大学有机化学实验报告综合

大学有机化学实验报告综合 实验1 蒸馏和沸点的测定 一. 实验目的: 1.了解测定沸点的意义。 2.掌握常量法(蒸馏法)测定沸点的原理和方法。 二. 实验原理: 当液体物质被加热时，该物质的蒸气压达到与外界施于液面的总压力(通常是大气压力)时液体沸腾，这时的温度称为沸点。常压蒸馏就是将液体加热到沸腾变成蒸气，又将蒸气冷凝得到液体的过程。 每种纯液态的有机物在一定的压力下均有固定的沸点。利用蒸馏可将二种或两种以上沸点相差较大(>30?)的液体混合物分开。纯液体化合物的沸距一般为0.5,1?，混合物的沸距则较长。可以利用蒸馏来测定液体化合物的沸点。 三.实验仪器与药品 蒸馏烧瓶、直形冷凝管、接液管、酒精灯、石棉网、温度计、无水乙醇。 四、实验步骤 蒸馏实验装置主要包括蒸馏烧瓶，冷凝管，接受器三部分。仪器按从下往上，从左到右原则安置完毕，注意各磨口之间的连接。根据被蒸液体量选60ml蒸馏瓶中，放置30ml无水乙醇。加料时用玻璃漏斗将蒸馏液体小心倒入。(温度计经套管插入蒸馏头中，并使温度计的水银球正好与蒸馏头支口的下端一致)。放入1,2粒沸石，然后通冷凝水，开始加热并注意观察蒸馏瓶中的现象和温度计读数的变化。当瓶内液体开始沸腾时，蒸气前沿逐渐上升，待达到温度计水银球时，温度计读数急剧上升，这时应适当调小火焰，以控制馏出的液滴以每秒钟1,2滴为宜?。在蒸馏过程中，应使温度计水银球处于被冷凝液滴包裹状态，此时温度计的读数就是馏出液的沸点。当温度计读数上升至77?时，换一个已称量过的干燥的锥形瓶作接受器?。收集77,79?的馏分。当瓶内只剩下少量(约0.5,1mL)液体时，若维持原来的加热速度，温度计读数会突然下降，即可停止蒸馏，即使杂质很少，也不应将瓶内液体完全蒸干，以免发生意外。称量所收集馏分的重量或量其体积，并计算回收率。 蒸馏结束，先停止加热，后停止通水，拆卸仪器顺序与装配时相反。 注:[1] 加沸石可使液体平稳沸腾，防止液体过热产生暴沸;一旦停止加热后再蒸馏，应重新加沸石;若忘了加沸石，应停止加热，冷却后再补加。[2] 冷凝水从冷凝管支口的下端进，上端出。[3] 切勿蒸干，以防意外事故发生。 1-24 五、问题讨论 1、沸石(即止暴剂或助沸剂)为什么能止暴,如果加热后才发现没加沸石怎么办, 答:沸石为多孔性物质，它在溶液中受热时会产生一股稳定而细小的空气泡流，这一泡流以及随之而产生的湍动，能使液体中的大气泡破裂，成为液体分子的气化中心，从而使液体平稳地沸腾，防止了液体因过热而产生的暴沸。如果加热后才发现没加沸石，应立即停止加热，待液体冷却后再补加，切忌在加热过程中补加，否则会引起剧烈的暴沸，甚至使部分液体冲出瓶外，有时会引起着火。 2、冷凝管通水方向是由下而上，反过来行吗,为什么, 答:冷凝管通水是由下而上，反过来不行。因为这样冷凝管不能充满水，由此可能带来两个后果:其一，气体的冷凝效果不好。其二，冷凝管的内管可能炸裂。 3.在蒸馏装置中，温度计水银球的位置不符合要求会带来什么结果, 答:如果温度计水银球位于支管口之上，蒸气还未达到温度计水银球就已从支管流出，测定沸点时，将使数值偏低。若按规定的温度范围集取馏份，则按此温度计位置集取的馏份比规定的温度偏高，并且将有一定量的该收集的馏份误作为前馏份而损失，使收集量偏少。如果温度计的水银球位于支管口之下或液面之上，测定沸点时，数值将偏高。但若按规定的温度范围集取馏份时，则按此温度计位置集取的馏份比要求的温度偏低，并且将有一定量的该收集的馏份误认为后馏份而损失。 试验2 重结晶 一、实验目的: 通过实验让学生能熟练掌握用水、有机溶剂及混合溶剂重结晶纯化固体有机物质的各项具体 的操作方法，其中包括以下几点: (1)样品的溶解，突出用易燃的有机溶剂时溶解样品应采用仪器装置及安会注意事项。 (2)过滤及热过滤;菊花滤纸的折法。 (3)结晶及用活性炭脱色。 (4)抽滤:布氏漏斗、抽滤瓶、安全瓶、循环水泵等的安装及使用。 (5)产品的干燥，包括风干(自然晾干)和烘干(使用烘箱、红外干燥)时仪器的使用 及注意事项。 二、基本原理 固体有机物在溶剂中的溶解度与温度有密切关系。一般是温度升高， 溶解度增大。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过饱和溶液中析出，而让杂 质全部或大部分仍留在溶液中，或者相反，从而达到分离、提纯之目的。 三、操作要点及说明 重结晶提纯法的一般过程为: 1、选择适宜的溶剂 2-24 在选择溶剂时应根据“相似相溶”的一般原理。溶质往往溶于结构与其相似的溶剂中。 还可查阅有关的文献和，了解某化合物在各种溶剂中不同温度的溶解度。也可通过实验 来确定化合物的溶解度。即可取少量的重结晶物质在试管中，加入不同种类的溶剂进行预试。 适宜溶剂应符合的条件:见曾绍琼书P61。 2、将待重结晶物质制成热的饱和溶液 制饱和溶液时，溶剂可分批加入，边加热边搅拌，至固体完全溶解后，再多加2O,左 右(这样可避免热过滤时，晶体在漏斗上或漏斗颈中析出造成损失)。切不可再多加溶剂， 否则冷后析不出晶体。 如需脱色，待溶液稍冷后，加入活性炭(用量为固体1,5,)，煮沸5,10min(切不 可在沸腾的溶液中加入活性炭，那样会有暴沸的危险。) 3、乘热过滤除去不溶性杂质 乘热过滤时，先熟悉热水漏斗的构造，放入菊花滤纸(要使菊花滤纸向外突出的棱角， 紧贴于漏斗壁上)，先用少量热的溶剂润湿滤纸(以免干滤纸吸收溶液中的溶剂，使结晶析 出而堵塞滤纸孔)，将溶液沿玻棒倒入，过滤时，漏斗上可盖上表面皿(凹面向下)减少溶 剂的挥发，盛溶液的器皿一般用锥形瓶(只有水溶液才可收集在烧杯中)。 回流 抽滤 实验装置 4、抽滤 抽滤前先熟悉布氏漏斗的构造及连接方式，将剪好的滤纸放入，滤纸的直径切不可大于 漏斗底边缘，否则滤纸会折过，滤液会从折边处流过造成损失，将滤纸润湿后，可先倒入部 分滤液(不要将溶液一次倒入)启动水循环泵，通过缓冲瓶(安全瓶)上二通活塞调节真空 度，开始真空度可低些，这样不致将滤纸抽破，待滤饼已结一层后，再将余下溶液倒入，此 时真空度可逐渐升高些，直至抽“干”为止。 