合成化学实验报告
更新时间:2023-11-05 05:20:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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合成化学实验报告
班级
姓名
合作者
XXXXX大学化学化工系
实验者基本信息
姓名 民族 手机 性别 班级 E-mail 实验成绩; 序号 操作 报告 综合 1 2 3 4 5 6 7 8 总分 你对综合性实验评价: 教师对学生的评语:
合成化学实验报告
书写要求
一、实验题目
二、实验内容简介(摘要):
简单介绍本次实验的目的、意义、产物应用领域、通过实验,了解相关领域的基本知识,实验方法与实验结果的简单叙述。
三、实验药品与仪器
写出实验中所涉及到的主要的化学试剂的物理常数、规格、用量、生产厂家;实验仪器型号、生产厂家。
四、实验原理与方法:
用化学反应式表述反应过程、必要时可配有必要的文字说明。
五、实验步骤与实验现象、实验数据记录:
以简练的语言描述实验过程、实验现象、实验数据。实验现象、实验数据必须当时完成,不得事后补填。
六、实验结果与数据处理:
必须指出实验结论、对产物用文字(如外观、状态、颜色、气味等)和数据(如产率、体积、质量、产率、熔点、沸程、折光率等)进行描述
七、分析与讨论
实验结束后,应仔细分析实验现象、实验数据、从理论上、实验技术上对实验作出有
价值论断,指出实验要点、技巧;自己实验的不足、改进的方法;对实验方法的合理化建议等。实验分析要理论结合实际,要对实验有深刻的理解。
八、回答问题
对课后思考题作出符合题意的解答。
说明:课前预习写在实验报告上(包括实验题目、摘要、仪器与药品、实验步
骤),数据在实验过程中填写,分析讨论、回答问题课后写,实验三天后交报告。
合成化学实验报告
实验题目 实验日期 实验目的: 实验原理: 实验仪器和化学试剂 实验仪器: 实验类型 合作者 化学试剂: 第 页 /共 页
实验步骤和实验记录:
实验步骤 第 页 /共 页
实验记录
实验结果与数据处理
分析与讨论 实验成绩和评语
第 页/共 页
实验一 Jone’s试剂氧化法制备薄荷酮
薄荷酮存在于天然植物中,用于香精和香料的制造。薄荷醇有8种异构体。从天然薄荷油中分离所得到的是左旋薄荷醇,它是薄荷植物的主要成分,有杀菌、防腐的作用,广泛用于医药、饮料、香料和化妆品工业。(-)-薄荷醇和(-)-薄荷酮都具有稳定的全平状构象。 实验目的: 1. 2. 3.
了解Jone’s试剂及其氧化反应特点 学习半微量合成技术/减压蒸馏技术 学习薄层展开技术
实验原理:
Jone's试剂OHO
试剂与用量:薄荷醇1.0g(4.0m mol); 丙酮20mL; 三氧化铬,硫酸。
实验步骤:Jone’s试剂的配制 将2.3mL H2SO4 溶于7.5mL水,加2.7g三氧化铬使其溶解。
薄荷酮的制备 于100mL烧瓶中加入1.0g薄荷醇,20mL丙酮使其溶解。在室温下,用滴管漫漫滴加已配好的Jone’s试剂,直到溶液变为浅黄色不再褪去为止。加入50mL水,并将绿色溶液移至分液漏斗中,用20mL二氯甲烷分两次萃取。合并有机相,用10mL水洗一次,用无水Na2SO4干燥。水浴蒸馏除去溶剂得无色油状物。粗产品减压蒸馏精制:馏分116-119 g / 5.47 KPa(41 mmHg);
用TLC分析产品纯度,计算Rf值。
薄荷酮:bp: 207oC ; nD20:1.4489 ; [α] D20=-29.9o ;c=1 甲醇
附:薄层板的制备及展开
1.
制板 取5g硅胶G与13mL0.5%-1%的羧甲基纤维素钠水溶液,在烧杯中调匀,铺在清洁干燥的玻璃片上,大约可铺10×4cm玻璃片8-10块,薄层厚度约0.25mm,室温晾干,次日在110℃烘箱中活化0.5h,取出放冷。
2.
