4(熟悉各种基本操作 二、原理 三、实验装置 四、步骤及现象 实验步骤 实验现象 1(Ranny Ni的制备:称取2.5gNi-Al合金，于400mL烧杯中，三次排气后，关闭 加蒸馏水25mL，分批加入固体NaOH4g，(注意溢料)加氢瓶上的活塞，储氢 待气泡散去。70?加热0.5hr，至无气泡放出。弃去上层瓶内液面不再上升说明 清液。蒸馏水洗涤至中性，用无水甲醇覆盖。(不可与装置气密性良好。 3 高等有机化学实验讲义 空气接触，催化剂能自燃)。用纸拨出少许催化剂后， 稍吹气后，有火星。 2(加氢:(1)检测加氢设施是否漏气。 开始反应后，加氢 (2)在加氢瓶中加入1.0 g甲基肉桂酸，加入50 mL无水甲瓶中液体颜色、状态无 醇使溶解，加入约1 gRanny Ni，加入搅拌子，搭好实明显变化，但储氢瓶中 验装置。 的液面慢慢的上升。记 (3)将储氢筒加满水，调节活塞1使氢气进入储气筒，在录数据。 调节活塞1，开启活塞2与大气相同，用H将加氢瓶中2 的空气赶走，重复2次。调节活塞2和大气不通，使加 氢瓶和储氢瓶连通，调节水准瓶高度，使储氢筒刻度 为0或0以上的某一刻度。 (4)开始搅拌，每隔一段时间记录吸氢的体积作时间和吸 氢体积的曲线，当储氢筒内氢气体积不再明显变化， 停止反应。 (5)滤出催化剂，将滤出催化剂迅速放入指定回收瓶;水 浴蒸馏出滤液中甲醇，并烘干残余固体。 (6)测定固体熔点。加氢曲线: 五、数据记录与处理 时间0 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 /min 体积10 25 40 51 57 66 73 82 91 95 100 104 108 112 114 /ml 4 高等有机化学实验讲义 作时间与吸氢体积的曲线:时间--X轴，体积--Y轴 120 100 80 60V/ml 40 20 2030405060708090100 T/min 六、思考题 (1)对甲氧基肉桂酸加氢还原为对甲氧基苯丙酸后，虽然分子量有所增加，但是其熔点却降低了大约70?，试用有机化学基本原理解释之。 答:对甲氧基肉桂酸中苯环大π键、C=O双键以及C=C双键之间形成共轭使分子趋于平面结构，只能形成分子间氢键;而加氢后得到的对甲氧基苯丙酸无C=C双键，苯环大π键、C=O双键不能很好的共轭，分子不再是平面结构而形成分子内氢键，使得其熔点大大降低。 (2)记录反应消耗氢气总体积，计算理论应消耗氢气总体积，比较这两者之间的差别，并说明原因。 答:反应消耗氢气总体积为104ml; 理论消耗氢气总体积为125ml 理论值比实验值大很多，可能的原因是对甲氧基肉桂酸不纯或者加氢反应不够充 分，未完全反应。 七、实验小结 通过几个小时的实验操作，第一次学习了如何加氢的基本方法与步骤。同时掌握Ranny Ni催化剂的制备。同时掌握了熔点仪的正确使用方法。 5 高等有机化学实验讲义 实验三 2-苯基-丁-2-醇的合成 张玲玲6130601012 化学与材料工程学院 分析化学 一、目的 1. 了解格式试剂的制备与应用 2. 熟悉各种基本操作 二、原理 三、实验装置 四、步骤及现象 实验步骤 实验现象 (1)将镁条用砂纸打亮，加入乙醚100 mL，在有微热后反应发生，溶液为棕色冷却条件下缓缓滴入溴苯，微热并加入一小块碘使透明。一段时间后，剧烈反应，镁反应引发。 条逐渐消失，溶液变混，体系放热，(2)滴加14.2 mL丁酮和30 mL乙醚混合物，(冰太剧烈时用冷水冷却。反应结束冷)。投料比为镁条:溴苯:丁酮,1.1:1.0:1.2 时，镁条基本上消失，溶液为咖啡(3)滴加入20,的NHCl水溶液，水解，分出油色，剧烈反应体系变浑浊。 4 6 高等有机化学实验讲义 层。 有气泡产生，体系逐渐变澄(4)洗涤至中性(少量水)用CaCl干燥，蒸出乙清，上层为亮黄色，下层无色，未2 醚回收。 反应的镁条用盐酸溶解。 (5)减压蒸馏出产品94~96?，测折光率。 五、数据记录 测得产品的折光率为:1.5304 六、思考题 (1) NHCl水溶液水解的机理时什么, 4 ，,答: NHCl，HO,NH,HO，H，Cl4232 (2) 做格氏反应需要注意什么?说明可以采取那些可以提高反应的产率, 答:由于格氏试剂 的烃基是带有负电荷的强亲和试剂，如果体系中存在水的话会发生下列反应:RMgX+H2O?R-H+MgXOH，导致得不到格氏试剂。 因此，?反应中应该使反应器尽量干燥，而且要使反应体系与空气接触部分用干燥机隔离防止水蒸气的进入。 ?反应是卤代烃与镁条反应，反应是在两相的接触面上进行，因此要把镁条剪切的细一些，增大接触面，使体系充分反应。 七、实验小结 通过本次实验，了解格式试剂制备的流程及注意事项。同时学会减压蒸馏的操作过程，并学习熔点仪及折射仪的使用。 7 高等有机化学实验讲义 8