停泵时，要先打开放空阀(二通活塞)，再停泵，可避免倒吸。 5、结晶的洗涤和干燥 用溶剂冲洗结晶再抽滤，除去附着的母液。抽滤和洗涤后的结晶，表面上吸附有少量溶 剂，因此尚需用适当的方法进行干燥。固体的干燥方法很多，可根据重结晶所用的溶剂及结 晶的性质来选择，常用的方法有以卞几种:空气晾干的;烘干(红外灯或烘彩);用滤纸吸 干;置于干燥器中干燥。 四、思考题 1、重结晶法一般包括哪几个步骤,各步骤的主要目的如何, 答:一般包括:(1)选择适宜溶剂，制成热的饱和溶液。(2)热过滤，除去不溶性杂质(包 括脱色)。(3)抽滤、冷却结晶，除去母液。(4)洗涤干燥，除去附着母液和溶剂。 2、重结晶时，溶剂的用量为什么不能过量太多，也不能过少,正确的应该如何, 答:过量太多，不能形成热饱和溶液，冷却时析不出结晶或结晶太少。过少，有部分待结 晶的物质热溶时未溶解，热过滤时和不溶性杂质一起留在滤纸上，造成损失。考虑到热过滤 时，有部分溶剂被蒸发损失掉，使部分晶体析出留在波纸上或漏斗颈中造成结晶损失，所以 适宜用量是制成热的饱和溶液后，再多加20,左右。 3、用活性炭脱色为什单要待固体物质完全溶解后才加入,为什么不能在溶液沸腾时加入, 答:活性炭可吸附有色杂质、树脂状物质以及均匀分散的物质。因为有色杂质虽可溶于沸 腾的溶剂中，但当冷却析出结晶体时，部分杂质又会被结晶吸附，使得产物带色。所以用活 性炭脱色要待固体物质完全溶解后才加入，并煮沸5,10min。要注意活性炭不能加入已沸 腾的溶液中，以一免溶液暴沸而从容器中冲出。 4、使用有机溶剂重结晶时，哪些操作容易着火,怎样才能避免呢, 答:有机溶剂往往不是易燃就是有一定的毒性，也有两者兼有的，操作时要熄灭邻近的一 切明火，最好在通风橱内操作。常用三角烧瓶或圆底烧瓶作容器，因为它们瓶口较窄，溶剂 3-24 不易发，又便于摇动，促使固体物质溶解。若使用的溶剂是低沸点易燃的，严禁在石棉网上 直接加热，必须装上回流冷凝管，并根据其沸点的高低，选用热浴，若固体物质在溶剂中溶 解速度较慢，需要较长时问，也要装上回流冷凝管，以免溶剂损失。 5、用水重结晶乙酰苯胺，在溶解过程中有无油状物出现,这是什么, 答:在溶解过程中会出现油状物，此油状物不是杂质。乙酰苯胺的熔点为114?，但当乙 酰苯胺用水重结晶时，往往于83?就熔化成液体，这时在水层有溶解的乙酰苯胺，在熔化 的乙酰苯胺层中含有水，故油状物为未溶于水而已熔化的乙酰苯胺，所以应继续加入溶剂， 直至完全溶解。 6 、使用布氏漏斗过滤时，如果滤纸大于漏斗瓷孔面时，有什么不好, 答:如果滤纸大于漏斗瓷孔面时，滤纸将会折边，那样滤液在抽滤时将会自滤纸边沿吸入 瓶中，而造成晶体损失。所以不能大，只要盖住瓷孔即可。 7、停止抽滤前，如不先拔除橡皮管就关住水阀(泵)会有什么问题产生, 答:如不先拔除橡皮管就关水泵，会发生水倒吸入抽滤瓶内，若需要的是滤液问题就大了。 8、某一有机化合物进行重结晶，最适合的溶剂应该具有哪些性质, 答:(1)与被提纯的有机化合物不起化学反应。(2)因对被提纯的有机物应具有热溶，冷 不溶性质。(3)杂质和被提纯物质，应是一个热溶，一个热不溶。(4)对要提纯的有机物能 在其中形成较整齐的晶体。(5)溶剂的沸点，不宜太低(易损)，也不宜太高(难除)。(6) 价廉易得无毒。 9、将溶液进行热过滤时，为什么要尽可能减少溶剂的挥发,如何减少其挥发, 答:溶剂挥发多了，会有部分晶体热过滤时析出留在滤纸上和漏斗颈中，造成损失，若用 有机溶剂，挥发多了，造成浪费，还污染环境。 为此，过滤时漏斗应盖上表面皿(凹面向下)，可减少溶剂的挥发。盛溶液的容器，一般 用锥形瓶(水溶液除外)，也可减少溶剂的挥发。 10、在布氏漏斗中用溶剂洗涤固体时应该注意些什么, 答:用重结晶的同一溶剂进行洗涤，用量应尽量少，以减少溶解损失。如重结晶的溶剂的 熔点较高，在用原溶剂至少洗涤一次后。可用低沸点的溶剂洗涤，使最后的结晶产物易于干 燥，(要注意此溶剂必须能和第一种溶剂互溶而对晶体是不溶或微溶的__ 3，正丁醚的制备 一、实验目的 1、掌握醇分子间脱水制备醚的反应原理和实验方法。 2、学习使用分水器的实验操作。 二、实验原理 4-24 三、药品和仪器 药品:正丁醇，浓硫酸，无水氯化钙，5%氢氧化钠，饱和氯化钙 仪器:100ml三口瓶，球形冷凝管，分水器，温度计，分液漏斗，25ml蒸馏瓶。 四、实验装置(如图) 五、实验操作 在100ml三口烧瓶中，加入15.5ml正丁醇、2.5ml浓硫酸和几粒沸石，摇匀后，一口装上 温度计，温度计插入液面以下，另一口装上分水器，分水器的上端接一回流冷凝管。先在分水器内放置(V,1.7)ml水，另一口用塞子塞紧。然后将三口瓶放在石棉网上小火加热至微沸，进行分水。反应中产生的水经冷凝后收集在分水器的下层，上层有机相积至分水器支管时，即可返回烧瓶。大约经1.5h后，三口瓶中反应液温度可达134一136?。当分水器全部被水充满时停止反应。若继续加热，则反应液变黑并有较多副产物烯生成。 5-24 将反应液冷却到室温后倒人盛有25mI水的分液漏斗中，充分振摇，静置后弃去下层液体。上层粗产物依次用12ml水、8ml 5,氢氧化钠溶液、8ml水和8ml饱和氮化钙溶液洗涤，用1g无水氯化钙干燥。干燥后的产物滤入25ml蒸馏瓶中蒸馏，收集140—144C馏分，产量3.5-4g。 纯正丁醚的沸点142.4C， nD1.3992 本实验需6h。 ο20ο 六、实验注意事项 1、本实验根据理论计算失水体积为1.5ml，故分水器放满水后先放掉约1.7ml水。 2、制备正丁醚的较宜温度是130一140?，但开始回流时，这个温度很难达到，因为正丁醚可与水形成共沸点物(沸点94.1?含水33.4%);另外，正丁醚与水及正丁醇形成三元共沸物(沸点90.6?