点样 将样品配成1%-5%二氯甲烷溶液,,用内径小于1mm的毛细管点样,,点样前,先用铅笔在薄层板上距一端1cm处轻轻划一横线作为起始线,然后用毛细管吸取样品在起始线小心点样,斑点直径不超过2mm,点样间距应为1-1.5cm,待样点干燥后,方可进行展开
3.
展开 薄层展开可在150mL广口瓶中进行,展开剂高度为0.5-1cm,可在展开槽中放一张滤纸,以使器皿中蒸汽很快达到汽液平衡,,待滤纸被展开剂饱和以后,把带有样点的板(样点一端向下,)放入展开剂中,并与器皿成一定角度,,同时使展开剂的水平线在样点以下,盖上盖子,当展开剂上升到离板的顶部约1cm时取出,并立即用铅笔标出展开剂前沿的位置,待展开剂干燥后,进行显色。
4.
显色 将几粒碘的结晶放入广口瓶中,放入展开并干燥的板,盖上瓶盖,直到暗棕
色斑点足够明显时取出,立即用铅笔划出斑点的位置,计算Rf值
思考题: 1. Jone’s试剂的组成是什么, 它有什么特点? 2. 画出薄荷醇的8种极限构象式。
3. 本实验也可用PCC / AlCl3试剂或Corey试剂氢化,什么是PCC试剂,它有什么特点?
实验二 4-苯基-2-丁酮的合成
4-苯基-2-丁酮存在于天然烈香杜鹃的挥发油中,具有止咳、祛痰的作用,作为药物,4-苯基-2-丁酮被制成亚硫酸氢钠加成物,以便服用和存放,并不影响药效。本实验利用乙酰乙酸乙酯合成法合成4-苯基-2-丁酮。
实验目的
1. 学习利用乙酰乙酸乙酯合成法合成4-苯基-2-丁酮的方法
2. 掌握复杂化合物的合成方法
实验原理:
主要试剂及用量 无水甲醇14.2g(18.0ml, 0.44mol)金属钠 2g(0.087 mol,) 乙酰乙
酸乙酯 12.2g(12.0ml, 0.096mol) 氯化苄 10.8g(9.0ml, 0.094mol)
实验步骤
在100 ml干燥的三口瓶内加入18 ml无水甲醇,2g金属钠,电磁搅拌下室温反应放出氢气,待金属钠反应完毕,室温下滴加12.0ml乙酰乙酸乙酯,继续搅拌10min,在室温下,慢慢滴加9.0ml氯化苄,此时溶液呈米黄色,加热回流30 min。停止加热,稍冷,慢慢加入4.8g氢氧化钠和40 ml水配成的溶液,,回流加热30 min,冷却40℃以下,慢慢加入12 ml浓盐酸,,回流加热30 min进行脱羧反应,回流完毕,溶液分为两相,上层为有机相, 反应结束后,水浴蒸出低沸点有机物,,冷却,分出有机相,水层用30ml乙醚提取,将提取液与有机层合并,,用饱和食盐水洗两次,至PH=6-7,用无水硫酸钠干燥, 水浴蒸出乙醚,减压蒸馏,收集132-140℃/5.35kPa(40mmHg)馏分,称重,计算产率。(文献产率50%)
在50ml的圆底烧瓶中加入2.7g4-苯基-2-丁酮和12.5mL95%乙醇。水浴加热60℃,得到溶液甲。
在装有回流冷凝管和温度计的100mL三口瓶中,加入2.08g亚硫酸氢钠和9mL水,加热至80℃,搅拌使固体溶解,得到溶液乙(若溶液不透明,趁热过滤。)。 搅拌下趁热将溶液甲慢慢加入溶液乙中,加热回流15min,得透明溶液,冷却,使其结晶,,过滤,固体用少量酒精洗涤2次,干燥称重计算产率。(文献产率84%)
思考题 1.乙酰乙酸乙酯合成法适合合成什么类型的化合物,反应有何特点。
2. 写出该反应的机理。
3.设计利用乙酰乙酸乙酯合成法合成2-庚酮的路线。
实验三 黄酮(2-苯基色原酮)
实验目的
1. 掌握多步合成技术
2. 了解黄酮极其类似物的化学结构特点与生理作用。 3. 学习用波普解析的方法对有机化学物进行解析
实验学时:16小时
实验原理