，含水29.9%，正丁醇34.6%)，正丁醇也可与水形成共沸物(沸点93?，含水44.5%)，故应在100—115?之间反应半小时之后可达到130?以上。 3、在碱洗过程中，不要太剧烈地摇动分液漏斗，否则生成乳浊液，分离困准。 4、正丁醇溶在饱和氯化钙溶液中，而正丁醚微溶。 一、目的要求 1(掌握醇分子间脱水制醚的反应原理和实验方法。 2(学习分水器的实验操作。 3(巩固分液漏斗的实验操作。 二、基本原理 反应式 6-24 四、实验步骤 在50 mL两颈瓶中加入5.2 mL 正丁醇， 0.8 mL 浓硫酸，两粒沸石，摇动混合均匀，安好装置。分水器内加水至支管后放去0.5 mL水即分水器内有( V—0.5 ) mL水。开始小火加热，保持瓶内液体微沸，开始回流，温度控制在134~135 ?，待分水器已全部被水充满时 表示反应已基本完成(约需1小时)，停止加热。 反应物冷却后，把混合物连同分水器里的水一起倒入内盛7 mL水的分液漏斗中，充分振摇。 静止后，分出产物粗制正丁醚，用50 % H2SO4洗涤两次(3 mL × 2)，再用5 mL水洗涤一次。分出有机层。用无水氯化钙干燥产品。 将干燥后的粗产品倒入圆底烧瓶中蒸馏(注意不要把氯化钙倒入瓶中～)，收集139~142 ?的馏分。称量产品，计算产率，测定折光率及红外光谱。 五、实验装置 六、注意事项 1. 加料时，正丁醇和浓硫酸如不充分摇动混匀，硫酸局部过浓，加热后易使反应溶液变黑。 2. 按反应式计算，生成水的量约为0.8 g左右，但是实际分出水的体积要略大于理论计算量，因为有单分子脱水的副产物生成。 7-24 3. 本实验利用恒沸混合物蒸馏方法，采用分水器将反应生成的水层上面的有机层不断流回到反应瓶中，而将生成的水除去。在反应液中，正丁醚和水形成恒沸物，沸点为94.1 ?，含水33.4 %。正丁醇和水形成恒沸物，沸点为93 ?，含水45.5 %。正丁醚和正丁醇形成二元恒沸物，沸点为117.6 ?，含正丁醇82.5 %。此外正丁醚还能和正丁醇、水形成三元恒沸物，沸点为90.6 ?，含正丁醇34.6 %，含水29.9 %。这些含水的恒沸物冷凝后，在分水器中分层。上层主要是正丁醇和正丁醚，下层主要是水。利用分水器可以使分水器上层的有机物流回反应器中。 4. 反应开始回流时，因为有恒沸物的存在，温度不可能马上达到135 ?。但随着水被蒸出，温度逐渐升高，最后达到135 ?以上，即应停止加热。如果温度升得太高，反应溶液会炭化变黑，并有大量副产物丁烯生成。 5. 50 %硫酸的配制方法:20 mL浓硫酸缓慢加入到34 mL水中。 6. 正丁醇能溶于50 %硫酸，而正丁醚溶解很少。 七、思考题 1、如何得知反应已经比较完全, 2、反应物冷却后为什么要倒入25ml税种,各步的洗涤目的何在, 3、能否用本实验方法由乙醇和2-丁醇制备乙基仲丁基醚,你认为用什么方法比较好, 实验四 正溴丁烷的制备(〔06，11，05〕 【实验目的】 1.了解以正丁醇、溴化钠和浓硫酸为原料制备正溴丁烷的基本原理和方法。 2.掌握带有害气体吸收装置的加热回流操作。 3.进一步熟悉巩固洗涤、干燥和蒸馏操作。 【实验原理】 可能的副产物: CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CHCH2+CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3 2 HBr+H2SO4Br2+SO2+2H2O 8-24 1-丁烯，正丁醚，未反应的原料正丁醇。烯用蒸馏的方法分离，其它物质和产物具有相近的沸点。然而，所有三种可能的副产品都可以用浓硫酸提取而除去。 【仪器和药品】 仪 器:圆底烧瓶(50 ml、100 ml 各1个);冷凝管(直形、球形各1支);温度计套管(1个);短径漏斗(1个);烧杯(800 ml 1个);蒸馏头(1个);接引管(1个);水银温度计(150? 1支);锥形瓶(2个);分液漏斗(1个)。 药 品: 正丁醇 5 g 6.2 ml (0.068 mol);溴化钠(无水) 8.3 g (0.08 mol); 浓硫酸(d,1.84) 10 ml (0.18 mol);10 % 碳酸钠溶液、 无水氯化钙。 【物理常数】 【实验装置图】 【仪器安装要点】 1.按安装仪器。 2.有害气体吸收装置的漏斗要靠近水面,但不能浸入水中,以免水倒吸。 【操作要点】 1.加料: (1)溴化钠不要粘附在液面以上的烧瓶壁上。 (2)从冷凝管上口加入已充分稀释、冷却的硫酸时，每加一次都要 2.加热回流: 开始加热不要过猛，否则回流时反应液的颜色很快变成橙色或橙红色。应小火加热至沸， 并始终保持微沸状态。 反应时间约30 min 左右，反应时间太短，反应液中残留的正丁醇较多(即反应不完全);但反应时间过长，也不会因时间增长而增加产率。 3.粗蒸馏(即75?弯管蒸馏)终点的判断: (1)看蒸馏烧瓶中正溴丁烷层(即油层)是否完全消失,若完全消失,说明蒸馏已达终点。 (2)看冷凝管的管壁是否透明,若透明则表明蒸馏已达终点。 9-24 充分振荡，混合均匀。否则，因放出大量的热而使反应物氧化，颜色变深。 本实验在操作正常的情况下，反应液中油层呈淡黄色，冷凝管顶端亦无溴化氢逸出。 (3)用盛有清水的试管检查馏出液,看是否有油珠下沉,若没有,表明蒸馏已达终点。 4.用浓硫酸洗涤粗产物时，一定先将油层与水层彻底分开，否则浓硫酸会被稀释而降低洗涤效果。 【本实验的成败关键】 反应终点和粗蒸馏终点的判断;洗涤过程中正确判断产品在哪一层。 【注意事项】 1(加料顺序不能调整，加硫酸时一定要分批加，且要摇匀。 2(回流应控制在气体在第二个球左右盘旋。 3(一定要等洗涤完成后才可将废液倒掉。 4(酸一定要洗干净，否则，蒸馏时将使产物炭化。 5(干燥时间要足，重蒸馏所用仪器要干净、干燥，接受瓶要称重。 6(产物上交时需按要求写标签。 思考题: 1(反应粗产物是怎样从反应体系中分离出来的, 2(副产物有那些,各副产物是怎样除去的, 3(反应装置中采取那些避免HBr的逸出而污染环境, 柱色谱 特别注意:有机溶剂对身体特有害别是心肺;肝脏等所有过柱操作都要在通风橱里进行～～～ 柱色谱是以硅胶或氧化铝作固定相的吸附柱。下面我就几年来过柱的体会写些心得，希望对大家能有所帮 助。 1、柱子可以分为:加压，常压，减压 压力可以增加淋洗剂的流动速度，减少产品收集的时间，但是会减低柱子的塔板数。所以其他条件相同的时候，常压柱是效率最高的，但是时间也最长，比如天然化合物的分离，一个柱子几个月也是有的。减压柱能够减少硅胶的使用量，感觉能够节省一半甚至更多，但是由于大量的空气通过硅胶会使溶剂挥发(有时在柱子外面有水汽凝结)，以及有些比较易分解的东西可能得不到，而且还必须同时使用水泵抽气(很大的噪音，而且时间长)。以前曾经大量的过减压柱，对它有比较深厚的感情，但是自从尝试了加压后，就几乎再也没动过减压的念头了。加压柱是一种比较好的方法，与常压柱类似，只不过外加压力使淋洗剂走的快些。压力的提供可以是压缩空气，双连球或者小气泵(给鱼缸供气的就行)。特别是在容易分解的样品的分离中适用。压力不可过大，不然溶剂走的太快就会减低分 离效果。个人觉得加压柱在普通的有机化合物的分离中是比较适用的。 2、关于柱子的尺寸，应该是粗长的最好 柱子长了，相应的塔板数就高。柱子粗了，上样 后样品的原点就小(反映在柱子上就是样品层比较薄)，这样相对的减小了分离的难度。试想如果柱子十厘米，而样品就有二厘米，那么分离的难度可想而知，恐怕要用很低极性的溶剂慢慢冲了。而如果样品层只有0.5厘米，那么各组分就比较容易得到完全分离了。当然采用粗大的柱子要牺牲比较多的硅胶和溶剂了，不过这些成本相对于产品来说也许就不算什么了(有些不环保的说，不过溶剂回收重蒸后也就减小了部分浪费)。现在见到的柱子径高比一般在1:5,10，书中写硅胶量是样品量的30,40倍，具体的选择要具体分析。如 10-24 果所需组分和杂质分的比较开(是指在所需组分rf在0.2,0.4，杂质相差0.1以上)，就可以少用硅胶，用小柱子(例如200毫克的样品，用2cm×20cm的柱子);如果相差不到0.1，就要加大柱子，我觉得可以增 加柱子的直径，比如用3cm的，也可以减小淋洗剂的极性等等。 3、关于无水无氧柱，适用于对氧，水敏感，易分解的产品 可以湿柱，也可以干柱。不过在样品之前至少要用溶剂把柱子饱和一次，因为溶剂和硅胶饱和时放出的热量有可能是产品分解，毕竟要分离的是敏感的 东东，小心不为过。这个我分离的次数很少，一般都是通过紫外灯查看的。 4、关于湿法、干法上样 湿法省事，一般用淋洗剂溶解样品，也可以用二氯甲烷、乙酸乙酯等，但溶剂越少越好，不然溶剂就成了淋洗剂了。有的上样后在硅胶上又会析出，这一般都是比较大量的样品才会出现，是因为硅胶对样品的吸附饱和这就应该先重结晶，得到大部分的产品后再柱分，如果不能重结晶那就不管它了，直接过就是了，样品随着淋洗剂流动会溶解的。有些样品溶解性差，能溶解的溶剂又不能上柱(比如DMF,DMSO等，会随着溶剂一起走，显色是一个很长的脱尾)，这时就必须用干法上柱了。样品和硅胶的量有一种说法是1:1，我觉得是越少越好，但是要保证在旋干后，不能看到明显的固体颗粒(那说明有的样品没有吸附在硅胶上)。溶剂的选择。当然是最便宜，最安全，最环保的了。所以大多选用石油醚，乙酸乙酯。文献中有写用正己烷的，太贵了。二氯甲烷也有用的，但是要知道，它和硅胶的吸附是一个放热过程，所以夏天的时候经常会在柱子里产生气泡，天气冷的时候会好一些。甲醇，据说能溶解部分的硅胶，所以产品如果想过元素分析的话要留神，应该经过后继处理，比如说重结晶等。其他的溶剂用的相对较少，要依个人的不同需要选择了。由于某些原因，用到的淋洗剂多是大包装的(便宜嘛)，我们这里是用2.5 L的塑料桶装的。另外溶剂在过柱子后最好也回收使用，一方面环保，另一方面也能节省部分经费，当然比较忙的时候我是不回收的，太费事了。这里要注意的是，一般在过柱同时进行的是减压旋蒸，石油醚和乙酸乙酯的比例由于挥发度的不同会导致极性的变化，一般会使得极性变大，在梯度淋洗时比较合适，正好极性越来越大了。在过完柱子后，溶剂最后回收要采用常压，因为在减压旋蒸时会有部分低沸点的杂质一起出来，常压时就 会减少这种现象，如果杂质和你下面要过的样品有反应那就惨了。 5、关于操作问题 5.1 装柱。 柱子下面的活塞可以采用四氟节门的。干法和湿法装柱觉得没什么区别，只要能把柱子装实就行。装完的柱子应该要适度的紧密(太密了淋洗剂走的太慢)，一定要均匀(不然样品就会从一侧斜着下来)。书中写的都是不能见到气泡，我觉得在大多数情况下有些小气泡没太大的影响，一加压气泡就全下来了。当然如果你装的柱子总是有气泡就说明需要多练习了。但是柱子更忌讳的是开裂，甭管竖的还是横的，都会影响 分离效果，甚至作废～ 5.2 加样。 用少量的溶剂溶样品加样，加完后将下面的活塞打开，待溶剂层下降至石英砂面时，再加少量的低极性溶剂，然后再打开活塞，如此两三次，一般石英砂就基本是白色的了。加入淋洗剂，一开始不要加压，等溶样品的溶剂和样品层有一段距离(2,4cm就够了)，再加压，这样避免了溶剂(如二氯甲烷等)夹带样品 快速下行。 11-24 5.3 淋洗剂的选择。 感觉上要使所需点在rf在0.3左右的比较好。不要认为在板上爬高了分的比较开，过柱子就用那种极性，如果rf在0.6，即使相差0.2也不容易在柱子上分开，因为柱子是一个多次爬板的状态，可以通过的比较:0.6/0.8一次的分离度，肯定不如(0.2/0.3)的三次方或四次方大。另外，一般你的物质酸性的话淋 洗剂里面要加入几滴乙酸，碱性的话通常使用氨水或是三乙胺等弱碱。 5.4 样品的收集。 用硅胶作固定相过柱子的原理是一个吸附与解吸的平衡。所以如果样品与硅胶的吸附比较强的话，就不容 易流出。这样就会发生，后面的点先出，而前面的点后出。