OHOCOCH3OH+ (CH3CO)2ONaOHAl3Cl3COCH3FriesC6H5COClOC6H5OHH2SO4CH3KOH,PyOCOC6H5COCH3OOBaker-VenkataramanO
主要试剂及用量:苯酚9.4g(0.1mol); 苯甲酰氯2.8 g(0.02mol) 醋酸酐10Ml
四氯化碳 三氯化铝 盐酸 苯 甲醇 氢氧化钾 醋酸 硫酸
丙酮
实验步骤:
1. 乙酸苯酚酯制备 在250mL烧杯中,称取6g氢氧化钠,加入10mL水制成溶液。称取9.4g苯酚加到上面所配制的氢氧化钠溶液中,搅拌使其溶解,加50g碎冰,搅拌下分3次将10mL醋酸酐加入,随即有油状物悬浮于溶液中。将此乳浊液转入分液漏斗,分2次各用20mL四氯化碳提取,将四氯化碳层合并,以3%的氢氧化钠20mL分两次洗涤,在分2次各用20mL水洗四氯化碳层,以无水氯化钙干燥1h。蒸除四氯化碳,再将乙酸苯酚酯蒸出,收集195~196℃的馏分,称重,计算产率,并测定折光率。
2. 邻羟基苯乙酮的制备 称取10.2g 三氯化铝置于100ml三口瓶中,将9ml乙酸苯酚酯加入,边加摇动,这时有较强烈的放热,同时反应物变成橙红色。将反应瓶放在油浴上加热,维持浴温130℃左右约30min 然后使体系降温,加入5%盐酸40ml,这时固体逐渐溶解,呈棕色油状物,分三次用10ml苯提取,合并提取液,常压蒸出苯,减压蒸馏收取126-130℃/60mmHg(7.98KPa)的馏分,称重,计算产率。
3. 苯甲酸(邻乙酰基)苯酚酯的制备 于50ml园底烧瓶中加入2.8g邻羟基苯乙酮,3ml吡啶,磁力搅拌下滴加2.8g苯甲酰氯,约15min加完,将反应体系 升温至50℃并保持此温度20min把反应倒入事先准备好的20g冰与40ml 1mol/L的盐酸混合物中,搅拌至固体生
成,抽滤。
粗产品用30ml甲醇和6ml水混合溶剂重结晶。自然凉干。测熔点。计算收率。 4. 1-苯基-3-(2-羟基苯基)-1,3-丙二酮 称取1g苯甲酸(邻乙酰基)苯酚酯滴加于1.2 ml无水吡啶中,温热至50℃,搅拌下分批加入0.4g氢氧化钾粉末,(10nin )此时溶液变为深黄色并析出沉淀,继续搅拌15min, 冷至室温,加8ml 10%的醋酸溶液,冰水浴至析出沉淀,,
粗产品用3ml无水乙醇重结晶。测熔点。计算收率。
5. 2-苯基色原酮(黄酮)的制备 于10ml园底烧瓶中加入3.0g冰乙酸,0.5g1-苯基-3-(2-羟基苯基)-1,3-丙二酮和3滴浓硫酸,回流1h ,反应物由黄色逐渐变为米色,,让反应物自然冷却至室温,再将其倒入15g冰中,放置30min, 过滤,用30ml水洗涤固体至不再呈酸性。
粗产品用丙酮重结晶,凉干,称重,计算产率。
实验结果填下表 产物 外观 熔/沸点 产率 纯度 1 2 3 4 5 思考题
1. 本实验是多步合成,你认为应注意些什么问题 2. 各步反应属于哪一类型的反应,其反应特点是什么
实验四 α-苯乙胺的合成与拆分
实验目的
1. 学习和掌握利用鲁卡特(Leukart)法合成α-苯乙胺的原理和方法
2. 学习和掌握外消旋化合物的拆分方法
实验原理
非手性条件下,用一般化学合成方法合成手性混合物时,得到的都是外消旋体,例如,用鲁卡特(Leukart)法合成α-苯乙胺即为(±)-α-苯乙胺,可用酸性拆分试剂进行拆分,例如(+)-酒石酸。具光学活性的(+)-酒石酸广泛存在于自然界,事实上,在酿酒时所获得的一系列副产物中就有(+)-酒石酸。本实验通过(+)-酒石酸与外消旋(±)-α-苯乙胺反应形成非对映异构体的盐:(-)-α-苯乙胺-(+)-酒石酸盐和(+)-α-苯乙胺-(+)-酒石酸盐。前者在甲醇中的溶解度要比后者的小。因此,利用它们在溶解度上的差异可以让(-)-α-苯乙胺-(+)-酒石酸盐从溶液中先结晶析出,经纯化、碱化处理,即可得到(-)