这时可以采用氧化铝作固定相。 5.5 最后的处理。 柱分后的产品，由于使用了大量的溶剂，其中的杂质也会累积到产品中，所以如果想送分析，最好用少量 的溶剂洗涤一下，因为大部分的杂质是溶在溶剂里的，一洗基本就没了，必要时进行重结晶。 另外，再过柱的时候，有时会出现气泡，一是和使用的溶剂有关，如果是易挥发的溶剂，如乙醚、二氯甲烷等，在室温稍高的情况下，很容易出现这种现象，因此，在室温高的时候，可以选择沸点较高，挥发相对小的溶剂。还有，使用混合溶剂时，使用的两种溶剂的沸点应该相差不大，如:乙酸乙酯和石油醚(60~90),而乙醚却要选择30,60的石油醚。二是:不论是用带砂板的还是塞棉花的，在装柱之前，都要将空气用 加压的方法将空气排干，这样就可避免柱中有空气～ 乙酰苯胺的制备 一、实验目的 1.掌握苯胺乙酰化的原理和方法， 2.掌握重结晶提纯固体有机化合物的原理和方法。 二、实验原理 乙酰苯胺的用途: 乙酰苯胺，白色有光泽片状结晶或白色结晶粉末，是磺胺类药物的原料，可用作止痛剂、退热剂(俗称“退热冰”)、防腐剂和染料中间体。稳定性:在空气中稳定，遇酸或碱性水溶液易分解成苯胺及乙酸。 苯胺乙酰化的必要性: (1)作为一种保护措施，将一级和二级芳胺(就是伯胺和仲胺)在合成中转化为其乙酰衍生物，降低芳胺对氧化性试剂的敏感性，使其不被反应试剂破坏， (2)氨基经酰化后，降低了氨基在亲电取代反应(特别是卤化)中的活化能力，使其由很强的第I类定位基变成中等强度的第I类定位，使反应由多元取代变为有用的一元取代。 (3)由于乙酰基的空间效应，往往选择性地生成对位取代产物。 (4)在某些情况下，酰化可以避免氨基与其它功能基或试剂(如RCOCl，-SO2Cl，HNO2 12-24 等)之间发生不必要的反应。 作为氨基保护基的酰基基团可在酸或碱的催化下脱除。 芳胺的乙酰化试剂选择: 芳胺可用酰氯、酸酐或冰醋酸加热来进行酰化，使用冰醋酸试剂易得，价格便宜，但需要较长的反应时间，适合于规模较大的制备。 酸酐一般来说是比酰氯更好的酰化试剂，用游离苯胺与纯乙酸酐进行酰化时，常伴有二乙酰胺[ArN(COCH3)2]副产物的生成，如果在醋酸——醋酸钠缓冲溶液中酰化，由于酸酐水解速度比酰化速度慢得多，可得到高纯度产物，但此方法不适用于硝基苯胺和其它碱性很弱的芳胺的酰化。 乙酰苯胺的制备反应式: C6H5NH32C6H5NH3ClC6H5NHCOCH3+2CH3CO2H+NaCl 盐酸的作用:生成胺基正离子，降低了苯胺的亲核能力，减少副产物的生成， 乙酰苯胺的重结晶 固体有机物在溶剂中的溶解度一般随温度的升高而增大。把固体有机物溶解在热的溶剂中使之饱和，冷却时由于溶解度降低，有机物又重新析出晶体。利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，使被提纯物质从过饱和溶液中析出。让杂质全部或大部分留在溶液中，从而达到提纯的目的。 重结晶只适宜杂质含量在5%以下的固体有机混合物的提纯。从反应粗产物直接重结晶是不适宜的，必须先采取其他方法初步提纯，然后再重结晶提纯。 重结晶提纯的一般过程为: (1)将不纯的固体有机物在溶剂的沸点或接近沸点的温度下溶解在溶剂中，制成接近饱和的浓溶液。若固体有机物的熔点较溶剂沸点低，则应制成在熔点温度以下的饱和溶液; (2)若溶液含有色杂质，可加入活性炭煮沸脱色; (3)过滤此热溶液以除去其中的不溶性物质及活性炭; (4)将滤液冷却，使结晶自过饱和溶液中析出，而杂质留在母液中; (5)抽气过滤，从母液中将结晶分出，洗涤结晶以除去吸附的母液。所得的固体结晶，经干燥后测定其熔点，如发现其纯度不符合要求，则可重复上述重结晶操作直至熔点达标。 重结晶的关键是选择适宜的溶剂。合适的溶剂必须具备以下条件: (1)不与被提纯物质发生化学反应; (2)在较高温度时能溶解多量的被提纯物质，而在室温或更低温度时只能溶解少量; 13-24 (3)对杂质的溶解度非常大或非常小，前一种情况可让杂质留在母液中不随提纯物质一同析出，后一种情况是使杂质在热过滤时被滤去; (4)溶剂易挥发，易与结晶分离除去，但沸点不宜过低; (5)能给出较好的结晶; (6)价格低、毒性小、易回收、操作安全。 当一种物质在一些溶剂中的溶解度太大，而在另一些溶剂中的溶解度又太小，同时又不能找到一种合适的溶剂时，常可使用混合溶剂而得到满意的结果。 三、实验 名称 苯胺 乙酸 乙酰苯胺 分子量 93.12 60.05 135.17 性状 无色油状液体 无色液体 白色结晶或粉末 密度/g/cm3 1.02 1.05 1.22 熔点/? -6.2 16.6 114.3 四、实验步骤 1.酰化 在100ml圆底烧瓶中加入新蒸馏过的苯胺5ml，冰乙酸7.4ml，锌粉0.1g，安装仪器。用加热，使反应溶液在微沸状态下回流，调节加热温度，使柱顶温度105?左右，反应约60,80min。反应生成的水及少量醋酸被蒸出，当柱顶温度下降或烧瓶内出现白色雾状时，反应已基本完成，停止加热。 2.结晶抽滤 在搅拌下，趁热将烧瓶中的物料以细流状倒入盛有100ml冰水的烧杯中，剧烈搅拌，并冷却烧杯至室温，粗乙酰苯胺结晶析出，抽滤。用玻璃瓶子塞将滤饼压干，再用5,10ml冷水洗涤，再抽干。得到乙酰苯胺粗产品。 3.重结晶 将此粗乙酰苯胺滤饼放入盛有150ml热水的锥形瓶中，加热，使粗乙酰苯胺溶解。若溶 14-24 沸点/? 184.4 118.1 304 水 溶解度 油 微溶 易溶 微溶于冷水，溶于热水 易溶于乙醇、乙 醚等 易溶于乙醇、乙醚和CCl4 溶 液沸腾时仍有未溶解的油珠，应补加热水，直至油珠消失为止。稍冷后，加入约0.2g活性炭，在搅拌下加热煮沸1,2min，趁热用保温漏斗过滤或用预先加热好的布氏漏斗减压过滤，将滤液慢慢冷至室温，待结晶完全后抽滤，尽量压干滤饼。产品放在干净的表面皿中晾干，称重。计算产率。 