-α-苯乙胺。母液中所含的(+)-α-苯乙胺-(+)-酒石酸盐经过类似的处理也可获得(+)-α-苯乙胺。 合成:
OCCH3HCCH3NH2+HCOONH4+H2O * CO2 + NH3
_拆分:
COOHNH2pHCHCH3+HOHOHHCOOH(+)-酒石酸HphCH3H+NH3OHCOO_CH3++NH3phHHOHCOOOHHCOOHOHHCOOH_(+)-a-苯乙胺
CH3Hph+NH3HOHCOO_CH3HphNH2+HOHCOONaOHHCOONaOHHCOOH_( )-a-苯乙胺-(+)-酒石酸盐CH3+NH3phHHOH_COOOHHCOOH(+)-a-苯乙胺-(+)-酒石酸盐_苯乙胺( )-a-CH3NH2ph(+)-a-苯乙胺H+HOHCOONaOHHCOONa
药品
甲酸胺 50g (0.8mol) 苯乙酮 30g(41ml 0.25mol)
(+)-酒石酸,甲醇,乙醚,50%氢氧化钠水溶液。
实验步骤
(±)-α-苯乙胺的合成
装置:以250ml三口瓶作反应器,搭建一蒸馏装置,侧口装温度计,温度计插到液面下,尾气吸收。用电炉加热。
在250ml三口瓶中加入50g甲酸胺,30g苯乙酮及几粒沸石,缓慢加热至150-155℃,混合物开始溶解同时有馏分馏出,并不断放出气泡(氨和二氧化碳),反应1.5h,温度可达185-190℃,
停止加热,将馏分倒入分液漏斗中。分出有机层到回反应瓶中,补加几粒沸石继续反应1h,保持温度在184-186℃,反应结束后,冷却,将反应液倒入250ml分液漏斗中,用30ml水洗涤反应物,以除去甲酸胺与甲酰胺,分出油层,水相用乙醚提取两次,每次10ml
乙醚,合并有机相,加50ml浓盐酸及几粒沸石,蒸出乙醚,然后改装成回流装置,缓缓沸腾40-50min,分解N-甲酰-苯乙胺,冷却,反应液用20ml乙醚提取以除去未反应的苯乙酮,将水解后的酸性水溶液移至简易水蒸气蒸馏装置中,加入事先准备好的冷的氢氧化钠溶液(20 g氢氧化钠溶于30ml水),进行水蒸气蒸馏,收集溜出物为弱碱性,溜出液用乙醚提取3次,(每次10ml乙醚),合并提取液,用固体氢氧化钠干燥,蒸出乙醚,(注意:蒸馏头磨口处涂上少许凡士林,防止粘结。)收集180-190℃的馏分,称重,计算产率。
(±)-α-苯乙胺的拆分 在250mL圆底烧瓶中,置入15.6g(+)-酒石酸、210mL甲醇和两粒沸石,配置回流冷凝管,水浴加热使之溶解。
用滴管从回流冷凝管上端向瓶中慢慢滴加12.4mL(±)-α-苯乙胺,边滴加边振摇(滴加速度不宜快,否则易起泡),使之混合均匀。滴加完毕,冷却至室温,静置过夜,有颗粒状棱柱形晶体析出
(1)
。
过滤,所得晶体用少量冷甲醇洗涤两次,置放在表面皿上凉干,即得(-)-α-苯乙胺-(-)-酒石酸盐。称重。
将上述所获(-)-α-苯乙胺-(+)-酒石酸盐溶入4倍其重量的水中,加入3.6mL14molL
-1
氢氧化钠水溶解,充分振摇后溶液呈强碱性。用乙醚对溶液萃取三次(3×10mL),合并乙醚萃取液,用无水硫酸钠干燥,过滤,热水浴蒸除乙醚,收集180-190℃的馏分或减压蒸馏收集81—81℃/2.4kpa(18mmHg)馏分。即为(-)-α-苯乙胺,称重、计算产率。
将产品配成10ml甲醇溶液,测定旋光度和比旋光度,计算产品的光学纯度。 比旋光度=α/CL α:样品的旋光度, 浓度:g/ mL 管长:1dm.
ee%=R-S/R+S=[α]测定/[α]理论
纯(-)-α-苯乙胺 mp:184—186℃, [α]20, D= -39.3°(CH3OH)附注
(1)如果析出的晶体中夹杂有针状晶体,会导致产物的光学纯度下降。此时,可用热水浴对锥形瓶缓缓加热,并不时振摇,针状晶体因易溶解而逐渐消失。当溶液中只剩少量棱柱形晶体时(留作晶种),停止加热,再让溶液在室温下慢慢冷却结晶。
(2)本实验尚未对母液中所含的(+)-α-苯乙胺-(+)-酒石酸盐进行处理,试拟实验方案,从母液中提取出(+)-α-苯乙胺。 思考题
1. 本实验以本乙酮与甲酸铵合成(±)-α-苯乙胺,甲酸铵在这里起什么作用,写
出中间产物的结构。
2. 推测本反应的反应机理。
实验五、 2-叔丁基-对苯二酚的合成与抗氧化性能
实验目的
1. 掌握芳环上烷基化原理与方法 2. 掌握过氧化值的测定方法
3. 了解抗氧化剂的化学结构特点与抗氧化机理
实验原理
OHt-BuOHH3PO4OHOH(TBHQ)OHBu-tt-BuOHt-BuH3PO4OH(DTBHQ)OHBu-t
主要试剂与用量
对苯二酚 4.4g (约0.04mol), 叔丁醇 3.0g (4mL约0.04mol),
实验步骤
在250mL三口烧瓶上配置磁力搅拌器、水浴锅、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管。依次将4.4g对苯二酚、16mL磷酸20mL甲苯加入三口瓶中。水浴加热反应瓶使温度升至90oC,然后缓慢滴加4mL叔丁醇,控制反应温度90~95oC。滴加完毕(约15min),在90oC条件下继续搅拌20min,至混合物中固体全部溶解,反应完毕,趁热将反应物倒入分液漏斗中,分出磷酸层,将有机层转入100mL烧杯中,冷至室温,由大量白色固体析出,抽滤,滤饼用50mLmL热水重结晶。产品于真空烘箱中烘干。称重,计算产率。
抗氧化实验
实验方法 精确称取100mg自制溶于100ml二醇中,其浓度为1mg/ml。将母液与猪油
按1:5配制成含TBHQ200ppm的油脂,在烘箱中60℃放置一周,测定过氧化值,以猪油为空白样,评价样品的抗氧化效果。
过氧化值的测定 按下表称取油样于碘量瓶中,加入12ml氯仿,轻轻摇动碘量瓶使油样溶解,加入18ml冰乙酸和1ml饱和碘化钾,,塞上瓶盖,轻摇1min 避光放置5min
加7ml蒸馏水,充分混合,立即用0.005mol/L标准硫代硫酸钠溶液滴定至淡黄,加0.5ml 1%淀粉指示剂,继续滴定至蓝色消失。
空白试验与试样同样方法进行。
过氧化值(mmol/1000g)=1000(V2-V1)×C/W 过氧化值(mmol/1000g) 0-----12 12----20 20-----30 30------50 50-------90
试样量(g) 5.0------2.0 2.0-------1.2 1.2-------0.8 0.8-------0.5 0.5-------0.3 【注释】
?1? TBHQ溶于热水(5g/100mLH2O),而DTBHQ不溶于热水。
思考题
① 叔丁醇为什么不与甲苯发生亲电取代反应? ② 叔丁醇过量会提高TBHQ的产率吗?为什么? 相关链接:食品抗氧化剂