500ml烧杯中加入5ml浓盐酸和120ml水配成的溶液，搅拌下加入5.6g(5.5ml)苯胺，待溶解后，再加入少量活性炭(约1g)，将溶液煮沸5min，趁热滤去活性炭和其它不溶性杂质(如果溶得比较好可不用这一步)。将溶液转移到500ml锥形瓶中，冷却至50?，加入7.3ml醋酸酐，振摇使其溶解，立即加入醋酸钠溶液(9g结晶醋酸钠溶于20ml水)，充分振摇混合，然后将混合物在冰水浴中冷却结晶，减压过滤，用少量冷水洗涤2-3遍，干燥称重(放在实验柜中自然干燥，下次试验再称)。 五、实验注意事项 1.久置的苯胺色深有杂质(暴露于空气中或日光下变为棕色)，会影响乙酰苯胺的质量，故最好用新蒸的苯胺。另一原料乙酸酐也最好用新蒸的。苯胺有毒，苯胺有强致癌作用，使用时要注意安全，有伤口的同学注意不要与伤口接触。 2.加入锌粉的目的，是防止苯胺在反应过程中被氧化，生成有色的杂质。通常加入后反应液颜色会从黄色变无色。但不宜加得过多，因为被氧化的锌生成氢氧化锌为絮状物质会吸收产品。 3. 反应温度的控制:保持分馏柱顶温度不超过105?。开始时要缓慢加热，待有水生成后，调节反应温度，以保持生成水的速度与分出水的速度之间的平衡。切忌开始就强烈加热。 4. 因乙酰苯胺熔点较高,稍冷即会固化,因此,反应结束后须立即倒入事先准备好的水中。否则凝固在烧瓶中难以倒出。 5. 本实验用水作重结晶的溶剂，其优点是价格便宜，操作简化，减少实验环境污染等，又将用活性炭脱色与重结晶两个操作结合在一起，进一步简化了分离纯化操作过程。 6.不可以用过量的水处理乙酰苯胺。乙酰苯胺于不同温度在100g水中的溶解度为: 0.56g(25?)、3.5g(80?)、18g(100?);乙醇:36.9g(20?)甲醇:69.5g(20?)氯仿:3.6g(20?)。乙酰苯胺在水中的含量为5.2,时，重结晶效率好，乙酰苯胺重结晶产率最大。在体系中的含量稍低于5.2,，加热到83.2?时不会出现油相，水相又接近饱和溶液，继续加热到100?，进行热过滤除去不溶性杂质和脱色用的活性炭，滤液冷却，乙酰苯胺开始结晶，继续冷却至室温(20?)，过滤得到的晶体乙酰苯胺纯度很高，可溶性杂质留在母液中。。一个经验的办法是按操作步骤给出的产量5g(初做的学生很难达到)，估计需水量为100ml，加热至83.2?，如果有油珠，补加热水，直至油珠溶完为止。个别同学加水过量，可蒸发部分水，直至出现油珠，再补加少量水即可。 7.不应将活性炭加入沸腾的溶液中，否则会引起暴沸，会使溶液溢出容器。溢出容器。 8. 减压过滤:用布氏漏斗趁热过滤时，为了避免在漏斗中析出晶体，需用热水浴或蒸气浴把漏斗预热，然后用来减压过滤。抽滤瓶也可同时预热。布氏漏斗中铺的圆形滤纸要剪得 15-24 比漏斗内径小，使其紧贴于漏斗的底壁。在抽滤前先用少量溶剂把滤纸润湿，然后打开水泵将滤纸吸紧，防止固体在抽滤时从滤纸边沿吸入瓶中。布氏漏斗的斜口要远离抽气口，用玻璃棒引导将脱色后的固液混合物分批倒入布氏漏斗中抽滤。过滤完成后，关闭水泵前应先将抽滤瓶与水泵间连接的橡皮管断开，以免水倒流入抽滤瓶内。 9. 滤饼的洗涤:把滤饼尽量抽干、压干，拔掉抽气的橡皮管，使恢复常压。把少量溶剂均匀地洒在滤饼上，使溶剂恰能盖住滤饼。静置片刻，使溶剂渗透滤饼，待有滤液从漏斗下端滴下时，重新抽气，再把滤饼抽干。这样反复几次，就可洗净滤饼。 10. 结晶的析出:结晶时，让溶液静置，使之慢慢地生成完整的大晶体，若在冷却过程中不断搅拌则得较小的结晶。若冷却后仍无结晶析出，可用下列方法使晶体析出: ? 用玻璃棒摩擦容器内壁; ? 投入晶种; ? 用冰水或其他冷冻溶液冷却，如果不析出晶体而得油状物时，可将混合物加热到澄清后，让其自然冷却至开始有油状物析出时，立即用玻璃棒剧烈搅拌，使油状物分散在溶液中，搅拌至油状物消失为止，或加入少许晶种。 七、问题讨论 1. 乙酰苯胺制备实验为什么加入锌粉,锌粉加入量对操作有什么影响, 答:苯胺易氧化，锌与乙酸反应放出氢，防止氧化。锌粉少了，防止氧化作用小，锌粉多了，消耗乙酸多，同时在后处理分离产物过程中形成不溶的氢氧化锌，与固体产物混杂在一起，难分离出去。 2. 乙酰苯胺重结晶时，制备乙酰苯胺热的饱和溶液过程中出现油珠是什么,它的存在对重结晶质量有何影响,应如何处理, 答:油珠是未溶解的乙酰苯胺。它的存在，冷却后变成固体，里面包夹一些杂质，影响重结晶的质量。应该再补加些水，使它溶解，保证重结晶物的纯度。 3. 乙酰苯胺制备实验加入活性炭的目的是什么,怎样进行这一操作, 答:目的是脱去产物中的有色物质。加入活性炭的量要适当，在较低温度下加入，然后再加热煮沸几分钟，过滤出活性炭。 4. 在布氏漏斗中如何洗涤固体物质, 答:将固体物压实压平，加入洗涤剂使固体物上有一层洗涤剂，待洗涤剂均匀渗入固体，当漏斗下端有洗涤剂滴下后，再抽空过滤，达到洗涤的目的，反复进行几次，即可洗净。 5. 乙酰苯胺制备用什么方法鉴定乙酰苯胺, 答:用测熔点的方法鉴定乙酰苯胺，有条件的可作红外光谱。 八、思考题 1、合成乙酰苯胺时，柱顶温度为什么要控制在105ºC左右, 答:为了提高乙酰苯胺的产率，反应过程中不断分出产物之一水，以打破平衡，使反应 16-24 向着生成乙酰苯胺的方向进行。因水的沸点为100ºC，反应物醋酸的沸点为118ºC，且醋酸是易挥发性物质，因此，为了达到即要将水份除去，又不使醋酸损失太多的目的，必需控制柱顶温度在105ºC左右。 2、合成乙酰苯胺时，锌粉起什么作用,加多少合适, 答:只加入微量(约0.1左右)即可，不能太多，否则会产生不溶于水的Zn(OH)2，给产物后处理带来麻烦。 3、合成乙酰苯胺时，为什么选用韦氏分馏柱, 答:韦氏分馏柱的作用相当于二次蒸馏，用于沸点差别不太大的混合物的分离，合成乙酰苯胺时，为了把生成的水分离除去，同时又不使反应物醋酸被蒸出，所以选用韦氏分馏柱。 4、加热溶解乙酰苯胺的重结晶的粗产物时，为何先加入计算量少的溶剂，然后渐渐添加至刚好溶解，最后再多加少量溶剂, 答:重结晶的溶剂要刚刚好将物质溶解,多加溶剂会使大量的物质溶在母液中。