实验六 月桂酰二乙醇胺的制备及性能
实验目的
1. 掌握高级脂肪酸的酯化与酰化原理与方法 2. 掌握脂肪酸的酯含量测定方法 3. 了解表面活性剂及其复配技术
实验原理
CH3(CH2)10COOH + HOCH3 CH3(CH2)10COOCH3 + H2OCH3(CH2)10COOCH3 + HN(CH2CH2OH)2 CH3(CH2)10CON(CH2CH2OH)2 + CH3OH
KOHH2SO4主要试剂与用量
月桂酸 25g(约0.125mol) 二乙醇胺 13.5g(约0.13mol)
实验步骤
月桂酸甲酯的合成 于250mL园底烧瓶中加入25g月桂酸,安装回流装置,磁力搅拌,水浴加热至月桂酸全溶,量取30mL甲醇从回流冷凝管上端加入烧瓶中,继续搅拌加热,10分钟后用量筒加入17mL浓硫酸,保持微沸3小时,
反应完毕,改装仪器为蒸馏装置,蒸出过量的甲醇(回收),将产物倒入250mL分液漏斗中,静止分层,分去酸水后,产物用50mL温水洗涤至中性,称量,计算产率。 酸价的测定 取已溶化的甲酯5-10克(精确至0.001g)于已知重量的250mL锥形瓶中,加入25mL中性乙醇,充分溶解后加入4-6滴酚酞,,用0.1molL-1氢氧化钠标准溶液滴定至微红色为终点。酸价按下式计算:
酸价=CKOHVKOH/W(mmol/g)
称取月桂酸约0.5g(精确至0.001g)用同样的方法测定月桂酸的酸价,估算酯化度。 月桂酰二乙醇胺的制备 将上步制备的甲酯称重后加入250mL园底烧瓶中,另将二乙醇胺加入小烧杯中,再加入固体氢氧化钾,搅拌溶解后转移至盛有甲酯的烧瓶中,原料配料比为:甲酯:二乙醇胺:氢氧化钾=1:1.1:0.05(mol);油浴加热,以盛有原料的烧瓶作反应器,安装蒸馏装置,尾接管接真空装置,组成简易减压蒸馏装置。开动水泵,观察系统压力,同时开动磁力搅拌,缓缓加热至有馏分馏出,约2小时后不再有馏分,停止加热,拆除装置,产物冷至室温。
泡沫力测定 取1克产物加水20mL,溶解后转移至100mL量筒中,用手封口用力上下摇动,测量泡沫体积。
洗发香波的配制 将溶于60 mL水中,加热至70℃搅拌溶解,待全溶后停止加热,加入珠光浆、硅油瓜尔胶,使其溶化,45℃时加入香精、防腐剂,混合均匀后用柠檬酸调节PH至6-7,40℃加入食盐调节粘度,轻搅均匀,待气泡消失即成。
洗发香波配方
成分 烷醇酰胺 AES 含量(%) 5 10 成分 食盐 香精 含量(%) 适量 适量
BS-2 AEO-9 K-12 瓜尔胶
5 5 5 1 防腐剂 珠光浆 硅油 柠檬酸 0.2 5 2 1 思考题
1、 本实验合成的月桂酸甲酯纯度如何,如何纯化 2、 设计一条合成烷醇酰胺的其他合成路线 [注]
1、0.1mol/L KOH的配制:称取0.7g KOH溶解后转移到100ml容量瓶内,加蒸馏水至刻度,称取已干燥的邻苯二甲酸氢钾0.4-0.6g (精至0.001g)于250锥形瓶中,加40-50ml 蒸馏水溶解后滴加2-3d滴酚酞指示剂,用待标的KOH溶液滴定至粉红色且半分钟不褪为终点,KOH溶液的浓度按下式计算: CKOH=WKHC8H4/0.2042VKOH
2、中性乙醇的配制:取95%乙醇25ml于烧杯中,加2滴酚酞指示剂,用0.1mol/L KOH 标准溶液滴至粉红色。 相关链接:表面活性剂
实验七 氢化大豆油(催化氢化)
氢化大豆油
植物油为含有不饱和脂肪酸的甘油酯,由于其分子的排列松散,分子间作用力小常温下呈液体,通过催化加氢可使分子中的双键数目减少,凝固点升高,这个过程叫油脂氢化,常用的加氢催化剂为Raney镍,钯-碳等。 实验目的
1. 了解催化加氢的基本原理及操作 2. 学习碘值的测定方法 实验原理
OH(CH2)7H(CH2)7CCCCH(CH2)7CH3HHCCH2C(CH2)6CH3H2HCOCOH2 ,Pd-CHCOCH2COCO(CH2)16CH3O2HCOCO(CH2)7CH2H2CH2C(CH2)7CH3HCOC(CH2)7H2CH2CH2CH2C(CH2)6CH3H2COCO(CH2)16CH3
主要试剂与用量
大豆油 30mL钯-碳催化剂0.1g,氢气;
0.1mol.L-1NaS2O3溶液,1%淀粉溶液,哈纳斯溶液(每升冰醋酸含有12.7克碘)10%碘化钾溶液,二氯甲烷。 实验步骤
按图连接好氢化装置,在氢化瓶中加入30mL豆油,0.1g钯-碳催化剂,搅拌下缓缓加热至200℃,打开氢气通气,保持同其速度为150-200个气泡/分钟。反应时间约40分钟。 (注意:氢气为可燃性气体,务必使其排除室外)
反应完毕,用隔热手套取下氢化装置,趁热减压过滤,将滤液倒入烧杯中,冷却至室温。 碘值的测定
于250mL锥形瓶中加入0.5 g大豆油,(准确至0.01 g),再加入15mL二氯甲烷,溶解油。 思考题:
1油脂氢化的目的是什么,简述氢化油的用途 2. 假如你的三酸甘油是由三个亚油酸基团组成,试写出此三酸甘油的结构,氢化1 mol.这种脂肪需多少mol.氢,这种油脂的碘值是多少。
实验八 正丁基锂
有机锂化合物是有机合成中重要的基本试剂,在有机合成中有着许多用途,有机锂化合物的制备和反应需要用到无水、无氧、低温等实验条件,是现代有机合成化学的重要基本技能之一。卤素和金属锂地交换反应是制备有机锂化合物的最常用的方法,本实验采用1-溴丁烷和金属锂反应制备正丁基锂。
实验目的
1. 掌握正丁基锂的制备原理与方法
2. 掌握无水无氧操作技术
实验原理
- nC4H9Br + 2Lin-C4H9Li + LiBr
由于反应中所形成的丁基锂具有很高的反应性,因此,在制备过程中所有的仪器、试剂和溶剂均须绝对干燥,反应须在惰性气体如氮气或氩气的保护下进行。
在使用有机锂时,常需知道较的浓度,但在有机锂化合物的制备过程中,由于副反应、溶剂的挥发和放置过程中的水解等因素的影响,所制得的有机锂化合物的浓度与预测的浓度常有较大的差异。因此,必须用可靠的方法确定待使用的有机锂化合物的浓度。 测定原理一:
--nCHLi + (nC4H9OLi + Li2O + LiOH)49
H2On-C4H10 + LiOH + (n-C4H9OH + LiOH) -
LiOH标准酸Li + H2OC6H5CH2ClH2OnC4H9Li + (n-C4H9OLi + Li2O + LiOH)C6H5CH2CH2C6H5 + n-C8H18 + n-C4H9CH2C6H5+( n-C4H9OH + LIOH + LiCl)测定原理二
BuLiNHNSOOONLiNSO12LiONLiNSO3