刚好多一点是为了使物质更充分溶解，重结晶更纯净。 5、为什么活性炭要在固体物质完全溶解后加入, 答:活性炭是靠吸附分子来除杂质，没有溶解时，杂质分子包裹在未溶的物质中，不能除杂。 6、用醋酸直接酰化和用醋酸酐进行酰化有什么优缺点,除此之外，还有哪些乙酰化试剂, 7、用醋酸酐乙酰化时，加入盐酸和醋酸钠的目的是什么, 甲基橙的制备 Preparation of methyl orange 实验学时:4-5学时 实验类型:综合性 适应专业:应化、药学、制药、化工、医学七、八年制等专业;生物医学类等专业 一、实验目的 1.熟悉重氮化反应和偶合反应的原理; 2.掌握甲基橙的制备方法。 3(学会用冰水浴控温， 4(巩固抽滤、重结晶、干燥等操作。 二、实验原理 本实验主要运用了芳香伯胺的重氮化反应及重氮盐的偶联反应。由于原料对氨基苯磺酸本身能生成内盐，而不溶于无机酸，故采用倒重氮化法，即先将对氨基苯磺酸溶于氢氧化钠溶液，再加需要量的亚硝酸钠，然后加入稀盐酸。 17-24 2 3H NH2 SO3Cl NCH3NaO3S NN 3H3)2 N(CH3)2 四、内容提要 用对氨基苯磺酸经过重氮化、再与N,N-二甲基苯胺发生偶联反应制备甲基橙，学习冰水浴控温操作，巩固抽滤、重结晶、干燥等操作。并用盐酸及氢氧化钠检验所合成的指示剂。 以2g(0.0115mol)对氨基苯磺酸计，理论产量为3.8g。 五、教学要点 1(什么叫重氮化反应和偶联反应，它们需在什么条件下进行, 2(如何判断亚硝酸钠的用量是否适量(用淀粉碘化钾试纸)。过量的亚硝酸钠(会与二甲苯胺发生亚硝化反应)，应如何处理(加尿素)。 3( 如何控制重氮化反应的温度在5?以下(冰-盐水控温)。 4( 实验关键:控制反应温度(冰-盐水控温;水浴加热控温) 六、操作要点与说明 ,. 本反应温度控制相当重要，制备重氮盐时，温度应保持在,,?以下。如果重氮盐的水溶液温度升高，重氮盐会水解生成酚，降低产率。 ,. 对氨基苯磺酸是两性化合物，酸性比碱性强，以酸性内盐存在，所以它能与碱作用成盐而不与酸作用成盐。 ,. 若含有未作用的,，,,二甲基苯胺醋酸盐，在加入氢氧化钠后，就会有难溶于水的,，,,二甲基苯胺析出，影响纯度。 4(由于产物呈碱性，温度高易变质，颜色变深。反应产物在水浴中加热时间不能太长(约5min)，温度不能太高(约60?-80?)，否则颜色变深(为什么)。 5(由于产物晶体较细，抽滤时，应防止将滤纸抽破(布氏滤斗不必塞得太紧)。用乙醇、乙醚洗涤的目的是使其迅速干燥。湿的甲基橙受日光照射，亦会颜色变淡，通常在55,78?烘干。所得产品是一种钠盐，无固定熔点，不必测定。 七、思考题及简要解答 18-24 1(何谓重氮化反应,为什么此反应必须在低温、强酸性条件下进行, 答:芳香伯胺在酸性介质中和亚硝酸钠作用生成重氮盐的反应叫做重氮化反应。重氮盐在中性或碱性介质中不稳定，高温、受热、见光、振动都会使之发生爆炸。 2(本实验中，制备重氮盐时，为什么要把对氨基苯磺酸变成钠盐,本实验若改成下列操作步骤，先将对氨基苯磺酸与盐酸混合，再加亚硝酸钠溶液进行重氮化反应，可以吗,为什么, 答:由于对氨基苯磺酸本身以2. 掌握空气冷凝管回流和水蒸气蒸馏操作。 3. 进一步熟悉巩固减压过滤、重结晶操作。 实验的准备 仪 器:三颈烧瓶(100 ml 1个);空气冷凝管(1 支);温度计(250? 1支);75?弯管(1 个); 直形冷凝管(1 支);接引管(1个);锥形瓶(1 个);玻璃空心塞(1 个);水蒸气蒸馏装置(1 套);吸滤瓶(1个);布氏漏斗(1个)。 药 品:苯甲醛 3.2 g 3 mL (0.03 mol);乙酸酐 6.0 g 5.5 ml(0.06 mol); 无水 CH3COOK 3g, (0.03mol) ; Na2CO3; 活性炭; 浓盐酸。 物理常数 仪器安装要点 要求做到以下几点: 1.水蒸气发生器中水容量约占容积的1/2,2/3。 19-24 2.安全管要插入水蒸气发生器的底部。 3.整套装置应在同一平面上，水蒸气发生器支管与水蒸气导入管应呈直线连接，以保证水蒸气的顺利导入。 实验步骤 在50mL三口圆底烧瓶中，加入3.00g无水醋酸钾, 3mL新蒸馏的L苯甲醛和5.5mL乙酐，振荡使三者混合。装上温度计和空气冷凝管(温度计水银球在液面下不能碰到瓶底)。在石棉网上加热回流1h，温度保持在150?~170?。 向反应液趁热(100?)倒入25ml左右热水，一边摇一边慢慢加入适量固体碳酸钠(约5g)，直到反应液呈碱性。然后进行水蒸汽蒸馏，直至馏出液无油珠为止。 剩余液中加入少许活性炭，加热回流5—10min。趁热过滤;将滤液小心用浓HCl酸化，使溶液呈现明显酸性。用冰水冷却，待肉桂酸全部析出，过滤，收集结晶，并以少过冷水洗涤结晶，抽滤除去水分。产物可在30%乙醇中重结晶。产量约2~2.5g。 操作要点 1.所用的仪器必须充分干燥。因为乙酸酐遇水即水解成乙酸;无水碳酸钾也极易吸潮。 2.加热回流时要使反应液始终保持微沸状态，反应温度严格控制在150,170?之间。反应时间约45,60 min。 3.水蒸气蒸馏: (1)操作前,仔细检查整套装置的严密性。 (2)先打开T型管的止水夹,待有蒸汽逸出时再旋紧止水夹。 (3)控制馏出液的流出速度，以2,3滴/秒为宜。 (4)随时注意安全管的水位，若有异常现象，先打开止水夹，再移开热源，检查、排除故障后方可继续蒸馏。 (5)蒸馏结束后先打开止水夹，再停止加热，以防倒吸。 4.活性炭脱色后要趁热过滤。 5.用浓HCl酸化时，要酸化至呈明显酸性。若滤液过多，先浓缩至15 ml 左右，再进行酸化。 本实验的成败关键 反应用的仪器干燥与否和反应温度的控制。 ************************ *水蒸汽蒸馏 水蒸汽蒸馏操作是将水蒸气通入不溶或难溶于水，但有一定挥发度(性)的有机物质(进100?