以1,3-二苯基-2-丙酮-对甲苯磺酰腙为滴定剂兼做指示剂,当正丁基锂的加入量少于
或等于磺酰腙1的量时,1中最活泼的氮上的氢先被夺去,形成 N-Li化合物2,当正丁基锂的加入量大于磺酰腙的量时,化合物2进一步发生苄位上的夺氢,,形成具有鲜艳橘红色的双锂化合物3,从而指示出反应的等当点。
实验步骤:
在250ml三口瓶上配好电动搅拌机、低温温度计和进气管以及接有氯化钙干燥管的恒压漏斗,全部仪器均需在烘箱中干燥后趁热装配。向瓶中加入50ml无水乙醚,将不含氧的干燥氮气导入反应瓶。取1.07g锂丝,用无水乙醚漂洗后直接投入处于氮气流保护下的反应瓶中,开动搅拌,从漏斗中加入8.6g1-溴丁烷与25ml无水乙醚的溶液,冰盐浴,将反应物冷至-10℃(溶液略显浑浊,当反应开始时,锂丝上出现闪亮的斑点)。在此温度下于30min内将1-溴丁烷溶液加完,。将反应物温热到0-10℃后继续搅拌1h 。用倾泻法将产品通过一根装有玻璃纤维的细管,滤入有刻度的250ml 滴液漏斗中(此漏斗先以氮气流冲洗),所得溶液即为正丁基锂乙醚溶液。
1 双滴定法程序如下
用移液管量取5-10ml待测溶液,注入盛有10ml蒸馏水额锥形瓶中,以酚酞做指示剂,
用标准酸滴定至等当点,所得结果相当于溶液中的总碱量。
同样吸取5-10ml待测溶液,加入盛有10ml 氯化苄乙醚溶液(其中含有1ml 氯化苄)的锥形瓶中,当滴入正丁基锂醚溶液时,立即出现黄色(如果正丁基锂浓度足够高,在黄色消失的同时出现氯化锂白色沉淀),醚溶液因反应而发热,甚至沸腾,但不应冷却,加完待测溶液后,放置1min 进行水解,,并以酚酞做指示剂,在剧烈振荡下用标准酸滴定至等当点。
将第一次所得结果与第二次结果相减,便可计算正丁基锂醚溶液的浓度。同时计算理论产量,计算收率。
2 磺酰腙法测定正丁基锂醚溶液的浓度
在一个装有磁力搅拌子的5mL干燥的园底烧瓶中准确加入1,3-二苯基-2-丙酮-对甲苯磺酰腙(约113mg,0.5mmol),塞上医用翻口塞,其中插有一个充有氮气的气球和一个穿刺针,置换出瓶内的空气,,然后用注射器注入2mL的四氢呋喃,开动磁力搅拌器,其上放一张白纸一边观察反应的颜色变化,,用1.0mL具精确刻度的带针注射器准确抽取上述正丁基锂溶液,在迅速搅拌下逐滴加入至橘红色刚出现且不消退为止,记下所用正丁基锂溶液的体积,计算浓度。(正丁基锂溶液在1.5-1.6mol/L为宜)
C正丁基锂=m/378.49V正丁基锂(mol/L)
m---1,3-二苯基-2-丙酮-对甲苯磺酰腙的质量,mg V正丁基锂----所消耗正丁基锂溶液的体积,mL 注意事项
(1) 氮气以焦性没食子酸碱溶液脱氧,用4 A分子筛干燥(分子筛在450-500活化
15min),氮气流开始可稍大一些,以置换瓶内的空气,此后应小而均匀,过多的氮气会导致溶剂乙醚的大量损失。
(2) 将分析纯的氯化苄以P2O5干燥,减压蒸馏使用。
思考题 1.滴定体系中若有空气存在,将对正丁基锂溶液的浓度测定结果由和影响。
3. 举例说明正丁基锂在有机合成中的作用。
参考书:王尊本.综合化学实验.科学出版社.2003
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