其蒸气压至少为5,10mmHg，665.5—1333Pa)中，使该有机物质在低于100?的温度下，随着水蒸汽一起蒸馏出来。 通过实验使学生: (1)了解水蒸汽蒸馏的基本原理，使用范围(场合)和被蒸馏物应具备的条件。 (2)熟练掌握常量水蒸气蒸馏仪器的组装和使用方法。 基本原理 根据道尔顿分压定律，两种互不相溶的液体混合物的蒸气压等于两液体单独存在时的蒸气压之和。 因为 20-24 当组成混合物的两液体的蒸气压之和等于大气压力时混合物就开始沸腾(此时的温度为共沸点)。所以互不相溶的液体混合物的沸点，要比每一物质单独存在时的沸点低。 因此，在不溶于水的有机物质中，进行水蒸汽蒸馏时，在比该物质的沸点低得多的温度，而且比100?还要低的温度就可使该物质和水一起蒸馏出来。 操作要点和说明 1、蒸馏烧瓶的容量应保证混合物的体积不超过其1,3，导入蒸汽的玻管下端应垂直地正对瓶底中央，并伸到接近瓶底。安装时要倾斜一定的角度，通常为45?左右。 2、水蒸汽发生器上的安全管(平衡管)不宜太短，其下端应接近器底，盛水量通常为其容量的1,2，最多不超过2,3，最好在水蒸汽发生器中加进沸石起助沸作用。 3、应尽量缩短水蒸汽发生器与蒸馏烧瓶之间的距离，以减少水汽的冷凝。 4、开始蒸馏前应把T形管上的止水夹打开，当T形管的支管有水蒸汽冲出时，接通冷凝水开始通水蒸汽，进行蒸馏。 5、为使水蒸汽不致在烧瓶中冷凝过多而增加混合物的体积。在通水蒸汽时，可在烧瓶下用小火加热。 6、在蒸馏过程中，要经常检查安全管中的水位是否正合，如发现其突然升高，意味着有堵塞现象，应立即打开止水夹，移去热源，使水蒸汽发生器与大气相通，避免发生事故(如倒吸)，待故障排除后再行蒸馏。如发现T形管支管处水积聚过多，超过支管部分，也应打开止水夹，将水放掉，否则将影响水蒸汽通过。 7、当馏出液澄清透明，不含有油珠状的有机物时，即可停止蒸馏，这时也应首先打开夹子，然后移去热源。 8、如果随水蒸汽挥发馏出的物质熔点较高，在冷凝管中易凝成固体堵塞冷凝管，可考虑改用空气冷凝管。 思考题 1、进行水蒸汽蒸馏时，蒸汽导入管的末端为什么要插入到接近于容器的底部, 答:插入容器底部的目的是使瓶内液体充分加热和搅拌，有利于更有效地进行水蒸汽蒸馏。 2、在水蒸汽蒸馏过程中，经常要检查什么事项,若安全管中水位上升很高说明什么问题，如何处理才能解决呢, 答:经常要检查安全管中水位是否正常，若安全管中水位上升很高，说明系统有堵塞现象，这时应立即打开止水夹，让水蒸汽发生器和大气相通，排除故障后方可继续进行蒸馏。 利用原反应容器进行水蒸气蒸馏装置 水蒸气蒸馏装置 21-24 1(安全管; 2. 螺旋夹; 3. 水蒸气导入管; 4. 馏 出液导出管; 5. 接液管; 6. 水蒸气发生器 实验7-2 阿斯匹林的制备 一、 实验目的: 1(了解阿司匹林制备的反应原理和实验方法。 2(通过阿司匹林制备实验，初步熟悉有机化合物的分离、提纯等方法。 3(巩固称量、溶解、加热、结晶、洗涤、重结晶等基本操作。 二、实验原理 水杨酸分子中含羟基(—OH)、羧基(—COOH)，具有双官能团。本实验采用以强酸为硫酸[1]为催化剂，以乙酐为乙酰化试剂，与水杨酸的酚羟基发生酰化作用形成酯。反应如下: M=138.12 M=102.09 M=180.15 引入酰基的试剂叫酰化试剂，常用的乙酰化试剂有乙酰氯、乙酐、冰乙酸。本实验选用经济合理而反应较快的乙酐作酰化剂。 副反应有: COOH COOH + OH OH OH 水杨酰水杨酸 HO 乙酰水杨酰水杨酸 制备的粗产品不纯，除上面两副产品外，可能还有没有反应的水杨酸等杂质。 本实验用FeCl3检查产品的纯度，此外还可采用测定熔点的方法检测纯度。杂质中有未反应完酚羟基，遇FeCl3呈紫蓝色。如果在产品中加入一定量的FeCl3，无颜色变化，则认为纯度基本达到要求。 利用阿斯匹林的钠盐溶于水来分离少量不溶性聚合物。 三、实验试剂 水杨酸2.00g(0.015mol)，乙酸酐5mL(0.053mol)，饱和NaHCO3(aq)，4mol/L盐酸，浓流酸，冰块，95%乙醇，蒸馏水，1%FeCl3 。 四、实验仪器 22-24 150mL锥形瓶，5mL吸量管(干燥，附洗耳球)，100mL、250mL、500mL烧杯各一只，加热器，橡胶塞，温度计，玻棒，布氏漏斗，表面皿，药匙， 50mL量筒，烘箱。 五、实验步骤及注意事项 注释: 23-24 1 21)2)3)、醋酐要使用新蒸馏的，收集139~140?的馏分。长时间放置的乙酸酐遇空气中的水，容易分解成乙酸。 4)、要按照书上的顺序加样。否则，如果先加水杨酸和浓硫酸，水杨酸就会被氧化。 5)、水杨酸和乙酸酐最好的比例为1:2或1:3 6)、本实验中要注意控制好温度(85,90?),水杨酰水杨酸、乙酰水杨酸酐等。 7)、 3、思考题 1、反应容器为什么要干燥无水, 以防止乙酸酐水解转化成乙酸2、为什么用乙酸酐而不用乙酸, 不可以。由于酚存在共轭体系，氧原子上的 电子云向苯环移动，使羟基氧上的电子云密度 降低，导致酚羟基亲核能力较弱，进攻乙酸羰基碳的能力较弱，所以反应很难发 生。 3、加入浓硫酸的目的是什么, OH 浓硫酸作为催化剂。 ?水杨酸形成分子 水杨酸与酸酐直接作用须加热至150,160?才能生成乙酰水杨酸，硫酸(或磷酸)，氢键被破坏，酰化作用可在较低温度下进行，同时副产物O大大减少。 4、本实验中可产生什么副产物, 本实验的副产物包括水杨酰水杨酸酯、乙酰水杨酰水杨酸酯、乙酰水杨酸酐和聚合物。 5、那么副产物中的高聚物如何出去呢, 用NaHCO3溶液。 副产物聚合物不能溶于NaHCO3溶液，而乙酰水杨酸中含羧基，能与NaHCO3 溶液反应生成可溶性盐。) 6、水杨酸可以在各步纯化过程和产物的重结晶过程中被除去，如何检验水杨酸已被除尽, 利用水杨酸属酚类物质可与三氯化铁发生颜色反应的特点，用几粒结晶加入盛有3mL 水的试管中，加入1,2滴1% FeCl3溶液，观察有无颜色反应(紫色)。 24-24